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蝸輪蝸桿傳動強度的個人見解(未完)

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1#
發(fā)表于 2011-11-3 13:26:33 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
低速機械傳動(蝸輪蝸桿)設(shè)計的一些見解。

做了一段時間低速的傳動設(shè)計,開始是按照機械設(shè)計手冊上的參數(shù)及公式計算的。設(shè)計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行設(shè)計,中心距為100多,但是實際上中心距30就就可以達到設(shè)計要求了。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)計的機械很多時候是傻大粗,而日本等國的機械小巧精致,功能卻不比我們差。

這里面牽涉到計算理論問題,特別是接觸問題,實際上對于一些運行時間很短,運轉(zhuǎn)次數(shù)很少,運轉(zhuǎn)頻率很低的機械,現(xiàn)有理論計算是有問題的。比如接觸計算,只有兩種,點蝕和膠合,而對材料進行疲勞計算可以發(fā)現(xiàn),點蝕是不需要的,膠合也不需要,因為瞬時溫度很低,即閃溫很低。應(yīng)該計算的是接觸應(yīng)力分解之后按照各個強度理論是否達標,還有材料的斷裂強度(細小損傷)。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。

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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,除了接觸強度計算有問題外,還有彎曲疲勞強度的問題。對于低速的設(shè)計,我們?nèi)绻脮系哪且惶桌碚,計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,在使用彎曲疲勞強度計算,那就與實際情況相差很遠了,這時候應(yīng)該考慮靜強度和應(yīng)力集中的影響,采用靜力學的算法。這種計算應(yīng)該可以更貼近實際,該省材的省材,該加強的加強,失效理論不同了,再采用那套設(shè)計方法,可能得到的數(shù)據(jù)既浪費,又不安全。

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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
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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年的天才分析的,嚴格說,都不適應(yīng)今天的技術(shù)發(fā)展了

一是玩數(shù)學,玩包絡(luò),通過數(shù)學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,

點評

深有感觸,我居然見過照抄的強制標準。可笑的是,居然有抄出問題的地方,后來仔細研究了一下,應(yīng)該是照抄者沒有理解標準造成的。  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‘腚標準’直接改個名字就用,歐三標準,索性改稱‘國三’,多改一個字都懶得費力氣,沒轍  發(fā)表于 2011-11-3 17:38
哈哈,01大蝦,阿拉其實不是正宗鋼鐵出身,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,與世界差的太遠了,必須努力了,  發(fā)表于 2011-11-3 17:09
特別是力學一定要學好,還有數(shù)學  發(fā)表于 2011-11-3 17:07
多謝!我在計算斷裂因子,建立齒輪點蝕的數(shù)學模型。只不過現(xiàn)在忙,只能以后慢慢做。齒輪表面接觸強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)計的東西就絕對比人家厲害,因為明白,關(guān)于這些的詳細問題,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

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chntod + 1
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frazil + 1 說到本質(zhì)了。其實我做傳動時間很短,以前是.
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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,除了接觸強度計算有問題外,還有彎曲疲勞強度的問題。對于 ...

    機械設(shè)計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)計的話,最好跟專業(yè)供應(yīng)商配合比較好

點評

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),每次最多運行30s,動作2萬次,很多天才運行一次。這種設(shè)計就要完全摒棄現(xiàn)有的設(shè)計理論,計算應(yīng)該回歸力學本質(zhì)。  發(fā)表于 2011-11-4 14:55
如果單位是毫米,這個減速機基本性能不錯,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驗的結(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,  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,加工,裝配,量化參數(shù)驗證,每一個環(huán)節(jié)都需要嚴格把關(guān),只有在專業(yè)供應(yīng)商配合下才能實現(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)計去適應(yīng)。如果公司背景夠強,直接找供應(yīng)商按你要求做  發(fā)表于 2011-11-3 20:46
機械設(shè)計手冊上的公式有問題,對于一個設(shè)計師來說,是如何通過一些列的理論知識設(shè)計出來,或者根據(jù)材料與幾何尺寸進行選擇。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
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5#
發(fā)表于 2011-11-4 13:18:34 | 只看該作者
頂,向大家好好學習,以后努力
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6#
發(fā)表于 2011-11-4 14:33:50 | 只看該作者
學習了,分也賺了,很好!
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7#
發(fā)表于 2011-11-4 19:02:32 | 只看該作者
頂啊 學習了,分也賺了,很好!
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8#
發(fā)表于 2012-6-10 22:14:25 | 只看該作者
mark!
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9#
發(fā)表于 2012-9-14 17:21:57 | 只看該作者
學習了,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,
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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,但不一定適合于通用型的設(shè)備!
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