蜗杆传动转向旋向关系判断的新方法(转) Vol21 No2 2008-04 机械研究与应用 MECHANICALRESEARCH&APPLICATION 第2l卷第2期 2008年4月 蜗杆传动转向旋向关系判断的新方法 申超英。张艳玲 (商丘职业技术学院．河南商丘476000) 摘要：蜗杆蜗轮传动中的蜗杆旋向、转向和蜗轮转向三者具有确定关系。如已知两者可判定出第3者。当前大多数 教材采用左、右手定则法判定。很复杂。根据蜗杆蜗轮滑动速度的分析，提出一种新的判定方法一直角三 角形法。 关键词：蜗杆传动；转向；判定方法 中田分类号：Til...

  Vol21 No2 2008-04 机械研究与应用 MECHANICALRESEARCH&APPLICATION 第2l卷第2期 2008年4月 蜗杆传动转向旋向关系判断的新方法 申超英。张艳玲 (商丘职业技术学院．河南商丘476000) 摘要：蜗杆蜗轮传动中的蜗杆旋向、转向和蜗轮转向三者具有确定关系。如已知两者可判定出第3者。当前大多数 教材采用左、右手定则法判定。很复杂。根据蜗杆蜗轮滑动速度的

  ，提出一种新的判定方法一直角三 角形法。 关键词：蜗杆传动；转向；判定方法 中田分类号：Till32．44 文献标识码：A 文章编号：1007一“14(2008)02—13056-01 NewmethodtodeterminetheturndirectionandwhorldirectionoftheWOrlDtransmit ShenChao—ying-ZhaIlgYan—ling(s^哪mcationalandtechnicalcollege，ShangqiuHenan476000．Ch／na) Abstract：TherelationisCeltaillamongwhorldirection．turndirectiondtheworlnandturndirectiondthewormwhellinthe WOrlDandWOrlDwhelltransmit．Ifeachtwodthemhavebeenknown-thenthe“rdonccarlbedetermined．Inmeetdthe textbooks．1eft—righthandruleisusedtOdetermineitatpresent．butthat’8Blittlecomplex．AccordingtOtheanalysisofsnd ·pe。ddthewormsadworDlwhen．-I螂rightui．唱lemethodisgivoninthisarticle． Keywords：w锄transmit；turndilDction；determinationmethod 1新判断方法的提出 蜗杆蜗轮传动具有传动比大、传动平稳、噪声小、 容易实现自锁和承载能力大等优点，得到普遍应用。 目前，在蜗杆蜗轮传动设计中，需要确定蜗杆的旋向、 转向和蜗轮转向之间的关系。而现在通常使用的判 断方法烦琐，易出错。因此，有必要提出新的、简便的 判断方法。 2现在使用的判断方法 目前大多数教材所采用的方法是：左、右手定则 法Ⅲ，其步骤为：①判定蜗杆的旋向：伸开左(右)手， 掌心向外．四指并拢并指向蜗杆的轴线，大拇指与四 指呈自然状态(小于90。)，若蜗杆齿的走向与大拇指 一致，则为左(右)旋。如图1、2,4中的蜗杆为右旋， 图3中的蜗杆为左旋；②若第l步为左旋，伸左手，否 则伸右手，半握掌，四指指向蜗杆回转方向，大拇指与 四指垂直，大拇指所指方向的相反方向即为蜗轮的转 动方向，如图l、2所示。 图2和图1相比：蜗杆的旋向相同，转向不同，蜗 轮的转向不同。 ^ ．--41．-事事 图l 右旋蜗杆传动的判断图2蜗杆转向对判断的影响 图3蜗杆旋向对判断的影响图4相对位置对判断的影响 图3和图l相比：蜗杆的转向相同，旋向不同，蜗 轮的转向不同。 图4和图l相比：蜗杆的旋向相同，转向相同，蜗 轮的转向也不同。 可见，蜗轮的转向与蜗杆的旋向、蜗杆的转向和 蜗杆与蜗轮的相对位置有关。 此方法较复杂，且当第1步判断蜗杆的旋向时若 出错。则第2步判定结果，正好与正确的结果相反，所 以这种方法在使用时要慎之又慎。而且在第2步判 定蜗轮的转向时，。大姆指所指方向的相反方向，就 是蜗轮的转向”这一点又与习惯很不相符．不容易接 受，同时也较易出错，这时不妨采用另一种判断蜗轮 转向的方法一直角三角形法。 3新判断方法的依据及结论 根据蜗杆蜗轮传动相对滑动速度的分析BJ，以 图1为例，当蜗杆旋向为右旋且顺时针方向转动(A (下转第甜页) 收稿日期：2瞄一02—17 作者简介：申超荚(1958-)。男，山西阳城人．副教授。主要是做物理运动方面的教学与研究工作。 ·56· 万方数据 Vol21 No2 2008—04 机械研究与应用 MECHANICALRESEARCH&APPLICATION 第2l卷第2期 2008年4月 在MSC．Fatigue软件中计算得到对应的安全因 子云图和疲劳寿命对数云图如图9、10所示。

  1为 危险区疲劳损伤值最大节点的疲劳寿命、对数疲劳寿 命、疲劳损伤和安全系数值。 图10下控制臂对数疲劳寿命云图 表l下控制臂危险区节点的疲劳分析结果 由分析结果可看出，整体上下控制臂的疲劳强度 足够，疲劳寿命均超过了工程上循环lOE6次的要 求；存在疲劳强度薄弱处。但危险区最小安全因子 1．03，安全系数偏小，存在疲劳破坏的隐患。最低疲 劳寿命1．74E6次循环，载荷时间历程50s，则下控制 臂时间寿命I．74E6·50=8。70E7s，共计24167h。若 每天行驶8h，换算后得到寿命约8．3年。因此，该下 控制臂存在应力集中现象，在长期的变化载荷作用下 会产生破坏。由于条件的限制．。没有办法进行试验对比， 因此本文仿线结语 本文给出了结构疲劳分析和寿命预测的一些基 本方法，并根据对某轿车下控制臂疲劳分析实例，对 其进行强度分析，确定了下控制臂的薄弱环节。并在 悬架的动力学仿真分析的基础上，进一步利用MSC． Fatigue软件对其作了疲劳寿命模拟计算。进行以上 分析能得出结论：在对构件的设计中仅考虑静强度 或常规的方法不能满足零件的强度和寿命要求，进行 抗疲劳计算是必要的。‘ 按照本文计算方式，建立构件的三维CAD模型 后，不仅可进行静强度分析，还能够直接进行疲劳寿命分 析，在产品研究开发阶段就可以预测其寿命，可在虚拟技 术的基础上进行基于疲劳寿命的优化设计，减少产品 的试制费，并缩短了开发周期。 参考文献： 【1]彭为，靳晓雄，左曙光．基于有限元分析的轿车后桥疲劳寿命 预测[J】．汽车工程，2004，26(4)：480． [2】 张林波．柳杨．黄鹏程，等．有限元疲劳分析法在汽车工程中 的应用[J】．计算机辅助工程．2,006(15)：4-5． 【3] 赵少汴，王忠保．抗疲劳设计一方法与数据[M】．北京：机械工 业出版社。1997． [4】余伟炜，高炳军．ANSYS在机械与化工装备中的应用[M】．北 京：中国水利水电出版社。2006． [5]黄康．屈玉丰，王其东。等．汽车转向桥弯曲疲劳强度研究 [J]．机械设计，2006．230)：12—13． (上接第56页) 向观察)时，蜗杆转向要用自上而下箭头表示，根据 原判断方法可知蜗轮逆时针方向转动，画出蜗杆蜗轮 节点处蜗轮的圆周速度方向自右向左，此时，蜗杆螺 旋线旋向、转向及蜗轮的圆周速度方向3者构成1个 直角三角形，代表蜗杆、蜗轮转向的两直角边箭头相 对。同理，由图2分析可知两直角边箭头相背。因 此，分析蜗杆蜗轮传动时，只需根据构成直角三角形 斜边(蜗杆旋向)，一直角边(蜗杆或蜗轮的转向)箭 头方向即可判断出另一直角边箭头的方向，从而确定 ·60· 蜗杆蜗轮传动的方向。总之，只要已知构成直角三角 形的两条边的传动性质就可确定另一条边的传动性 质。采用直角三角形法降低了判断难度，便于理解， 只需画一直角三角形．记住八个字：“箭头相对，箭头 相背”就可判断。 参考文献： [1】 马永林．机械原理[M】．北京：高等教育出版社．1992． 【2】 何元庚．机械原理及机械零件[M】．北京：高等教育出版社． 1998． 万方数据

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