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蝸輪蝸桿傳動強(qiáng)度的個人見解（未完）

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1#
發(fā)表于 2011-11-3 13:26:33 | 只看該作者 |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
低速機(jī)械傳動（蝸輪蝸桿）設(shè)計(jì)的一些見解。

做了一段時間低速的傳動設(shè)計(jì)，開始是按照機(jī)械設(shè)計(jì)手冊上的參數(shù)及公式計(jì)算的。設(shè)計(jì)出來的東西簡直大得不得了。例如有一款減速器，按照最有利的情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，中心距為100多，但是實(shí)際上中心距30就就可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求了。按照體積上來看，傳動件的使用高空間至少減小到原來的1/9，理論上最大減少到1/27,。也就是說，我們設(shè)計(jì)的機(jī)械很多時候是傻大粗，而日本等國的機(jī)械小巧精致，功能卻不比我們差。

這里面牽涉到計(jì)算理論問題，特別是接觸問題，實(shí)際上對于一些運(yùn)行時間很短，運(yùn)轉(zhuǎn)次數(shù)很少，運(yùn)轉(zhuǎn)頻率很低的機(jī)械，現(xiàn)有理論計(jì)算是有問題的。比如接觸計(jì)算，只有兩種，點(diǎn)蝕和膠合，而對材料進(jìn)行疲勞計(jì)算可以發(fā)現(xiàn)，點(diǎn)蝕是不需要的，膠合也不需要，因?yàn)樗矔r溫度很低，即閃溫很低。應(yīng)該計(jì)算的是接觸應(yīng)力分解之后按照各個強(qiáng)度理論是否達(dá)標(biāo)，還有材料的斷裂強(qiáng)度（細(xì)小損傷）。這些在現(xiàn)有蝸輪蝸桿傳動理論中都沒有應(yīng)用，不能不說是一個缺陷。

本帖被以下淘專輯推薦:
2#
 樓主| 發(fā)表于 2011-11-3 14:28:11 | 只看該作者
第二方面是接觸材料的問題，后面會講。第三方面，除了接觸強(qiáng)度計(jì)算有問題外，還有彎曲疲勞強(qiáng)度的問題。對于低速的設(shè)計(jì)，我們?nèi)绻脮系哪且惶桌碚?，?jì)算出來的東西就太大了。比如一臺減速器，如果使用頻率極低，例如控制作用，每次使用的時間也很短。這樣的話，在使用彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算，那就與實(shí)際情況相差很遠(yuǎn)了，這時候應(yīng)該考慮靜強(qiáng)度和應(yīng)力集中的影響，采用靜力學(xué)的算法。這種計(jì)算應(yīng)該可以更貼近實(shí)際，該省材的省材，該加強(qiáng)的加強(qiáng)，失效理論不同了，再采用那套設(shè)計(jì)方法，可能得到的數(shù)據(jù)既浪費(fèi)，又不安全。

點(diǎn)評

多謝  發(fā)表于 2011-11-3 16:47
我?guī)湍愀拇笞至?，還是4號字體看著舒服。  發(fā)表于 2011-11-3 16:36
為什么我每次發(fā)帖字的大小不同呢？看起來很累  發(fā)表于 2011-11-3 14:31
3#
發(fā)表于 2011-11-3 15:32:08 | 只看該作者
精玩蝸輪/蝸桿，就要從根本上甩開現(xiàn)在的所謂公式，這些公式都是早年由當(dāng)年的天才分析的，嚴(yán)格說，都不適應(yīng)今天的技術(shù)發(fā)展了

一是玩數(shù)學(xué)，玩包絡(luò)，通過數(shù)學(xué)模型就知道接觸狀況，各種偏差對于包絡(luò)的影響，比如接觸斑的位移與曲面曲率的問題，

二是玩材料，什么材料其硬度梯度是如何分布的？其內(nèi)應(yīng)力是如何分布與擴(kuò)散的？知道這個就知道到底會不會壞？一個材料不是越硬越好，是綜合性能的評價，

三是玩摩擦，蝸輪、蝸桿是一種滑移傳動，理解滑動、表面剪切力，力對于基體的擴(kuò)散，就可以分析壽命，

四，要知道世界怎么玩，米國在玩滾動蝸輪面，那個典型東西的承載力可以提高許多倍，以后是一個發(fā)展方向，

點(diǎn)評

深有感觸，我居然見過照抄的強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)?？尚Φ氖牵尤挥谐鰡栴}的地方，后來仔細(xì)研究了一下，應(yīng)該是照抄者沒有理解標(biāo)準(zhǔn)造成的。  發(fā)表于 2011-11-3 22:09
f 大蝦，國內(nèi)工程師沒有什么創(chuàng)新精神，得過且過，多一事不如少一事，對什么都不深究，早年把蘇聯(lián)算法般過來，現(xiàn)在把‘腚標(biāo)準(zhǔn)’直接改個名字就用，歐三標(biāo)準(zhǔn)，索性改稱‘國三’，多改一個字都懶得費(fèi)力氣，沒轍  發(fā)表于 2011-11-3 17:38
哈哈，01大蝦，阿拉其實(shí)不是正宗鋼鐵出身，起碼在熟人里面不敢這么說，你說的二次包絡(luò)我非常了解，其演變歷程也知道，東西不錯，但為什么沒有大面積推廣？其原因與那個‘筆挺筆挺的三尖兩刃’是一個道理，嫌麻煩  發(fā)表于 2011-11-3 17:34
我們的機(jī)械教育還停留在遵守規(guī)范上，對于本質(zhì)的東西，卻關(guān)注很少。還有，就是一些責(zé)任部門太懶，很多數(shù)據(jù)年齡比我還大呢一直在用，工程師又不愿意深究，惡性循環(huán)！  發(fā)表于 2011-11-3 17:25
大俠是鋼鐵行業(yè)的出身的，應(yīng)該知道平二包的故事，其實(shí)在包絡(luò)模型上是不落后的，但幾十年都沒形成系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)，想用也找不到。  發(fā)表于 2011-11-3 17:20
當(dāng)然不是那幾個簡單東西，你深入玩下去，隨著玩的深入了，會發(fā)現(xiàn)很多東西，以前從來不曾理解的東西，會發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在國內(nèi)機(jī)械行業(yè)的膚淺，會發(fā)現(xiàn)整個中國工業(yè)都必須提高，與世界差的太遠(yuǎn)了，必須努力了，  發(fā)表于 2011-11-3 17:09
特別是力學(xué)一定要學(xué)好，還有數(shù)學(xué)  發(fā)表于 2011-11-3 17:07
多謝！我在計(jì)算斷裂因子，建立齒輪點(diǎn)蝕的數(shù)學(xué)模型。只不過現(xiàn)在忙，只能以后慢慢做。齒輪表面接觸強(qiáng)度不僅僅與材料和硬度有關(guān)，還有其他幾個因素  發(fā)表于 2011-11-3 17:05
這個就是蝸輪、蝸桿的本質(zhì)，玩清楚這些，就懂許多東西，設(shè)計(jì)的東西就絕對比人家厲害，因?yàn)槊靼?，關(guān)于這些的詳細(xì)問題，可以再探討，但要探討本質(zhì)東西，這樣才有價值，泛泛講，都是麩皮，  發(fā)表于 2011-11-3 17:02
我做傳動時間很短，以前做微納米機(jī)械的。過來發(fā)現(xiàn)這個問題，所以拿出來探討一下。  發(fā)表于 2011-11-3 16:49

評分

參與人數(shù) 4威望 +13 收起 理由
chntod + 1
風(fēng)追云 + 1
frazil + 1 說到本質(zhì)了。其實(shí)我做傳動時間很短，以前是.
老鷹 + 10

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4#
發(fā)表于 2011-11-3 17:44:21 | 只看該作者
frazil 發(fā)表于 2011-11-3 14:28
第二方面是接觸材料的問題，后面會講。第三方面，除了接觸強(qiáng)度計(jì)算有問題外，還有彎曲疲勞強(qiáng)度的問題。對于 ...

    機(jī)械設(shè)計(jì)手冊在這方面并不是給專業(yè)的傳動零件工程師用的，好的減速機(jī)供應(yīng)商有轉(zhuǎn)速跟額定扭矩的關(guān)系表，安全系數(shù)范圍，軸向和徑向載荷的值，短時使用與長期運(yùn)轉(zhuǎn)的的載荷區(qū)間，甚至有精度與載荷關(guān)系的曲線。有些參數(shù)供應(yīng)商展示的時候只是在他們電腦上看看或者在自己筆記本上手繪。
   所以這些零件傳動要更精密設(shè)計(jì)的話，最好跟專業(yè)供應(yīng)商配合比較好

點(diǎn)評

國內(nèi)的材料也的確頭疼，還有熱處理。一天不跟著都會給你偷懶  發(fā)表于 2011-11-4 15:03
非常感謝你們參加討論  發(fā)表于 2011-11-4 15:00
山寨的也是30，我想在很迷茫究竟應(yīng)該取多大的許用應(yīng)力，沒有材料的S_N曲線，空有計(jì)算公式也沒用。減速比40左右。是毫米  發(fā)表于 2011-11-4 14:59
有些減速器使用情況很極端的，就像我說的中心距30的，所受的力是對稱循環(huán)，每次最多運(yùn)行30s，動作2萬次，很多天才運(yùn)行一次。這種設(shè)計(jì)就要完全摒棄現(xiàn)有的設(shè)計(jì)理論，計(jì)算應(yīng)該回歸力學(xué)本質(zhì)。  發(fā)表于 2011-11-4 14:55
如果單位是毫米，這個減速機(jī)基本性能不錯，我現(xiàn)在能查到的緊急制動扭矩200以上的最小45，但是不能超過25000次。磨損失效的形式更多是基于實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，跟材料和潤滑的關(guān)系比較大。  發(fā)表于 2011-11-4 00:00
是定位器這些東西啊，我玩那種浮動蝸桿的，這個東西你玩不很小，主要受材料限制，國內(nèi)材料比德國差的很遠(yuǎn)，  發(fā)表于 2011-11-3 23:35
單位是毫米嗎？長時間使用的嗎？減速比是多少？  發(fā)表于 2011-11-3 23:33
回01，例如韓國的減速器，200Nm的輸出扭矩，蝸輪蝸桿中心距可以做到28，我們計(jì)算值我忘了，反正比起來這個大的恐怖。國內(nèi)山寨的也可以用。  發(fā)表于 2011-11-3 23:14
還有能源類的，也需要小，雖然不需要有什么太大的安全要求，但是成本壓力很大  發(fā)表于 2011-11-3 23:11
比如控制閥門電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，隔爆的或者本安的  發(fā)表于 2011-11-3 23:10
煤礦什么地方用的？阿拉就玩煤礦設(shè)備的，  發(fā)表于 2011-11-3 22:27
你找找環(huán)面包絡(luò)蝸桿能不能滿足你的要求，多點(diǎn)接觸，載荷是阿基米德蝸桿的好幾倍。中心距大的應(yīng)該好找一些  發(fā)表于 2011-11-3 22:16
我們的產(chǎn)品是需要在特殊場合使用的，比如煤礦，是不能用現(xiàn)成的產(chǎn)品的。只可惜現(xiàn)有的設(shè)計(jì)理論并不們真是的反映問題。關(guān)鍵我們只能提承載的要求，這個要求按照現(xiàn)有的設(shè)計(jì)理論，滿足不了空間要求。  發(fā)表于 2011-11-3 22:06
傳動模塊在設(shè)計(jì)，加工，裝配，量化參數(shù)驗(yàn)證，每一個環(huán)節(jié)都需要嚴(yán)格把關(guān)，只有在專業(yè)供應(yīng)商配合下才能實(shí)現(xiàn)好的結(jié)果。在資源不足的情況下，只能改變自己結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)去適應(yīng)。如果公司背景夠強(qiáng)，直接找供應(yīng)商按你要求做  發(fā)表于 2011-11-3 20:46
機(jī)械設(shè)計(jì)手冊上的公式有問題，對于一個設(shè)計(jì)師來說，是如何通過一些列的理論知識設(shè)計(jì)出來，或者根據(jù)材料與幾何尺寸進(jìn)行選擇。如果僅僅是看樣本，那只能是選用。關(guān)鍵是如何去做一件東西，特別是沒有產(chǎn)品可以選用的情況  發(fā)表于 2011-11-3 20:37
5#
發(fā)表于 2011-11-4 13:18:34 | 只看該作者
頂，向大家好好學(xué)習(xí)，以后努力
6#
發(fā)表于 2011-11-4 14:33:50 | 只看該作者
學(xué)習(xí)了，分也賺了，很好！
7#
發(fā)表于 2011-11-4 19:02:32 | 只看該作者
頂啊 學(xué)習(xí)了，分也賺了，很好！
8#
發(fā)表于 2012-6-10 22:14:25 | 只看該作者
mark！
9#
發(fā)表于 2012-9-14 17:21:57 | 只看該作者
學(xué)習(xí)了，這兩天選用蝸輪蝸桿減速器弄得很麻煩，找不到合適的，尺寸太大了，
10#
發(fā)表于 2012-9-14 23:38:39 | 只看該作者
特定的使用條件，特定的材料，需要特定的設(shè)計(jì)，但不一定適合于通用型的設(shè)備！
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