传动件的一些观点

frazil09-27 13:46

前面说了一些泛泛而谈的话,今天开始说说一些相对具体的东西。我还是坚持我的 原则,从我的帖子里绝对不会不劳而获。虽然我知道的东西很少,我从不怕别人学 我的东西之后超越我,相反,我会把这当做一种动力。 先谈谈传动效率,以蜗轮为例。传动效率有很多计算方法(手册和教科书,还有论 文中)。例如比较有名(机械手册中的)的“效率=tan(螺旋角)/tan(螺旋角+ 当量摩擦角)”和“效率=(100-3.5*传动比^0.5)%”。第一个还比较靠谱,第二 个是一个老外当年总结的,偶尔能够算的差不多,大部分是离谱的(经过实际计算 检验)。 我们看看这两个公式,仔细分析一下效率的影响因素,你会发现都有大问题。现在 国外,例如日本,在企业应用已经抛弃了这两个公式了,我们的论文还在对他修修 补补,而不对他进行本质的分析。 1.首先考虑效率的本质是什么。有效功/总功。有了这个,那我们就可以研究影响 效率的因素了。可以先把运动的力学模型写出来,三角形斜面上的滑块(图不好输 入,以后细说)。这里就牵涉到螺旋角和摩擦系数了。好了,在考虑压力角的影响 ,在垂直于三角形模型平面上做分解,是不是又有压力角的影响了?知道了这些大 的方面,你会发现,原来传动比只是一个间接影响因素,而不是直接决定因素。第 二个公式显然是没有做深入的物理量关系考虑,仅仅作经验统计了。 2.如果比较第一个公式,强行的说当量摩擦角已经把压力角考虑进去了,好,至少 有一半是分析,一般是经验了。加入压力角,是不是适用范围又变宽了?又是一个 进步。 这些东西用力的平衡很好算出来的。未完,后面会再续。太忙了。 休息一下,再写一条 3.顺便插入一个话题,与此次的讨论有关。我们在第一个公式中看到当量摩擦角的 概念。所谓的当量摩擦角,在这里,如果要把蜗轮蜗杆转化为斜面上放置一个物体 ,通俗点说,就是物体不会自动掉下去。于是,我们发现,第一个公式,包括我在 第2挑中所说的公式,都把摩擦系数当成了一个很定量。仔细想一下机械设计教程 中滑动轴承加速过程,是不有一个爬行的概念?这个爬行就是开始的时候摩擦系数 太大造成的。所以,岛国的人就进行了实测,结果发现,同一个装置,不同速度下 的机械效率相差居然达到惊人的程度。于是,传动速度也成了一个考虑的因素。 41#继续更新 4.第3条里面讲到摩擦,由功消耗可以看出,能量的损失主要是摩擦生热。最重要的是,摩擦因素不到是机械效率计算应该考虑的最重要的条件之一,而且是效率损失的根本因素。如果要搞明白,就需要学一下摩擦理论。在这里,我们也不需要钻牛角尖,什么都做到极致,也没有那个精力,但是一定要明白,看不明白只记住内容是没有效果的。 摩擦力,根据我们的经验(注意,经验和理论的区别),材料不同,摩擦力不同,粗糙度不同,摩擦力不同;压力不同,摩擦力不同,设置有时候摩擦力还出现类似数字信号的现象,跳跃的变化,我们都应该有印象,用一个洁净的橡胶块在一个洁净的的光滑面上压住滑行,会出现一顿一顿的往前滑行的现象,不是很顺畅。但是这些都是我们的经验,具体有什么影响,影响大小,很难知道,所以,我们还需要了解并使用摩擦理论。 明天晚上继续写 工作快累死了,大脑停止运转了,换一下手头的事情,写写没完的帖子。 找一本还不错的书看看。例如摩擦学原理第二版,黄平和温诗铸写的。我们可以看 到摩擦学固体摩擦理论的一些假设,也就是数学模型。机械啮合、 分子作用理论、黏着摩擦理论和摩擦学二项式定理。仔细看了这么多东西(不细说了,太多了),再结合固体摩擦的几个定律,我从中总结出自己的观点,即a.摩擦因数的固体分量不变(这个后面后解释)b.固体承载与油膜厚度有关、与粗糙峰高度有关(我暂定为线性关系,这个可以商议)c.摩擦副固体影响因素不损磨损而改变。有了这几个假设,我们就可以考虑下一个对摩擦系数(这里指我们综合的影响因素之下的摩擦系数)有影响的量了,然后把这些影响因素进行线性叠加(并不是所有量都可以线性叠加的,必须无耦合才可以),就可以得到想要的结果。 在这里我说一下自己的计算结果,两个蜗轮蜗杆减速器(只计算蜗轮蜗杆效率),一个计算结果为40%,一个为65%。和实际结果基本一致,与实测比误差在5%以内。这里采用的是岛国的公式,是理论公式加实测摩擦系数的方法。 5.说到摩擦,特别是蜗轮蜗杆传动,很容易会想到润滑,这里就讨论一下油润滑的情况吧。流体动力润滑,可以由雷诺方程给出。写到这里,忽然想到第4条里面少写了一点,就是摩擦副表面实际接触面积比起名义接触面积来很小,可以忽略不计(小于十分之一)。这样的话,在使用雷诺方程的时候,就可以不考虑实际接触面积的变化了。动力润滑条件,可以参考雷诺方程,与速度,面积、承载、楔形角度、润滑油粘度等等因素都有关系,直接使用雷诺方程就可以了。 6.就是动力润滑与固体摩擦润滑都考虑了,下一步就该进行新一轮的建模了。这一小段时间可能写不了了,非常的忙,但是我会尽量写。 如果想要进一步的精确结果,这里面其实含有许多东西可以研究。例如加入温度的 影响,压力对润滑油粘度的影响。加入这些影响并不是很难理解的事,只是具体工作可能会繁琐一些。或者说,如果不想精确的计算,直接把物理量写上就可以了,至少可以看出这些物理量对传动效率的影响因素。 这次补充的不是效率问题,而是蜗轮蜗杆强度计算。我们用的计算方法,把支撑给考虑的理想化了,其实支撑的因素影响很大。我在上一个部门设计的产品,测试寿命是40多个小时,标准12就够了。现在又出现问题了,寿命... 不够了,把轴承支撑间隙给变了。越学越觉得很多东西不是表面那么简单。真正用到的时候,你身边根本就找不到高人,只能抓瞎。

9回答
沈石头09-27 14:30
支持!!!!!!!!!!!!
universal09-27 14:28
谢谢大侠开了这个好头,现身实例说法,受教了,很有收获,工程人就该这样,拿实例数据说话。佩服!
leftwall09-27 14:27
一战到底09-27 14:25
受教了,,,,,,,,,,,,,,,,,,
何林100809-27 14:25
沙发~~~ 坐等楼主大作!!
zhouyingxin09-27 14:24
果断板凳。。。!!!!
大佬09-27 14:24
收藏先,以后慢慢品……
peterlele09-27 14:23
谢谢分享, 期待您的下文。
zjnyxhlove09-27 14:22
其实传动速度与效率的关系很容易理解,因为表面速度不同,磨擦形式不同,对于蜗轮与粗糙度和制造精度有关,实际应用时还要考虑油品,温度,散热等,虽说因素较多,如精度不太高雷诺公式也就差不多够用了。
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记忆的微风2023-09-29