2019年蜗杆传动设计

蜗杆传动设计

两轴线间的夹蜗杆传动是在空间交错的两轴间传递运动和动力的一种传动，°。这种传动由于具有结构紧凑、传动比大、传动90角可为任意值，常用的为平稳以及在一定的条件下具有可靠的自锁性等优点，它广泛应用在机床、汽车、仪器、起重运输机械、冶金机械及其它机器或设备中。基本要求熟练掌握蜗杆的传动特点、失效形式和计算准则；． 1 熟练掌握蜗杆和蜗轮的结构特点；．掌握蜗杆传动的受力分析、滑动速度和效率掌握蜗杆传动的热平衡计算了解蜗杆传动的强度计算特点

了解蜗杆的传动类型

蜗轮蜗杆的形8.1.1

小齿轮的轮齿分蜗杆蜗轮传动是由交错轴斜齿圆柱齿轮传动演变而来的大齿轮称称为蜗杆圆柱面上缠绕一周以上这样的小齿轮外形像一根螺杆使之将蜗杆为了改善啮合状况将蜗轮分度圆柱面的母线改为圆弧形蜗轮这样齿廓间为线分地包住并用与蜗杆形状和参数相同的滚刀范成加工蜗轮触，可传递较大的动力蜗杆蜗轮传动的特征很少，9°其一，它是一种特殊的交错轴斜齿轮传动，交错角为∑其二，它具有螺旋传动的某些特点，蜗杆相当于螺杆，蜗轮相当于螺母，

轮部分地包容蜗杆。蜗杆传动的类型8.1.2

按蜗杆形状的不同可分：普通圆柱蜗杆（阿基米德蜗杆、渐开线蜗杆、法向直廓蜗-．圆柱蜗杆传动1圆弧蜗杆杆、锥面包络蜗杆）和

2．环面蜗杆传动

3．锥蜗杆传动

蜗杆传动的特点8.1.3

传动比大，结构紧凑传动平稳，无噪声具有自锁性传动效率较低，磨损较严重

蜗杆轴向力较大，致使轴承摩擦损失较大。蜗杆传动的应用8.1.4

故常用于两轴交错、传动比较大、传递功由于蜗杆蜗轮传动具有以上特点，率不太大或间歇工作的场合。当要求传递较大功率时，为提高传动效率，常取z较小时传动具有自锁性，故常用在卷扬机等起重机械γ2-4＝。此外，由于当11中，起安全保护作用。它还广泛应用在机床、汽车、仪器、冶金机械及其它机器或

设备中；

蜗杆传动由蜗杆相对于蜗轮的位置不同分为上置蜗杆和下置蜗杆传动。 普通圆柱蜗杆传动的基本参数及其选8.2.1

．基本参数和压力）模和在中间平面中，为保证蜗杆蜗轮传动的正确啮合，蜗杆的轴向模a 应分别相等于蜗轮的法面模，和压力力tat2mmm αα=== t2a1t2a1:

蜗杆轴向压力角与法向压力角的关系为costgtg /αγ=αna 导程角。γ-式中：qd （2）蜗杆的分度圆直径和直径系数1要用与蜗杆尺寸相同的蜗杆滚刀来加工蜗为了保证蜗杆与蜗轮的正确啮合，这样就造成要配备很多的蜗由于相同的模数，轮。可以有许多不同的蜗杆直径，

轮滚刀，以适应不同的蜗杆直径。显然，这样很不经济。就对每一标准的模数规定了 为了减少蜗轮滚刀的个数和便于滚刀的标准化，

d 而把及分度圆直径和模数的比称为蜗杆直径系数，一定数量的蜗杆分度圆直径1q ，即：mdq = / 1qdm 匹配表和蜗杆分度圆直径。及直径系数 常用的标准模数，见1

zz 和蜗轮齿数（3）蜗杆头数21zz ，1＝＝1-10，推荐蜗杆头数可根据要求的传动比和效率来选择，一般取 11 。，62，取小值选择的原则是：当要求传动比较大，或要求传递大的转矩时，取较要求传动自锁时；要求具有高的传动效率，或高速传动时，值最少齿数应避免影响运转的平稳性并受到两个限制蜗轮齿数的多少时，啮合区显著减小，影响平1，生根切与干涉，理论上应22mi 时，则可始终保持有两对齿以上啮合，因之通常规2性，而3，蜗轮直径将增大过多也不能过多，对于动力传8另一方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就减小甚多，将影响轮齿的弯曲取得过多，模对一定直径的蜗轮，可度；故对于动力传动，常用的范围。对于传递运动的传动28-7的推荐值见下2030，甚至可100i25631 2614152130612 82 82 221

γ4）导程角（pp的关系为与蜗杆导程蜗杆的形成原理与螺旋相同，所以蜗杆轴向齿距za pzp＝由下图可知：az1qzddzmdtan pzp＝＝πγ=／／π＝／／1z111a11导程角大时，导程角的大小与效率有关。°一33°。导程角γ的范围为3.5°。并多采用多头蜗杆。但导程角过大，蜗杆车削困-3015°效率高，通常γ＝°°一4.5难。导程角小时，效率低，但可以自锁，通常γ＝3.5

I（5）传动比nni2 主动传动比 1/=从动蜗杆为主动的减速运动中uzznin ==/=/1122nn-蜗轮转速。式中： -蜗杆转速；21uu；增速传15705减速运动的动力蜗杆传动，通常取≤≤，优先采用≤≤50

u155≤。≤动匹配表。普通圆柱蜗杆基本尺寸和参数及其与蜗轮参数的 8.2.2 蜗杆传动变位的特点蜗杆传动变位

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，蜗杆传动的中心距改变位前后，蜗轮的齿数不1 2

所示，其中心距的计算式如下如9-8、m2xdaaxmd)/2

+++ '＝=(2221zaaz，))，蜗轮齿数发生变化('蜗杆传动的中心距不变2)变位前后，(' ＝≠22z e所示，计算如下：' 9-8d如图、2xzzaa -2' 则因'＝＝222蜗杆传动变位：

普通圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算8.2.3

普通圆柱蜗杆传动基本几何尺寸计算关系按规定选中心a=(++2m)/2

a蜗杆头按规定选蜗轮齿按传动比确按蜗杆类型确a=2=2齿形按规定选m==/cosr 模m蜗杆为主动按规 i i=n传动比 /n21定选取

齿数比 ,i=u

u /Zu=Z当蜗杆主动时12 )/2m

x+d=a/m-(d 蜗轮变位系数x2221 /m 蜗杆直径系数 q=dq 1蜗杆轴向齿距 pp π=m aa mzppπ蜗杆导程 = 1zz

蜗杆分度圆直 =mq 按规定选取d d11径蜗杆齿顶圆直*m +2h=d+2h d d=d aa1a11a11径蜗杆齿根圆直* -2(h m+c)

dd =d-2h=d af1f1f1a1径*按规定c=c顶隙 m

c

渐开线蜗杆齿 =mz/tgr d=dd .tgr/tgr b11b1b1b根圆直径*按规定蜗杆齿顶高

h=hm=1/2(d h-d) 1a1a1aa1** ) 蜗杆齿根高 +c-dh )m=1/2(d=(h faff+蜗杆

齿)=1/2(=+fafa/tgr=m蜗杆导程=r/q渐开线蜗杆cos=cosr.cos圆导程由设计确见蜗杆齿14蜗轮分度圆-2=2a-.m

=m蜗轮喉圆直=+2aaa蜗轮齿根圆-2=aff-=1/2(蜗轮齿顶)+)=m(aaa-蜗轮齿根

=1/2(+-)=m()fff-蜗轮齿=1/2()

+=ffaa蜗轮咽喉母)

=a-1/2(agg半径

由设计确定b蜗轮齿宽2 /d) θθ=2arcsin(b蜗轮齿宽角12 s

s=1/2( 蜗杆轴向齿厚πm) aa s 蜗杆法向齿厚 s=s.cosr

ann s 确定 '按蜗杆节圆处轴向齿槽宽蜗轮齿厚e at' d m=m(q+2x)

蜗杆节圆直径+2xd'=d12211'