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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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0 o% O9 T" C, p; _- m7 ~+ y ) d+ |4 X y ^" Y7 z8 }
& B: `5 Q8 Q, o# z5 w0 Y7 }
9 U# m% A7 j, W' G$ j. O0 r, l
/ T( c6 H! V8 Z, x' H7 n& Z. m) n7 Z3 v3 c/ N7 N5 x0 A
! i$ Q5 B2 }! K& r% s/ q ?普通圆柱蜗杆传动的基本参数及几何尺寸计算
6 G' [4 m8 H1 l6 l6 J
% b, h5 g' s% T; ]9 p0 E$ Q) P
5 O% X" y* U8 o7 T! g- Anewmaker , K+ U" z' w+ q. ~/ q4 _; y2 c
) a2 b: _8 [4 D! D' j( ^' m
& L) l! c4 B ?1.基本参数: 3 O% s# h, o" n0 ]
( _; ~" G; U- @' L( T% X
(1)模数m和压力角α: : \# |( A Z$ u% W; U
4 R* w& p( D c! m* d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 ' U# e+ v7 I4 ]5 l% y4 {7 u
! `2 D6 {4 L4 R4 \ O
ma1=mt2=m αa1=αt2
$ B1 g5 G8 Q3 B7 z. F" k! _
& _4 ]% E+ w' f/ D蜗杆轴向压力角与法向压力角的关系为:
/ Q$ K1 @* a; O6 k% A) {' @* Q. w8 ^, \: d0 N
tgαa=tgαn/cosγ ) M8 n) x8 a, Y$ G! ?. c
, {% Y$ J$ |' a% o M L' n式中:γ-导程角。 $ c* _, p4 {, r4 i
" C( T; P+ w. Z; n' o2 K(2)蜗杆的分度圆直径d1和直径系数q ) U- x( }7 N4 _7 G# u
: }: M6 x2 X' ^! p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。
# Y( T6 t$ z# k) V; y6 ~+ ~/ x" j
) g% y4 @8 E R) X( U4 T- a9 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: ) O1 m. z# F7 J, A! d9 E
* ]6 M! d" a( j2 yq=d1/m
- |3 F s0 B6 h- G( d' q. y: d
& O B6 e$ ` N5 J' D! T" |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。
8 x0 Z- k/ a" F4 s4 a
' ]4 L7 p' k8 k, j2 [(3)蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2
5 b: h W: J \# a/ O
4 Y& N# _; y5 T) ]: {4 g& O% |- w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。
, Q! e& ` c0 I# p: z+ G2 c4 U' L7 K8 @
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。 , R8 R8 }2 M t) F/ E+ @
. u8 f _+ g( B7 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 6 K. a; ?1 F4 j& W8 g% X3 Y
9 _4 J) N1 l4 O7 u' L Ci=z2/z1 z1 z2 0 r% r$ h, f$ Q1 _1 \
≈5 6 29—31
/ c- @9 I7 t& m, ^4 X& c' B- w7—15 4 29—61 . b9 k' g/ {, j( \( {
14—30 2 29—61 0 d" y3 D# x* f; W# A B* ?
29—82 1 29—82
# C- L4 k* q' }8 O: P" _# F% H# y0 e! v' k$ K9 [+ T. ]1 P
(4)导程角γ + D' w* f4 J. N+ w6 z2 h, E
. \4 k9 y% V% O1 b4 p
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: 7 h" y$ V3 l7 H* [5 ` B6 S$ J
+ M1 W5 j1 y" m: stanγ=pz/πd1=z1pa/πd1=z1m/d1=z1/q
6 t+ D! |. T! v# d
7 n$ S/ u; U+ i6 O0 Y$ r ?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°
; c7 a/ o8 M" \( v& B# I' s
+ C k0 E J( @6 S! f; |; ~, K; I% o% n5 p& M a- s$ I
5)传动比I
' Z! i, |5 n( m" l2 q: r i
1 j; M, B3 u4 w3 @ ]传动比 i=n主动1/n从动2
. z7 h' Y' A7 H: ^+ ^- M$ q" F* o, Q* Z7 @0 `, b
蜗杆为主动的减速运动中 ; F$ m7 R4 m1 u9 j9 w7 B$ X
; F0 P! ~9 |1 I3 ^; @
i=n1/n2=z2/z1 =u ! B& s! F: v& k) g# U C& N
$ P. ~$ @* P! T: M! G式中:n1 -蜗杆转速;n2-蜗轮转速。 , s! x0 z3 l: ]6 b" o# U
# p, l* _0 G! r$ r2 s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。
* F3 w3 }9 g" o) |1 z+ `
1 I' P" Q* J% C1 U9 v+ V普通圆柱蜗杆基本尺寸和参数及其与蜗轮参数的匹配表。 1 `( n2 k r1 v, W
- b5 n; \2 y; c2 蜗杆传动变位的特点
; G) d5 t* W5 M$ @. D" u3 c
2 u1 u/ q1 S" P" `/ ]2 [蜗杆传动变位
4 s5 r c* P# X7 u! h4 c 6 @" f) W% u# {" X8 i- ~
标准0 G! S. j+ Q5 [( A+ D
+ D w# D5 T) Q5 P! C
7 j7 F0 N; n: Y [+ B4 `3 Y正变位
2 K$ J/ g3 t) |+ ^, y
- p( X. {4 _/ H% g. }: Z( D6 O6 F 5 R" T: [7 s2 q1 J
负变位
9 G% q- m0 T t% o$ x$ J! @$ R5 [5 t, [- l8 [0 F1 T# 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。
( D& u+ F0 R- t6 S9 L
# Y+ g; B0 E# R) y' |" v1)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: ! M" E6 T+ O& ~' n( { J3 T x- i
" f2 f4 z. m9 W0 Sa '=a+x2m=(d1+d2+2x2m)/2 - A! T4 O4 e; {' {" Y+ K6 u% l! k
+ n( R/ p1 v) @: T( x0 i& q3 B2)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:
- c1 _) B8 H/ b8 w& d9 k) `, ?6 N: i" D) H1 \1 f
因 a'=a 则z2' =z2-2x2
4 E/ U& E2 X( v' `0 E- S+ m! _' v( g" v- {8 y
蜗杆传动变位:
2 M: f* G |$ m2 \1 P
) y5 H3 T8 d, J1 Z+ ]8 I/ i
# @' G7 I2 t2 ]7 A8 h3 普通圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算
3 ~6 o9 C! Y( C& ^0 c* b% Q! N1 f* I0 @) P4 ^
普通圆柱蜗杆传动基本几何尺寸计算关系式:
. Q5 E4 [! [* t- \- H2 n名 称 代 号 计 算 关 系 式 说 明 - w: S. k" \4 p% ^8 v
中心距 a a=(d1+d2+2x2m)/2 按规定选取 / N6 t+ w! p/ I4 R4 t& P
蜗杆头数 z1 按规定选取 8 l4 U* k& I8 w$ K0 L1 z& t6 ]0 K+ n; L0 A
蜗轮齿数 z2 按传动比确定
0 n" `6 p% Q" H! y1 ?2 c+ ]6 ?齿形角 a aa=20。或an=20。 按蜗杆类型确定
/ m$ o- x" `+ U模数 m m=ma=mn/cosr 按规定选取 & Q' V: f9 W$ d
传动比 i i=n1/n2 蜗杆为主动,按规定选取 8 t. E1 X4 k2 K$ m) n# p e; j" j
齿数比 u u=Z2/Z1当蜗杆主动时,i=u
; m. o5 g- t2 b% g1 @7 Q) @. G* Y蜗轮变位系数 x2 x2=a/m-(d1+d2)/2m . @+ l/ k# ]6 j! p; Z
蜗杆直径系数 q q=d1/m }9 ]" \( W# U9 m) u- [$ N
蜗杆轴向齿距 pa pa=πm 4 U" L+ E- s' J* e/ j7 o
蜗杆导程 pz pz=πmz1
1 E! P7 m' G/ J) F: t8 s+ H5 Q蜗杆分度圆直径 d1 d1=mq 按规定选取
; @0 h. W; R, ] v6 l8 T蜗杆齿顶圆直径 da1 da1=d1+2ha1=d1+2ha*m
( V$ Z' e0 Q7 r! `, H \蜗杆齿根圆直径 df1 df1=d1-2hf1=da-2(ha*m+c)
4 X/ d2 @0 _1 H# E# P顶隙 c c=c*m 按规定
4 F: A# Z4 b* g' M7 {渐开线蜗杆齿根圆直径 db1 db1=d1.tgr/tgrb=mz1/tgrb
- k$ C* R9 ?* M5 I& O1 H
+ O ?0 {) e& p( s 蜗杆齿顶高 ha1 ha1=ha*m=1/2(da1-d1) 按规定
$ A5 ^6 m* X, p1 @ \* | T蜗杆齿根高 hf1 hf1=(ha*+c*)m=1/2(da1-df1) . o4 L% k+ A& X8 ^! q* i
蜗杆齿高 h1 h1=hf1+ha1=1/2(da1+df1)
$ }% z/ T' t; \+ A! a蜗杆导程角 r tgr=mz1/d1=z1/q ' U2 Q& R9 G& w; j
渐开线蜗杆基圆导程角 rb cosrb=cosr.cosan 9 X$ o7 a: }5 ^* K3 G8 C" k$ `2 T
蜗杆齿宽 b1 见表11-4 由设计确定
6 O- u" v" y" o4 q6 N蜗轮分度圆直径 d2 d2=mz2=2a-d1-2x2.m
. y) s2 v1 T/ H. Y l# o5 t5 Z蜗轮喉圆直径 da2 da2=d2+2ha2
# ^8 q1 J6 t9 E8 B( a V( h/ v蜗轮齿根圆直径 df2 df2=d2-2ha2 : b" W2 S: b" T$ K4 `
蜗轮齿顶高 ha2 ha2=1/2(da2-d2)=m(ha*+x2) / u9 j( D4 k: b6 Q* Y
蜗轮齿根高 hf2 hf2=1/2(d2-df2)=m(ha*-x2+c*)
5 c6 \& n7 G: ?7 F5 V蜗轮齿高 h2 h2=ha2+hf2=1/2(da2-df2) : ]& T* M& m& c7 S4 u6 q$ f! r1 q, ?
蜗轮咽喉母圆半径 rg2 rg2=a-1/2(da2)
8 T D9 J1 \! n4 p) v. W* |蜗轮齿宽 b2 由设计确定
! `/ z' f5 x- m P0 c蜗轮齿宽角 θ θ=2arcsin(b2/d1)
. q' A) y1 c6 A7 J; J. ^( E) m# K0 H蜗杆轴向齿厚 sa sa=1/2(πm) / v0 H5 j# w- }1 ~' }: e; S
蜗杆法向齿厚 sn sn=sa.cosr
% u' i1 a8 G5 E蜗轮齿厚 st 按蜗杆节圆处轴向齿槽宽ea'确定 * @" Y t. k8 d" y! |% Q
蜗杆节圆直径 d1' d1'=d1+2x2m=m(q+2x2) * h( U" ]3 r, t9 ]
蜗杆节圆直径
# w1 p7 V0 L9 E% O! l$ ]$ _# `6 b6 D( E
d2' d2'= |
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