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发表于 2008-3-16 19:19:41
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3 @4 ^- r: y+ E/ D- E% T " U& k& j- \+ P
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4 U3 w5 Y& w) ~, {/ q/ c9 W - ?6 y9 D9 K/ D6 c
0 v* y% U, U s/ U+ D
) \$ ?# ~) L) }
0 R( ?& a: M' B: T7 {+ \5 Z4 _
: b8 I, o5 F0 i
; N" Y7 W$ N$ F6 F* v普通圆柱蜗杆传动的基本参数及几何尺寸计算
: h6 }7 s5 R. q, Q, V0 |. d 8 E! [5 L |2 _9 ]3 p. v# i% T
# F. E) F3 i; A
newmaker 6 i* O- B8 x1 G0 }) b. ?$ k$ h
9 b: I ]( ^7 a' I9 m# {: E4 a
0 \; m2 M# m5 ]1.基本参数: 3 P9 [3 F1 }0 ~
3 g& y1 m) N9 F: J. e(1)模数m和压力角α:
7 j& `6 ~$ ^" Q& s5 ], k- L1 F5 R. `8 c3 p. W
在中间平面中,为保证蜗杆蜗轮传动的正确啮合,蜗杆的轴向模数ma1和压力角αa1应分别相等于蜗轮的法面模数mt2和压力角αt2,即 ( X3 S' @( a2 p, O; j. l
3 p, t1 q& A o/ A/ _ma1=mt2=m αa1=αt2
4 B1 f; p2 p' ]9 x1 a# f9 c, t4 ^0 O8 P: |6 \
蜗杆轴向压力角与法向压力角的关系为:
0 g7 s" {: I# ]; t# G$ Q
; F0 }! s) f/ X1 r2 [tgαa=tgαn/cosγ * {* ?7 e; W# q2 \5 h+ B
+ k" V" D3 [, y6 H式中:γ-导程角。
+ c" M+ g. i7 H& B$ u+ ^9 |
8 b$ J7 x: q) V3 ?; H2 D(2)蜗杆的分度圆直径d1和直径系数q
. A; O {% L& g u- B4 e9 Q
4 o5 ]' C* \, f" @为了保证蜗杆与蜗轮的正确啮合,要用与蜗杆尺寸相同的蜗杆滚刀来加工蜗轮。由于相同的模数,可以有许多不同的蜗杆直径,这样就造成要配备很多的蜗轮滚刀,以适应不同的蜗杆直径。显然,这样很不经济。
0 F: N9 `) \# _
# t! Z$ T" T- t' W+ P为了减少蜗轮滚刀的个数和便于滚刀的标准化,就对每一标准的模数规定了一定数量的蜗杆分度圆直径d1,而把及分度圆直径和模数的比称为蜗杆直径系数q,即:
* R& x1 [0 _1 {/ e. T; H
2 w7 }$ B% h; \. ?" uq=d1/m * Y1 C7 J8 V4 z% h/ F
& V8 a8 [9 ~# z) s* h常用的标准模数m和蜗杆分度圆直径d1及直径系数q,见匹配表。 9 K: ?& ]' A9 j( k+ z6 A4 u7 }
* `6 X% a/ N5 L9 Q- L4 Y# N(3)蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2 % G5 e( i$ l# t# H
5 w2 X5 f! P9 q( ?9 B* n/ Q蜗杆头数可根据要求的传动比和效率来选择,一般取z1=1-10,推荐 z1=1,2,4,6。
% E. p! q" F; g: b b; X# R6 g3 O% k' {* W1 M% n" R2 _2 ]
选择的原则是:当要求传动比较大,或要求传递大的转矩时,则z1取小值;要求传动自锁时取z1=1;要求具有高的传动效率,或高速传动时,则z1取较大值。 ' [4 j' P X* }1 [) K' b
( N Z; u0 A9 M0 S& V7 q% h
蜗轮齿数的多少,影响运转的平稳性,并受到两个限制:最少齿数应避免发生根切与干涉,理论上应使z2min≥17,但z2<26时,啮合区显著减小,影响平稳性,而在z2≥30时,则可始终保持有两对齿以上啮合,因之通常规定z2>28。另一方面z2也不能过多,当z2>80时(对于动力传动),蜗轮直径将增大过多,在结构上相应就须增大蜗杆两支承点间的跨距,影响蜗杆轴的刚度和啮合精度;对一定直径的蜗轮,如z2取得过多,模数m就减小甚多,将影响轮齿的弯曲强度;故对于动力传动,常用的范围为z2≈28-70。对于传递运动的传动,z2可达200、300,甚至可到1000。z1和z2的推荐值见下表 $ b$ E" X' p; [/ ^
4 Q; b. h* U" I6 j+ k( mi=z2/z1 z1 z2 : Z, H( z Y5 N6 J
≈5 6 29—31
5 ^1 i6 A8 S' P7—15 4 29—61 ( L. L0 S& ~+ Y; E* V. O* x
14—30 2 29—61
5 E( k% c0 m7 t N4 e6 X s29—82 1 29—82 % G4 y8 @7 m2 H% b% s
( L& N5 @) }- e7 s(4)导程角γ l9 |3 b4 [' F4 j7 h T) n4 t
% X( r6 O% k' O2 l. O* H
蜗杆的形成原理与螺旋相同,所以蜗杆轴向齿距pa与蜗杆导程pz的关系为pz=z1pa,由下图可知:
1 O8 x3 x$ [8 \0 t
4 b0 S" d' g, |8 Htanγ=pz/πd1=z1pa/πd1=z1m/d1=z1/q 9 ^9 r( p$ J# e( @5 D* B; {& P
+ u% q& i$ _( u# P导程角γ的范围为3.5°一33°。导程角的大小与效率有关。导程角大时,效率高,通常γ=15°-30°。并多采用多头蜗杆。但导程角过大,蜗杆车削困难。导程角小时,效率低,但可以自锁,通常γ=3.5°一4.5°( N& I1 F6 c7 F( Y; r& D. t3 a
3 p# X S) {% @& y' ^' t5 u O! O+ H8 Y9 [! d1 q, t
5)传动比I 0 p% _$ ] X* j! h% {
" @ |3 B* _* M. A5 b" V# s* Q
传动比 i=n主动1/n从动2 0 E6 y5 q7 ~. w1 l/ z
& n1 o& j% e) Y蜗杆为主动的减速运动中
! C% `: y. j' M" Y- t: @* x
4 T8 R) L- ^+ W" G, P8 V i=n1/n2=z2/z1 =u 9 D0 Q0 R$ {* ]% y3 _! H: l, Z+ @
8 ]0 k9 w: S1 k% y2 c! V" u
式中:n1 -蜗杆转速;n2-蜗轮转速。
2 y& f! v) T& R, z: d. w7 [' P' m2 I' W0 H- B: h
减速运动的动力蜗杆传动,通常取5≤u≤70,优先采用15≤u≤50;增速传动5≤u≤15。
6 `2 ~/ G# l% b5 N2 }+ z; h& d* _
普通圆柱蜗杆基本尺寸和参数及其与蜗轮参数的匹配表。 ( A2 \% Q. X) L4 b9 X& \- y3 y' ^# Y
' L/ h1 j; A- z
2 蜗杆传动变位的特点
" A- `. e" a: Y+ x' j( R& k, | v" ~
蜗杆传动变位
% Z. U2 W# x9 l: E! V; ] ( _$ I7 l% e" D7 W
标准
1 Z9 A5 e; f' X& s. A% L1 {( i# P$ \% c/ U4 w, A
3 H# X1 d z) F. P3 b7 E! v" y9 e
正变位( r# m: |3 h' D8 h) Y6 ^
/ ]8 S6 M, t4 O2 i8 I; c
2 X5 \, {: x/ D5 Q负变位
5 u* W% I" H0 x3 ?, k
/ c6 c" `/ j$ S- e( d& s" J变位蜗杆传动根据使用场合的不同,可在下述两种变位方式中选取一种。
# m# y4 a/ r2 E% n
/ X/ D0 c% { Q" H. G8 r* |1)变位前后,蜗轮的齿数不变(z2 '=z2),蜗杆传动的中心距改变(a '≠a),如图9-8a、c所示,其中心距的计算式如下:
. e- ?* T7 y( J9 T- e& A7 R/ e! C! V' z# V8 n" \: L" D8 l
a '=a+x2m=(d1+d2+2x2m)/2 & e* X* ^* v7 z/ p
# b0 q+ q9 C [6 K+ {2)变位前后,蜗杆传动的中心距不变(a '=a),蜗轮齿数发生变化(z2'≠z2),如图9-8d、e所示,z2' 计算如下: 6 ~ E. d: U2 z5 y( }) a
1 J' A8 |1 {+ Z: l! c+ g2 G- Q因 a'=a 则z2' =z2-2x2 " u! A5 w1 Z6 i/ {% J9 |. q
3 G+ Y- R, O. M/ t1 B; X- l
蜗杆传动变位:
( C+ h: k) X! T/ L2 M3 ~2 ~: c3 F4 U! o! V4 M' G5 e
2 E: D0 l: J' Z$ e k# u5 u5 F3 k0 {
3 普通圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算 q( R% i: Z/ }$ h; [
/ b- x- K, T4 L. I* G. p普通圆柱蜗杆传动基本几何尺寸计算关系式:
5 ^. }4 w7 M/ o" E* S名 称 代 号 计 算 关 系 式 说 明 % a" E* c; z! h# x( j7 I3 g$ {2 a
中心距 a a=(d1+d2+2x2m)/2 按规定选取
- s" E/ S' W1 @4 q( b蜗杆头数 z1 按规定选取 - K$ _% m2 [6 k2 v0 L9 I
蜗轮齿数 z2 按传动比确定
3 o; T" u( U5 `9 v2 C& F齿形角 a aa=20。或an=20。 按蜗杆类型确定
f; o/ k U( O$ ]7 H" N模数 m m=ma=mn/cosr 按规定选取 5 Y: D9 E J2 |+ @2 i' h
传动比 i i=n1/n2 蜗杆为主动,按规定选取 * q- U) l5 R7 L
齿数比 u u=Z2/Z1当蜗杆主动时,i=u ; T( ?- z% A% `/ ]/ a
蜗轮变位系数 x2 x2=a/m-(d1+d2)/2m
" N6 A0 Y: G. U2 L8 E+ w蜗杆直径系数 q q=d1/m # z* d! Y) o/ n- K: Q" X
蜗杆轴向齿距 pa pa=πm F# n$ l: I; u {
蜗杆导程 pz pz=πmz1 2 Y, s9 g, G6 k* f8 h2 w. i
蜗杆分度圆直径 d1 d1=mq 按规定选取
1 ?3 E) ~8 r5 E; P% N蜗杆齿顶圆直径 da1 da1=d1+2ha1=d1+2ha*m
6 h! z- D7 a5 f7 C$ T a蜗杆齿根圆直径 df1 df1=d1-2hf1=da-2(ha*m+c) # n3 ]3 P5 W9 H- n7 p0 i- Z
顶隙 c c=c*m 按规定
& `+ a1 b. Z/ A; s9 [5 X: w6 i- Z渐开线蜗杆齿根圆直径 db1 db1=d1.tgr/tgrb=mz1/tgrb * F- I2 U& N7 J0 r
# m7 V2 \7 z. u: a% Z8 B0 D/ u" [ 蜗杆齿顶高 ha1 ha1=ha*m=1/2(da1-d1) 按规定
! h- C; H! m+ n$ f蜗杆齿根高 hf1 hf1=(ha*+c*)m=1/2(da1-df1) 3 n$ y9 h- V( q# W0 k, \
蜗杆齿高 h1 h1=hf1+ha1=1/2(da1+df1) % @# V1 Z2 Q$ C
蜗杆导程角 r tgr=mz1/d1=z1/q
2 ]& J6 z. q' c( y" B0 q- X+ r渐开线蜗杆基圆导程角 rb cosrb=cosr.cosan 3 ~2 Q3 }- T& a) B. d
蜗杆齿宽 b1 见表11-4 由设计确定
7 n8 D. n1 n4 T, d+ F. K2 i9 d蜗轮分度圆直径 d2 d2=mz2=2a-d1-2x2.m 0 O" v! ]9 j) l# m( W, M
蜗轮喉圆直径 da2 da2=d2+2ha2
! g+ k" P& t( z& V) f/ k蜗轮齿根圆直径 df2 df2=d2-2ha2
/ ?8 k; R5 M% c3 @9 u6 f蜗轮齿顶高 ha2 ha2=1/2(da2-d2)=m(ha*+x2)
/ v( O# A+ ]; L0 ~* h+ d! T' T5 R6 _蜗轮齿根高 hf2 hf2=1/2(d2-df2)=m(ha*-x2+c*) & p% u9 `, |( h4 Z! y ?5 D0 u7 i# K
蜗轮齿高 h2 h2=ha2+hf2=1/2(da2-df2) 9 _6 ^- H8 i- z- N# k
蜗轮咽喉母圆半径 rg2 rg2=a-1/2(da2) ( U% M9 Q# t% `9 }( L: R
蜗轮齿宽 b2 由设计确定
' O2 h0 K s0 j) G' G7 S- z蜗轮齿宽角 θ θ=2arcsin(b2/d1)
/ F9 Q# Y* ~: Q% W& \蜗杆轴向齿厚 sa sa=1/2(πm) 7 O( k$ T( N) ^$ L& R8 p. D& b
蜗杆法向齿厚 sn sn=sa.cosr
# F8 g3 v( |7 o蜗轮齿厚 st 按蜗杆节圆处轴向齿槽宽ea'确定 ?9 x4 |3 D3 W6 Q7 _% W" A
蜗杆节圆直径 d1' d1'=d1+2x2m=m(q+2x2) : i# w" t7 |. y% Q
蜗杆节圆直径
) d* {* _3 R& J7 U. Q- l+ t
' ], p o O' v: b+ x6 @d2' d2'= |
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