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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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9 N! @8 _5 ~8 W& Q* M
1 a3 s4 e) `: f4 A C, V4 K3 g
+ Q; n) [$ E5 ^! |8 c" [ " |* M' z, ^, H1 Z* A
- d3 B- I% [1 } p' o! R
4 W. `2 i k7 x7 D" \5 |9 |
/ u- d% I* o) y4 w普通圆柱蜗杆传动的基本参数及几何尺寸计算
, a$ e) _' }+ j4 ?; X, ~: p) j
( q% }0 i1 r7 P& F2 O g4 t5 W - H9 ~8 l4 n4 B
newmaker . C7 P2 o1 o$ L4 U# l; A Z
% W1 U* F4 w4 {+ p$ N2 `1 C
3 H: P7 f4 T4 q5 h1.基本参数:
0 j- z* O: p+ s- l# @( F' O
& D2 p3 J1 m" q4 ?6 x(1)模数m和压力角α:
" ^; {. G6 h" ]* h; Y4 d7 N) G8 ?3 X( ~) {6 ~1 K+ z1 M2 V' y
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 1 n0 T9 C1 Z# n( c1 M5 l( a, Z8 P
" w4 r+ {: c5 ~- R4 X
ma1=mt2=m αa1=αt2
& Z) p Z' R1 e6 X
4 r* s. p ~( [: u蜗杆轴向压力角与法向压力角的关系为: 9 o6 E$ |! M3 j0 \9 m/ k
/ Y9 ^# u u) `+ g3 ~- `tgαa=tgαn/cosγ
3 l& d: w: ?/ m: K9 X- s1 k$ D. }
1 S8 r. I4 i0 B式中:γ-导程角。
, q. y7 }( e% H/ s7 \4 H# B9 H* E2 _% J6 G! G. Q
(2)蜗杆的分度圆直径d1和直径系数q $ g/ _4 Y* O1 K! S, @
: x4 s) V& z1 v V Y' B
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。
# I9 o1 E4 ]: q4 u( u5 y+ J9 f. p9 a6 h* }* ?0 m
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:
, k6 B! W& |0 s5 U [2 y2 X
9 \: {$ F: m( F( Q5 U" J. M' \2 e0 qq=d1/m - E, w m3 `" o2 P* a' j5 B% q
7 _; \0 T; l7 J+ } R" i
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。
$ X% ]/ K9 I5 l# ?0 W& Y9 I0 g
0 d$ Z' I- h+ [(3)蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2
4 N( W- l |" P5 s% t
3 E$ r3 z- b, w# I7 R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。 6 {2 e- p2 N8 f2 b& i
' d( k+ i" ?$ E' C) L {( u2 d
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。
" L) i9 N8 S# ]1 p3 v% E3 P
. D2 o$ u L2 W0 j% K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
& q' U5 |& \' W ?1 p& Q+ n
( i6 G3 L- v2 O1 li=z2/z1 z1 z2
. c% y# x- ^, u+ X" H* x, J≈5 6 29—31 . @" [3 w4 y, L+ @3 k7 r- [
7—15 4 29—61
% V2 ~* K4 r D5 \6 v. r14—30 2 29—61
3 i9 m7 T) A5 G29—82 1 29—82
9 n7 w w1 D; n" Y! M3 K. K0 R- A9 {1 Q o F: |2 G
(4)导程角γ
! ~1 d# j: g! k. a* \* D# t9 B% e$ g* ]
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:
5 T6 m9 g! N' ] O: c" f
Y6 l+ m. f4 C/ j1 [tanγ=pz/πd1=z1pa/πd1=z1m/d1=z1/q
7 k+ \1 T6 {. E$ S2 I* t1 K+ |8 y: d
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°
$ y' J! N0 D Y. M/ Y$ n
6 M0 z; O3 C- h3 x3 i- m/ O! g3 O3 `$ z, B1 L; @
5)传动比I
3 f3 p) a( i/ z6 h$ J; P& ~8 U5 J- o
传动比 i=n主动1/n从动2 ) A/ k, O5 ^2 u3 T+ I
. F! x) t; f- W( K# A& `# Z蜗杆为主动的减速运动中
; g/ A- ]( ?& R2 c2 I/ H& n" M% j6 o% R3 ?* @" @
i=n1/n2=z2/z1 =u
% a7 G" H- T; ~1 C6 B% M( @+ x# F. u3 |
式中:n1 -蜗杆转速;n2-蜗轮转速。
- @: T2 ^! w7 X) b# S! z% ]
s$ ]/ a d0 |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。 ( q# T; L% U1 \' G8 R
X; y' a; q4 C& W' F% N, P
普通圆柱蜗杆基本尺寸和参数及其与蜗轮参数的匹配表。 ) `# p3 C2 r; ?2 n& d* C
0 R4 m! A* J8 C
2 蜗杆传动变位的特点 4 z: @8 \% O% }# l; a- ~" c( ~8 l
( Q0 l/ f* N7 e$ \0 P1 H: u蜗杆传动变位
! L' G# ~/ R" \! V : |. Q9 H8 X2 y' R0 l% x, _
标准) P5 V3 m! H5 n% Q
v, d3 u0 V/ H! [7 c; |2 h/ J
+ c" U6 o6 d0 M) ^/ e+ z正变位/ I) `! C$ ^9 C$ y O
6 h- u3 [$ V& C7 h5 u2 y: z
1 c5 r/ E! N# u' r( c$ L" \. U" Y) [负变位1 }: {/ }, V; I4 m* e! O( a0 q) S9 j
7 F+ F9 E4 L& S8 c7 \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。
8 p; [# M8 y8 m2 |5 ]/ U: S' V I
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: & [; P7 _$ s I7 |7 x
C- x: b/ [ K2 ^& u% X1 m
a '=a+x2m=(d1+d2+2x2m)/2
- d6 i6 V* R3 U" G
# E' O/ u4 T- a% ?+ J' h% P2)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:
% l' s) b) R" Q, n: O' G! D4 {4 Y0 @
因 a'=a 则z2' =z2-2x2
. }1 J/ n# |, ]7 @, w. ?2 W- [* H s4 D5 R% C
蜗杆传动变位:/ U$ w% I/ G% M) c$ z2 c
6 u/ s- F3 Q. _8 s1 w1 c! C* o+ J+ Y$ f# R+ R8 l% z/ b( G
3 普通圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算
3 W4 [' h9 K' A, |' r; q: K3 G$ q, K2 N% C1 t; x
普通圆柱蜗杆传动基本几何尺寸计算关系式: * W+ k4 p; H) l7 k7 K' `4 j
名 称 代 号 计 算 关 系 式 说 明 + T3 m! V# X3 ?# `7 G. d3 J! Z
中心距 a a=(d1+d2+2x2m)/2 按规定选取 7 B# `- m* n* w0 v" a
蜗杆头数 z1 按规定选取
1 v( f5 ~$ ~# {/ Y蜗轮齿数 z2 按传动比确定
' D' }1 ]: N# p8 }! S4 ~- ?& X齿形角 a aa=20。或an=20。 按蜗杆类型确定 % U7 _; W3 |5 o, [5 [% V
模数 m m=ma=mn/cosr 按规定选取
2 {: e+ [/ m) J8 Q( s0 m ^传动比 i i=n1/n2 蜗杆为主动,按规定选取
) g) ?$ L! l* s, m/ A0 R) w齿数比 u u=Z2/Z1当蜗杆主动时,i=u + u! B8 O- F/ R* Y$ ]
蜗轮变位系数 x2 x2=a/m-(d1+d2)/2m
; i7 R6 ?( y. j蜗杆直径系数 q q=d1/m
# ]- |% u" |5 s0 ~# a( N2 V W蜗杆轴向齿距 pa pa=πm
8 u; k- i: U& D* w7 _( o蜗杆导程 pz pz=πmz1 : _6 d. ?& |/ l
蜗杆分度圆直径 d1 d1=mq 按规定选取 9 y: d& v& F- r; u9 A
蜗杆齿顶圆直径 da1 da1=d1+2ha1=d1+2ha*m
6 R) A0 K" B3 p2 U; F; p蜗杆齿根圆直径 df1 df1=d1-2hf1=da-2(ha*m+c) ; F( F$ j4 b8 m+ L8 l# s* ?
顶隙 c c=c*m 按规定 % ~# E& e5 u% V# i2 S7 V
渐开线蜗杆齿根圆直径 db1 db1=d1.tgr/tgrb=mz1/tgrb
9 b/ i9 l0 K9 h, E& b- p3 Y- r; A; n
蜗杆齿顶高 ha1 ha1=ha*m=1/2(da1-d1) 按规定
% l5 i' L, h S6 R3 @+ [4 B- V7 ?蜗杆齿根高 hf1 hf1=(ha*+c*)m=1/2(da1-df1)
, ~7 U: i' I: v. j* o4 V蜗杆齿高 h1 h1=hf1+ha1=1/2(da1+df1)
( @9 b( r: `6 ]: R8 ~, R- z M蜗杆导程角 r tgr=mz1/d1=z1/q B A2 D0 t# f$ e
渐开线蜗杆基圆导程角 rb cosrb=cosr.cosan
' @( M4 F4 z- |. \蜗杆齿宽 b1 见表11-4 由设计确定
0 g8 }2 O- V8 b/ q- n蜗轮分度圆直径 d2 d2=mz2=2a-d1-2x2.m
) l5 o s, C) ^9 |/ T蜗轮喉圆直径 da2 da2=d2+2ha2
" _5 u1 T+ M: C& I6 ?' U蜗轮齿根圆直径 df2 df2=d2-2ha2
. ]" {6 E: I( E# P蜗轮齿顶高 ha2 ha2=1/2(da2-d2)=m(ha*+x2)
# [/ p4 u; _+ x, |4 \蜗轮齿根高 hf2 hf2=1/2(d2-df2)=m(ha*-x2+c*) ' F9 C3 T4 n- Y1 V$ b; L. `" ~ c
蜗轮齿高 h2 h2=ha2+hf2=1/2(da2-df2) # W) k& D$ `. C1 x, `- N7 a
蜗轮咽喉母圆半径 rg2 rg2=a-1/2(da2) & C- l7 S- K" r( W
蜗轮齿宽 b2 由设计确定 ; U% ?& R3 i: m3 }" n, `% ^3 B
蜗轮齿宽角 θ θ=2arcsin(b2/d1)
6 E' u! O" S4 t$ \& T! f! r2 K4 @( Y蜗杆轴向齿厚 sa sa=1/2(πm)
4 o; M: P* f9 ^+ j1 D蜗杆法向齿厚 sn sn=sa.cosr s3 r+ L- m i- z1 v- P
蜗轮齿厚 st 按蜗杆节圆处轴向齿槽宽ea'确定 9 q* o2 y/ r$ T
蜗杆节圆直径 d1' d1'=d1+2x2m=m(q+2x2) / U; c9 Q' q* v! r3 d5 i" _, w
蜗杆节圆直径
! G) L7 h- L9 ?- Z& E" A x/ }* W3 \7 H: y1 v% N' G& N' ~
d2' d2'= |
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