蜗轮蜗杆设计参数

蜗轮蜗杆 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 参数 圆柱蜗轮、蜗杆设计参数选择 蜗轮和蜗杆通常用于垂直交叉的两轴之间的传动(图1)。蜗轮和蜗杆的齿向是螺旋形的，蜗轮的轮齿顶面常制成环面。在蜗轮蜗杆传动中，蜗杆是主动件，蜗轮是从动件。蜗杆轴向剖面类是梯形螺纹的轴向剖面，有单头和多头之分。若为单头，则蜗杆转一圈蜗轮只转一个齿，因此可以得到较高速比。计算速比(i)的公式如下: 蜗杆转速n1蜗轮齿数z2i= = 蜗轮转速n2 蜗杆头数z1 1、 蜗轮蜗杆主要参数与尺寸计算 主要参数有:模数(m)、蜗杆分度圆直径(d1)、导程角(r)、中心距(a)、蜗杆头数(或线数z1)、蜗轮齿数(z2)等，根据上述参数可决定蜗杆与蜗轮的基本尺寸，其中z1、z2由传动 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 选定。 (1) 模数m 为设计和加工方便，规定以蜗杆轴项目数mx和蜗轮的断面模数mt为 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 模数。对啮合的蜗轮蜗杆，其模数应相等，及标准模数m=mx=mt。 标准模数可有表A查的，需要注意的是，蜗轮蜗杆的标准模数值与齿轮的标准模数值并不相同。 表A 模数 分度圆直径 蜗杆直径系数 m d 1 q 20 16 1.25 22.4 17.92 20 12.5 1.6 28 17.5 22.4 11.2 2 35.5 17.75 28 11.2 2.5 45 18 35.5 11.27 3.15 56 17.778 40 10 4 71 17.75 50 10 5 90 18 63 10 6.3 112 17.778 80 10 8 140 17.5 90 9 10 160 16 图1 图2 (2) 蜗杆分度圆直径d1 再制造蜗轮时，最理想的是用尺寸、形状与蜗杆完全相同的蜗轮滚刀来进行切削加工。但由于同一模数蜗杆，其直径可以各不相同，这就要求每一种模数对应有相当数量直径不同的滚刀，才能满足蜗轮加工需求。为了减少蜗轮滚刀数目，在规定标准模数的同时，对蜗杆分度圆直径亦实行了标准化，且与m有一定的匹配。蜗杆分度圆直径d1与轴向模数mx之比为一标准值，称蜗杆的直径系数。即 蜗杆分度圆直径d1q= = m 模数 d1=mq 有关标准模数m与标准分度圆直径d1的搭配值及对应的蜗杆直径系数参照表A (3) 蜗杆导程角r 当蜗杆的q和z1选定后，在蜗杆圆柱上的导程角即被确定。为导程 角、导程和分度圆直径的关系。 导程轴向齿距蜗杆头数xz1πm z1pxz1tan r= = = = = q 分度圆周长分度圆周长d1ππm q 相互啮合的蜗轮蜗杆，其导程角的大小与方向应相同。 (4) 中心距a 蜗轮与蜗杆两轴中心距a与模数m、蜗杆直径系数q以及蜗轮齿数z2 间的关系式如下: d1+d2ma= = (q+z2) 2q 蜗杆各部尺寸如表B 名称代号 公式 名称代号 公式 蜗杆导程 pz Pz=z1px 分度圆直径 d1 d 1=mq z1齿顶高 ha1 ha1=m Tanr= q导程角 r 齿根高 hf1 hf1=1.2m 齿高 h1 h1=ha1+hf1=2.2m 轴向齿形角 α α=20? 齿顶圆直径 da1 da1=d1+2ha1=d1+2m 蜗杆齿宽 b1 当z1=(1~2),b1?(11+0.06z2)m 齿根圆直径 df1 df1=d1-2hf1=d1+2.4m 当z1=(3~4),b1?(12.5+0.09z2)m 轴向齿距 px px=πm 蜗轮各部尺寸如表C 名称代号 公式 名称代号 公式 齿顶圆弧半径 Ra2 Pz=z1px 分度圆直径 d2 d 2=mz2 齿根圆弧半径 Rf2 z1齿顶高 ha2 ha2=m Tanr= q 齿根高 hf2 hf2=1.2m 顶圆直径 de2 当z1=1时, de2?da2+2m 齿高 h2 h2= 2.2m 当z1=(2~3), de2?da2+1.5m 齿顶圆直径 da2 da2=d2+2ha2= m(z2+2) 齿宽 b2 当z1?3时,b2?0.75da1 齿根圆直径 df2 df2=d2-2hf2= m(z2-2.4) 中心高 a d1+d2ma= = (q+z2) 22当z1?4时,b2?0.67da1 导程是由模数和头数决定的，导程的公式为PX=模数 X 蜗杆头数 X 3.1415926 2、 蜗轮蜗杆的画法 (1) 蜗杆的规定画法 参照图1图2 (2)蜗轮的规定画法 参照图1图2 (3)蜗轮蜗杆啮合画法 参照图1图2. 蜗轮蜗杆设计(2) 设计原则:根据给定的中心距及传动比(或按照结构及设计的要求自定中心距和传动比) 然后从蜗杆传动中心距标准值系列表中选取中心距的标准系列值，然后从经验公式先估算相关参数值，估算后在参考标准值系列表，确定标准值。 1计算传动比 360,，3600.0051p,,,i ，L1.264, 上式中:δp为脉冲当量，β为步距角，L为滚珠丝杠导程。 2初选几何参数 参照蜗轮蜗杆参数推荐值表[1]，i=4时，选z1=6;则z2= i z1=24; 3蜗轮输出转矩T2 ,iPtan,1T=,9550,241,=,,,,,,vvRR,,=arctantan+()zz0n,,,s01231[2] [3] [3] [4] [5] 式中:P1， n1分别为蜗杆轴输入功率，转速。η1为螺旋副啮合效率;η2为轴承效率， ,,,0.990.995,0.960.9923滚动轴承时取;η3为搅油及溅油效率，;μ为啮合摩擦系数;η0为标准圆盘滚子试件摩擦系数;Rz为设计蜗杆的齿面粗糙度;Rz0为标准圆盘试件的表面粗糙度;代入数据得η=0.76 根据所选电机得P1=8kW，n1=800r/min 30.764，，T,,9550290.32Nm2300所以 4载荷系数 K,KKKKKK123456 [6] v,3m/s2上式中:K为载荷系数;K1为动载荷系数，当蜗轮圆周速度时K1取1.0;K2为啮合质量系数，查表得0.95;K3为小时载荷率系数，查表得0.78;K4为环境温度系数，查表得1.09;K5为工作情况系数，查表得1.0;K6为风扇系数，查表得0.92。 代入数据得: K,，，，，，,10.950.781.0910.920.74 5计算m和q 2,,1515033,mqK,,T2,,Z,HP2,,[7] 代入数据: 2215150,,,,1515033mqK,,，，,0.74290.3214.653T,,2,,,,,ZHP,,224165，,, 3mq,16.443查表取 m=6.3 q=18 6主要几何尺寸 amq,，，,，，，，,0.5(2)0.56.3(18240)132.3xz22 d,,，,qm186.3113.41 ,,，,m6.324151.2dz22 7蜗杆传动强度及刚度验算 确定许用接触应力σHp ,,zz,HpHbpsn采用锡青铜蜗轮:[8] 2,N220/,mmHbpzz,0.96,0.78sn分别查滑动速度曲线表，滑动速度影响系数表及寿命系数得 2,，，,N2200.960.78165/,mmHp所以 确定许用接触应力σH 14783KT2,,Hd2d1[9] 代入数据得: 1478314783K，0.74290.32T22,mm,,,N134.57/H151.2d113.42d1 ,,,,,134.57165HHP可见,所以接触强度足够。 蜗轮蜗杆设计(1) 设计原则:根据给定的中心距及传动比(或按照结构及设计的要求自定中心距和传动比)然后从蜗杆传动中心距标准值系列表中选取中心距的标准系列值，然后从经验公式先估算相关参数值，估算后在参考标准值系列表，确定标准值。 1计算传动比 360,，3600.0051p,,,i ，L1.264, 上式中:δp为脉冲当量，β为步距角，L为滚珠丝杠导程。 2中心距a 根据设备结构及设计的要求，得出中心距为44mm，参考中心距标准值系列表如下: 表1蜗杆传动中心距a的标准系列值(mm) (GB10088-88) 40;50;63;80;100;125;160;180;200;225;250;315;400;450;500 取最接近的标准值，因此取中心距为40mm。 3根据经验公式估取蜗杆分度圆直径d1 0.875,0.68da1采用AGMA经验公式估取: 0.875d40,，,0.68171代入数据得 参考蜗杆分度圆直径标准值系列表如下: 蜗杆分度圆直径d1的标准系列值(mm) (GB10085-88) 第一系18;20;22.4;25;28;31.5;35.5;40;45;50;56;63;71;80;90;100;列 112;125;140;160;180;200;224;250;280;315;355;400 第二系30;38;48;53;60;67;75;85;95;106;118;132;144;170;190;300 列 注:优先采用第一系列 因此采用第一系列，取d1为18 4根据经验公式估取蜗杆头数z1 z,，(72.4)/ai1采用B.S724荐用经验公式估取: z,，,(72.440)/45.51代入数据得，取圆整取z1=6 5根据经验公式估模数m z2= i z1代入数据得z2=24 ma,(1.41.7)z2根据经验公式 m,，,(1.41.7)40242.32.8代入数据得 参考蜗杆分度圆直径标准值系列表如下: 蜗杆模数m的标准系列值(mm) (GB10085-88) 第一系列 1;1.25;1.6;2;2.5;3.15;4;5;6.3;8;10;12.5;16;20;25;31.5;40 第二系列 1.5;3;3.5;4.5;5.5;6;7;12;14 因此采用第一系列，取m为2.5。 5根据公式算蜗杆直径系数q qm,d1 q,,182.57.2代入数据算得 6根据公式算蜗杆分度圆住导程角γ tan,,qz1 tan47.20.56,,,代入数据得: 所以导程角γ=29? 7蜗杆法向齿形角αn和轴向齿形角α ?,,30当时αn=20? tan,ntan=,cos,渐开线圆柱蜗杆 代入数据得α=22.6? 8蜗轮变位系数x2 ，a401860，dd12x,,,,,0.42mm22.522.5， 9蜗杆，蜗轮齿顶高ha1，ha2;齿根高hf1，hf2;分度圆直径d1， d2;蜗杆齿顶圆直径da1， 蜗轮喉圆直径da2 *,,，,m12.52.5hhaa1 *,，,，，,m()2.5(10.4)3.5hhxaa22 **,,，，,()(10.2)2.53mhhcfa1， **,,，,，,,m()2.5(10.4+0.2)2hhxcfa22 ,,，,qm7.22.518d1 dz,,，,m2.5246022 d,，,，，,(2)(7.22)2.523qma1 d,，，,，，，，,(22)(24220.4)2.567ma2xz22 10蜗杆轴向齿距px，蜗杆轴向齿厚sx，蜗杆法向齿厚sn，蜗杆螺纹部分长度L p,,，,,m3.142.57.85x s,,，，,0.50.53.142.53.925,mx ,,，,cos3.9250.8753.4,ssnx Lm,，,，，，,(12.50.1)(12.50.124)2.537.25z2取L=45 11蜗轮输出转矩T2 ,iPtan,1T=,9550,241,=,,,,,,vvRR,,=arctantan+()zz0n,,,s01231 式中:P1， n1分别为蜗杆轴输入功率，转速。η1为螺旋副啮合效率;η2为轴承效率， ,,,0.990.995,0.960.9923滚动轴承时取;η3为搅油及溅油效率，;μ为啮合摩擦系数;η0为标准圆盘滚子试件摩擦系数;Rz为设计蜗杆的齿面粗糙度;Rz0为标准圆盘试件的表面粗糙度;代入数据得η=0.76 根据所选电机得P1=8kW，n1=800r/min 30.764，，T,,9550290.32Nm2300所以 11蜗杆传动强度及刚度验算 确定许用接触应力σHp ,,zz,HpHbpsn采用锡青铜蜗轮: 2,N220/,mmHbpzz,0.96,0.78sn分别查滑动速度曲线表，滑动速度影响系数表及寿命系数得 2,，，,N2200.960.78165/,mmHp所以 确定许用接触应力σH 14783KT2,,HK,dKKKKKK2d1234561 v,3m/s2上式中:K为载荷系数;K1为动载荷系数，当蜗轮圆周速度时K1取1.0;K2为啮合质量系数，查表得0.95;K3为小时载荷率系数，查表得0.78;K4为环境温度系数，查表得1.09;K5为工作情况系数，查表得1.0;K6为风扇系数，查表得0.92。 代入数据得: K,，，，，，,10.950.781.0910.920.74 147830.74290.32， ,,,H6018