18.4.3 传动效率及散热计算
蜗杆传动的总效率 η=η1η2η3
式中 η1——啮合效率,蜗杆主动时,
;蜗轮主动时,η1=
;
η2——轴承效率;
η3——搅油效率,通常η2η3=0.94~0.98;
γ——蜗杆导程角;
ρV——当量摩擦角,见表18-16。
进行强度计算时,蜗杆传动的效率可按下式估算:

式中 i——传动比。
蜗杆传动的效率与齿廓形状、齿面粗糙度、材料组配、润滑和润滑油的品质及许多因素有关,随滑动速度的增加、导程角的增加及传动尺寸的增加而有所提高,其实际值只有通过对具体装置实测才能准确获得。
表18-16 普通圆柱蜗杆传动的当量摩擦角ρV

注:1.蜗杆螺牙表面粗糙度Ra值为0.4~0.8μm。
2.已将滚动轴承的摩擦考虑在内。
3.滑动速度
,v1—蜗杆圆周速度(m/s)。
为了防止蜗杆传动温升过高,润滑油变稀,齿面间润滑油膜破裂,从而导致胶合失效,需进行热平衡计算。
在热平衡条件下,润滑油的温度为(https://www.daowen.com)

式中 P1——蜗杆轴传动功率(kW);
η——传动效率;
K——传热系数(W/(m2·K)),一般K=8.7~17.5W/(m2·K),当箱体周围空气流通及油池中的循环条件良好时可取较大值,反之取较小值;
A——散热的计算面积(m2),A=A1+0.5A2,A1为内表面被油浸溅而外表面又被自然循环的空气所冷却的箱体表面积(m2);A2为A1计算表面的加强筋和凸座的表面及装在金属底座或框架上的箱体底面积(m2);设计时A可按中心距a(mm)估算,箱面有良好的散热片时,A=9×10-5a1.85;箱面无良好的散热片时,A=9×10-5a1.80;
ta——环境温度(℃),一般取ta=20℃;
t0——润滑油温度(℃),一般应在75~90℃。
当润滑油温度过高时,可采取强制冷却方式,如在蜗杆轴端装风扇或在油池内加蛇形冷却水管,采用循环油润滑等。
在蜗杆轴端加装风扇(推荐叶轮直径取(0.6~0.8)d2)后的温升

式中 K′——风冷传热系数(W/(m2·K)),查表18-17;
A′1——受风冷的箱体表面积(m2);
A′2——自然冷却的箱体面积(m2)。
表18-17 风冷传热系数K′
