蜗杆传动的开展概述

  
  自{dy}个蜗杆传动规范问世以来,已有80多年的前史,蜗杆传动的开展现已进入成熟阶段。虽然齿轮传动一致被作为研讨要点,蜗杆传动型式也一直是一个活泼的范畴。扼要回顾一下新的技能,例如这里所介绍的,或许有助于更好地猜测未来的远景。从作者的观点来看,下面是对蜗杆传动的展望。
  塑料蜗轮传动。轿车、家用电器和食物加工职业对金属与塑料或仅塑料资料的蜗杆传动的需求不断添加。这首要是因为其具有较低的本钱、较轻的分量和较低的噪声。表1显现了已开发的专为蜗杆传动所开发的金属-塑料或塑料-塑料资料对的列表。现在研讨的要点在于通用塑料、通用工程塑料、准超级工程塑料、超级工程塑料等。作为玻璃纤维和碳纤维增强塑料基复合资料也已推广使用。蜗杆资料的新开展是使用碳纳米管与聚缩醛的组成资料。利用新开发的塑料进行蜗杆传动的研讨方向首要集中在蜗杆传动的耐磨性和外表回火特性上,因为蜗杆啮合进程中滚动较少。塑料蜗轮外表磨损缓慢,假如齿轮低于临界值,则具有较低的比磨损率;但是,当载荷超越一个特定几许的临界值时,塑料齿轮磨损率将急剧添加。磨损率突然添加的原因或许是蜗轮工作温度在临界状况下到达资料熔化点。
  蜗杆传动用新塑料的开展面临的一个未来应战是原资料和制作工艺的本钱。以家用电器工业上使用为例,玻璃纤维增强聚甲醛蜗轮的成型本钱约为原加工金属齿轮本钱的五分之一。图4显现了的研讨中获得一个有趣的定论,将耐热温度作为每种塑料相关于每公斤POM价格的函数来处理。即使是超级工程塑料的价格也能够超越一个订单。因而,在开发新的塑料蜗杆使用方面,未来的应战将需求低磨损率和高耐热温度,一起保持类似工程塑料的本钱。

六头蜗杆
  合触摸剖析的负荷才能估量。在钢青铜蜗杆传动中,大承载才能首要由齿折和点蚀决定.蜗杆的具体几许数据用来剖析需求传动类型。迄今为止,现已建立了许多数学触摸模型来猜测轮齿触摸。但是,软蜗轮的过度磨损和改变在磨合阶段,齿轮触摸的建模仍然是一个应战。此外,青铜蜗杆齿轮的磨粒磨损在正常运转进程中或许与点蚀相竞赛。由磨料磨损引起的磨损实际上能够削减受影响的点蚀面积。
  归纳触摸剖析将更xx地估量承载才能。归纳触摸剖析应包含几许信息(曲面半径)、运动学信息(外表滑动速度)和弹性(轮齿刚度),结合资料磨损机理和资料Wehler图,猜测蜗杆齿面的应力散布,且本进程有必要反复进行。在任何情况下,都能够建立触摸应力散布图画。根据触摸应力散布,研讨齿面的资料磨损率和资料使用寿命。并且能够猜测在下一次核算中,蜗轮齿面所形成的一个新的曲面。
  进步功率核算方法。有几种规范可用于核算蜗杆传动功率,但是,在将这些规范使用于核算蜗杆传动功率时存在若干缺点。例如,AGMA 6034-B92和DIN 3996没有考虑光滑剂类型和外表粗糙度对功率的影响。光滑剂首要通过下降蜗杆传动功率丢失来影响蜗杆传动功率,包含在液体动力学、弹性液体动力学和捆绑光滑状况下的旋转丢失和冲突丢失.在传统的轮系中,组成油能够下降功率高削减蜗杆传动功率丢失高达8%。另外,DIN 3996中的功率核算也是根据齿轮比为20.5的蜗杆传动的经验方法。该核算方法对传动比为20.5以外的蜗杆传动的作用或许无效。图5显现了这些规范之间的差异,特别是AGMA和DIN/ISO规范之间的差异。由AGMA规范核算的蜗轮副的功率随转速的添加而逐渐增大,而按DIN/ISO规范核算的功率似乎与转速无关。通过相应的冲突学行为(光滑剂、速度、外表粗糙度、载荷、温度来进步核算功率,一起局部齿面冲突和滑动速度、资料、齿轮尺寸,蜗杆概括,以及螺旋头数等也形成必定影响。
  蜗杆传动的状况监测。状况监测是指对机械中的状况参数(振荡、温度、颗粒等)进行监测,假如相关参数发作改变,这表明设备正在发作故障。因为财物管理的保护操作要求,状况监测越来越受到重视。之前的保护实践关于齿轮传动而言,首要是被迫修理,即在齿轮传动发作故障之后进行更换或修理。跟着齿轮传动种类的添加,预防性修理(PM)就被选用来对齿轮传动条件的定期查看。这种查看一般费用昂贵,并且往往需求为操作安全安排不抱负的停机时间。状况监测技能是在20世纪70年代和80年代初开展起来的,用于探测在航空航天和近海石油结构中具有明显经济优势,预防性保护(PDM)和根据条件的保护(CBM)技能已越来越多地被许多齿轮传动所选用,特别是在偏远地区部署的大型的传动装置。齿轮传动条件检测技能所测验的技能有振荡剖析、油屑剖析、噪声剖析、温度和功率剖析(电机电流/电压/转矩)。并联齿轮传动的状况监测技能现已建立起来,但现在在蜗杆传动上的使用还很有限。自21世纪以来,蜗杆传动系统进行了大量的监测和确诊。在偏远地区蜗杆传动状况监测与确诊技能与并联传动系统不同。以振荡剖析为例,与其它齿轮类型的缺点比较,它以周节的形式发作周期性影响。在齿轮啮合频率邻近,因为它们之间的连续滑动相互作用,这种明显的缺点症状关于蜗杆传动来说并不明显。其依旧存在许多不知道的应战,例如振荡方面的应战。哪个数学进程敏感,这个数学进程在什么频率范围内对蜗杆运动学有效,以及这些数学进程是如何体现产品的。不同使用范畴的产品进行状况监测和确诊方面取得了进展。


蜗杆
  定论
  蜗杆传动自几许规划、冲突学和制作工艺发明以来,有了很大的开展。在蜗轮蜗杆规划,制作和使用上有了许多进一步的立异,为蜗杆传动开发出新的开展机会。要点应放在关于承载才能和功率较高、热量和噪音较少、本钱较低和改善的寿命蜗轮蜗杆的规划上。本文对蜗轮蜗杆传动的新信息进行了全面的汇编,突出了未来的开展远景,并指出了研讨和开发的重要和具有应战性的范畴。这是业界应该探索的,以更好地应对或许出现在蜗轮蜗杆传动范畴的立异。






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