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齿轮与蜗杆传动的效率计算 |
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表1 |
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项 目 |
计 算 公 式 和 说 明 |
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齿 轮 传 动 |
蜗 杆 传 动 |
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啮合效率η1 |
η1=1-ψ1 ψ1=0.01fΔn 式中 f—— 轮齿间的滑动摩擦因数,其值随着齿面粗糙度值的增加、润滑油黏度的降低和滑动速度的减小而增大。一般f=0.05~0.10(齿面跑合较好时取较小值) Δn—— 根据齿数由下图1确定。对角变位直齿轮按图求出的数值应乘上 |
式中 γ—— 蜗杆分度圆上的导角(对圆弧面蜗杆为喉部节圆上的导角) ρ'—— 当量摩擦角,可取ρ'≈ρ=arctanf f—— 滑动摩擦因数,f或ρ根据蜗轮副材料和滑动速度υh的大小由表2选取
d1—— 蜗杆分度圆直径,cm; n1—— 蜗杆转速,r/min,对于滚动轴承装置的圆柱蜗杆传动,η1可按下图2选取,该图已计入了滚动轴承摩擦损耗,不用再计算ψ2值 |
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轴承摩擦损耗的效率η2 η2=1-ψ2 |
对于滚动轴承和液体摩擦滑动轴承: ψ2≈0.005 对半液体摩擦滑动轴承: ψ2≈0.01 |
对于滚动轴承: ψ2≈0.01 对于滑动轴承: ψ2≈0.02 |
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润滑油飞溅和搅动损耗的效率η3 η3=1-ψ3 |
齿轮浸入油池中的深度不大于两倍齿高时,一个齿轮的ψ3值为
式中 P1—— 传动功率,kW υ—— 齿轮节圆圆周速度,m/s b—— 浸入油中的齿轮宽度(对锥齿轮应根据结构和浸油深度按图纸确定),mm vt—— 润滑油在其工作温度下的运动黏度,m2/s z∑=z1+z2 在喷油润滑的情况下,上式中的系数0.75应以0.5代替 在高速传动中,齿轮与箱体之间的间隙愈小时,润滑油飞溅和搅动的功率损耗愈急剧增加 |
齿轮浸入油池中的深度不大于两倍齿高(或螺牙高)时
式中 P1—— 传动功率,kW υ—— 浸入油中物体(蜗杆或蜗轮)的圆周速度,m/s B—— 浸入油中物体的宽度(对蜗杆来说,则为其长度),在蜗轮轴为垂直位置时,应以齿顶圆直径da2代替B值,mm vt—— 润滑油在其工作温度下的运动黏度,m2/s 在喷油润滑及用叶轮溅油润滑的情况下,上式中的系数0.75应以0.5代替 如果蜗杆的圆周速度很大时(υ>4~5m/s),建议将蜗杆放在蜗轮的上面 |
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总效率 |
η=η1η2η3 |
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注:1.对高速的齿轮传动及圆弧面蜗杆传动,用风扇冷却时,传动总效率还要计入效率 2.总效率η值还可参照表机械传动效率。 |
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图1 确定系数Δn |
图2 蜗杆导角 |
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表2 摩擦因数 f 和摩擦角ρ的值 |
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蜗轮齿圈材料种类 |
锡青铜合金 |
无锡青铜合金 |
灰 铸 铁 |
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蜗杆螺牙表面硬度 |
≥45HRC |
其他情况 |
≥45HRC |
≥45HRC |
其他情况 |
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滑动速度υh/m·s-1 |
f |
ρ |
f |
ρ |
f |
ρ |
f |
ρ |
f |
ρ |
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0.01 |
0.110 |
6°17′ |
0.120 |
6°51′ |
0.180 |
10°12′ |
0.180 |
10°12′ |
0.190 |
10°45′ |
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0.05 |
0.090 |
5°09′ |
0.100 |
5°43′ |
0.140 |
7°58′ |
0.140 |
7°58′ |
0.160 |
9°05′ |
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0.1 |
0.080 |
4°34′ |
0.090 |
5°09′ |
0.130 |
7°24′ |
0.130 |
7°24′ |
0.140 |
7°58′ |
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0.25 |
0.065 |
3°43′ |
0.075 |
4°17′ |
0.100 |
5°43′ |
0.100 |
5°43′ |
0.120 |
6°51′ |
|
0.5 |
0.055 |
3°09′ |
0.065 |
3°43′ |
0.090 |
5°09′ |
0.090 |
5°09′ |
0.100 |
5°43′ |
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1 |
0.045 |
2°35′ |
0.055 |
3°09′ |
0.070 |
4°00′ |
0.070 |
4°00′ |
0.090 |
5°09′ |
|
1.5 |
0.040 |
2°17′ |
0.050 |
2°52′ |
0.065 |
3°43′ |
0.065 |
3°43′ |
0.080 |
4°34′ |
|
2 |
0.035 |
2°00′ |
0.045 |
2°35′ |
0.055 |
3°09′ |
0.055 |
3°09′ |
0.070 |
4°00′ |
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2.5 |
0.030 |
1°43′ |
0.040 |
2°17′ |
0.050 |
2°52′ |
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3 |
0.028 |
1°36′ |
0.035 |
2°00′ |
0.045 |
2°35′ |
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4 |
0.024 |
1°22′ |
0.031 |
1°47′ |
0.040 |
2°17′ |
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5 |
0.022 |
1°16′ |
0.029 |
1°40′ |
0.035 |
2°00′ |
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8 |
0.018 |
1°02′ |
0.026 |
1°29′ |
0.030 |
1°43′ |
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10 |
0.016 |
0°55′ |
0.024 |
1°22′ |
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15 |
0.014 |
0°48′ |
0.020 |
1°09′ |
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24 |
0.013 |
0°45′ |
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注:蜗杆螺牙表面粗糙度为Ra=0.4~1.6μm。 |
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