蜗轮蜗杆啮合与蜗杆斜齿轮啮合时的效率机理

Westoak · 发表于 2014-5-9 10:20

(例1)
摩擦角 = 21.8 度，（对应摩擦系数0.4）
齿轮2的螺旋角 = 3 度; （亦即蜗杆导程角=3度）
则效率等于0.1134

(例2)
摩擦角 = 0 度，（对应摩擦系数0.0）
齿轮2的螺旋角 = 3 度; （亦即蜗杆导程角=3度）
则效率等于1.0

Westoak · 发表于 2014-5-9 10:35

"2.从常理上说，传动副的摩擦面产生的摩擦结果是降低传动系统的效率，而公式中在一般情况下，蜗杆的螺纹升角与齿面摩擦角之和是小于45度的，小于45度的角的正切是一个小于1的值，除以一个小于1的值意味着商是增加的。"
...

分子不是比1更小吗？

Westoak · 发表于 2014-5-9 10:45

动压油膜受表面接触应力和光洁度影响。斜交齿轮虽然是点接触，但其负载很小，也应该有油膜产生。

压强 = 力/啮合面积

斜交齿轮的啮合面积虽然小，但其应用的场合受力也很小。

Westoak · 发表于 2014-5-9 22:48

Westoak 发表于 2014-5-9 10:35

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"2.从常理上说，传动副的摩擦面产生的摩擦结果是降低传动系统的效率，而公式中在一般情况下，蜗杆的螺纹升角 ...

摩擦角越小（对应分母越小），效率越高，直到摩擦角为0时，效率达到100%。不矛盾。

Westoak · 发表于 2014-5-9 22:54

Westoak 发表于 2014-5-9 10:20

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(例1)
摩擦角 = 21.8 度，（对应摩擦系数0.4）
齿轮2的螺旋角 = 3 度; （亦即蜗杆导程角=3度）

相反！蜗轮蜗杆的公式是套用的“斜交轴齿轮”的公式。
效率不可能到100%是因为摩擦角达不到0。

Westoak · 发表于 2014-5-9 23:09

请google一下“Lubrication at Point Contacts”的资料。只要有动态油膜建立，就有其润滑特性，包括摩擦系数。

另外：平行轴齿轮副的接触也不是一个面，而是为一条线。同样可以有动态油膜润滑。

还有：不要混淆负载能力和效率的概念。一个运动副的负载能力可以很小，但其效率可以很高。两个概念。（这里并不是说斜交齿轮的效率就一定高）

Westoak · 发表于 2014-5-9 23:19

“有推导过程” =/= 套用公式
“齿轮手册上只有一个公式，而没有推导过程” ==套用公式

Westoak · 发表于 2014-5-10 05:20

机械手册中的蜗轮蜗杆效率公式是由斜交轴简化而来的。简化过程中假设了压力角的余弦值为1 （即 cos(alpha)=1.0)。
斜交轴的啮合比蜗轮蜗杆更容易描述。参见昂里奥在《齿轮的理论于实践》中的描述。

Westoak · 发表于 2014-5-10 05:28

不管斜交轴齿轮还是蜗轮蜗杆，只要摩擦角为0，理论上效率就是100%。因为没有了能量损失（摩擦消耗）。

hyfjy · 发表于 2014-5-10 07:37

蜗杆与斜齿轮一般说不可能产生动态油膜，效率的推导应该符合机械原理，从机械原理推导上得出的结论，应该是有理论依据的。

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