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发表于 2008-3-16 19:19:41
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来自: 中国湖北宜昌
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! ^5 ?0 u" x, M! k
7 Y( ?+ M% \$ S0 }- n: W% q, Z ; L4 b: v4 J3 b* _9 c0 b, e) _" a
& K" ~5 n. z3 K* i$ [- |" ?
7 _2 J4 x1 W4 w( w+ |
/ y$ f( v' l! D" x: D
普通圆柱蜗杆传动的基本参数及几何尺寸计算
" ~+ q) b) q- {9 a# O' W+ T1 J
+ v' G [# X K. { 3 I x2 y6 l: E j
newmaker E: r% V- W \9 e4 T* ^
+ l9 N' y* e# Q0 V+ }6 b
0 w& J* [. T0 f( W+ N7 ^/ W
1.基本参数:
: e/ \& ~' x, @6 h0 [& K Z( ?, ^% e" m$ `3 ^# [5 P2 B$ d
(1)模数m和压力角α: 9 Z9 u, u# _! b8 c0 y: j
4 G0 y' N1 {' y: L; t5 U
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
3 i; s% V+ E% E; N
6 s8 q0 h0 W# H6 A1 v3 A) Cma1=mt2=m αa1=αt2
9 m+ @! R8 u! i3 F+ o1 I9 S
* ~ U6 n# o) Q1 Y* G# p蜗杆轴向压力角与法向压力角的关系为: 3 H8 ?+ \2 i$ V) {$ A
; \6 E/ \$ k( P; v# |" \
tgαa=tgαn/cosγ
+ {. E2 J' L4 x( R+ s, r9 F6 J2 I) i7 \( N
式中:γ-导程角。
" u! T7 r5 u0 w* k5 ]9 }
' _# t: d$ f* L. u: ~0 }; ?5 `(2)蜗杆的分度圆直径d1和直径系数q 8 X- z9 z4 G* o% _: f8 N* F
8 \1 U; { g' }5 g! i' W( {; j0 a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。 - u1 J/ z- c% \: R
1 t" l x) s8 \6 i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: * N& {% Z% p! g$ `( z% I% ?
+ T4 K) F6 {, {- j! G& A
q=d1/m
# o8 Z. U2 M8 ~7 B3 _/ p9 h
- P4 g; V, f& f, n5 m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。 6 u' D3 R- t5 w9 y4 j4 _
( }! I- ^/ s& [2 F* r
(3)蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2 8 Y, m# c2 k+ x
& i) W. C; F( Q) S( b6 h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。
5 h# r0 Y. d( p B, q9 \% ^2 t
3 A% p" C, D, }2 o) s, W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。
( G0 `7 r" K. d( R, I$ g; O6 i: u5 ^( W6 `+ D& f! N$ @2 e1 J9 k6 r
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 8 N% e( g5 z/ B' J# x( v
1 i: R: j' z- `
i=z2/z1 z1 z2
* f/ P- p) T2 M9 ~% g≈5 6 29—31
4 _3 M9 C1 [1 s5 {9 P7—15 4 29—61
1 L; R) {% ?" d2 G14—30 2 29—61
! d/ L9 O; Z5 |* W" a* f' b7 P4 H29—82 1 29—82
! ?: _/ T! ^: [. W! F) c( E4 E
, s4 x1 B9 M$ T( j3 s# a# x- W; V(4)导程角γ c! G$ b3 g: R0 V& q
3 o! P- E6 b0 P3 k' A7 }- x" V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:
( |. y& o7 B* B7 v( \# B( f) k
3 f8 J( K3 E4 H. ^tanγ=pz/πd1=z1pa/πd1=z1m/d1=z1/q
+ s4 Q/ A+ h2 y( t0 v4 @4 T9 f' z8 X$ R5 o" ]: W
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°+ l1 i* B% ]) v5 r2 r/ P
# r6 E9 n0 Z8 i) `# |
) @ S2 j; x2 H$ E9 m: H5)传动比I 2 o7 E8 L3 t* g( E( Y- t3 v
8 a! B6 C8 U& b+ [" V0 }' A+ |传动比 i=n主动1/n从动2 % e( r- e: u: k5 x& W- o
, }7 |" h0 @- j( X- w( U' [1 F蜗杆为主动的减速运动中 5 c( L* Z# @) [
4 S$ [0 D7 l# A' ?* C i=n1/n2=z2/z1 =u
1 W* j9 K N0 w& ~( T5 k# x/ {2 g; n( |- e. d) [! g1 I
式中:n1 -蜗杆转速;n2-蜗轮转速。 ) f2 `3 Z- l+ E- f5 u& l
5 Y1 ~$ m3 E1 {/ {, R* t
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。
9 S6 B0 e. n7 d- K# w6 @8 e( j6 F
普通圆柱蜗杆基本尺寸和参数及其与蜗轮参数的匹配表。 6 q4 M' [& c" z* u' D
8 e' E: t, {6 `9 p
2 蜗杆传动变位的特点 1 h" P) k) c3 [" n
3 v: j: M6 U. M! j! q
蜗杆传动变位
+ I% P) q+ }; R+ a+ ?# g& r* ^0 f
% n0 o! g* z1 ?. l* Y1 U1 V标准, w+ d& G- Q Z- b* r! r; ~
+ ?' `2 o. q0 Z" H+ M9 T
@: J/ F" L' q/ Z5 u D正变位: s) D' q. \. n; s
9 s4 l+ h8 |- M9 o8 d' T( e
1 I' z8 L, Z6 `/ w+ t+ Y5 e负变位( O5 Z v! x3 K
7 Z9 j2 Q* T) Y% h& u! ?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。
9 O" I V9 e4 a- U; C( i
* n) J$ N* a3 J6 N# d# k0 q- _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:
. L/ r/ \3 a" N
0 t+ L/ e0 g0 Z& i5 P7 N! \ ha '=a+x2m=(d1+d2+2x2m)/2 ( u8 N H" W8 l% f, t* l+ Z i
4 s! o7 q8 Y0 i7 H5 w) d4 ~. R2)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:
3 K9 h" Z0 w$ z
- ]% w* q1 i* w. V因 a'=a 则z2' =z2-2x2
f( \8 G, b; r* H; x7 c$ p% J! H: k% H0 G2 x% Z2 {$ A
蜗杆传动变位:
0 \: E4 D1 i" m* D9 b
; u) f$ Y5 c' s& T: a5 Y" y, j! F C2 g, M. S# v1 G( C" u
3 普通圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算
: r. V8 [9 G S
) b+ y9 K0 q! q5 S) u0 [" D4 _普通圆柱蜗杆传动基本几何尺寸计算关系式:
6 \4 F$ B2 W- v" H* q名 称 代 号 计 算 关 系 式 说 明
4 O0 D: j5 u, [4 I6 @中心距 a a=(d1+d2+2x2m)/2 按规定选取 7 _8 a+ v5 H2 n
蜗杆头数 z1 按规定选取
! N! |1 Y% u- |9 g& v蜗轮齿数 z2 按传动比确定 ) {' U1 n& I' ~% o0 |' B: ^/ W
齿形角 a aa=20。或an=20。 按蜗杆类型确定
2 A6 l8 [ F5 q: K5 ?4 g1 M! _模数 m m=ma=mn/cosr 按规定选取
% I/ w( t! Y. V2 E) C6 L传动比 i i=n1/n2 蜗杆为主动,按规定选取
/ P l k) y) C+ h% c, H1 G+ H( E齿数比 u u=Z2/Z1当蜗杆主动时,i=u * b+ p& e5 t$ v: _& w
蜗轮变位系数 x2 x2=a/m-(d1+d2)/2m
5 v# m% p3 D0 \7 G; @ G$ D蜗杆直径系数 q q=d1/m ; M/ H; {2 g7 W
蜗杆轴向齿距 pa pa=πm 5 I7 e: i" g& `* ~* m
蜗杆导程 pz pz=πmz1
( L$ u/ b+ I4 S% ]$ n蜗杆分度圆直径 d1 d1=mq 按规定选取
$ l% _' ]! Y* s; _' z: U& y蜗杆齿顶圆直径 da1 da1=d1+2ha1=d1+2ha*m + n8 Q9 n. n3 X d
蜗杆齿根圆直径 df1 df1=d1-2hf1=da-2(ha*m+c) + |3 s5 Z: G6 m5 K, B
顶隙 c c=c*m 按规定 3 N6 {$ `$ K3 S4 S' z$ u
渐开线蜗杆齿根圆直径 db1 db1=d1.tgr/tgrb=mz1/tgrb 6 W* }! |& {! P w! c) {
V& l, c, F2 `. R A 蜗杆齿顶高 ha1 ha1=ha*m=1/2(da1-d1) 按规定 / B7 H$ R/ M2 B
蜗杆齿根高 hf1 hf1=(ha*+c*)m=1/2(da1-df1)
( Q, V+ Y) s3 z- T7 o蜗杆齿高 h1 h1=hf1+ha1=1/2(da1+df1) " T4 S9 _# l6 }2 U" B' Y
蜗杆导程角 r tgr=mz1/d1=z1/q 1 I3 e6 t5 L4 D$ \4 q7 \
渐开线蜗杆基圆导程角 rb cosrb=cosr.cosan
4 f. T s: F5 g' F4 R蜗杆齿宽 b1 见表11-4 由设计确定 4 G. ? m2 W7 n: q
蜗轮分度圆直径 d2 d2=mz2=2a-d1-2x2.m
7 m# P& u& E6 ?8 f0 y; o/ l蜗轮喉圆直径 da2 da2=d2+2ha2 ; r! d: v5 @3 ~4 E3 p" x5 x
蜗轮齿根圆直径 df2 df2=d2-2ha2
! Q) B) g& s+ I( D/ i! H& R/ z蜗轮齿顶高 ha2 ha2=1/2(da2-d2)=m(ha*+x2) / D' T/ v, T, D3 C* S- A6 f* }
蜗轮齿根高 hf2 hf2=1/2(d2-df2)=m(ha*-x2+c*)
2 _) _3 \9 N/ R$ _7 n, V4 S% a) l蜗轮齿高 h2 h2=ha2+hf2=1/2(da2-df2) ' L, b- Y, M; o7 x' w z( y1 L) I. h
蜗轮咽喉母圆半径 rg2 rg2=a-1/2(da2) 0 ~# Y. z6 t5 ]; b) S8 a
蜗轮齿宽 b2 由设计确定 * g2 ]. ^4 V4 Q
蜗轮齿宽角 θ θ=2arcsin(b2/d1) 5 a! j: S# P! d: s* S, N
蜗杆轴向齿厚 sa sa=1/2(πm) ' p9 k' H5 W# [7 a
蜗杆法向齿厚 sn sn=sa.cosr
; D& s# y7 R& ^! h, l6 q3 h `1 O! t( Q蜗轮齿厚 st 按蜗杆节圆处轴向齿槽宽ea'确定 - \1 a6 r- Q T) J, n4 O# R
蜗杆节圆直径 d1' d1'=d1+2x2m=m(q+2x2)
0 Y, O1 X4 F( R1 l蜗杆节圆直径 % z$ t. W: r+ r& c+ C
2 p9 M3 }+ \, L7 ^( ~% l0 T8 `
d2' d2'= |
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