蜗轮蜗杆设计参数选择1
小模数蜗轮蜗杆设计标准
小模数蜗轮蜗杆设计标准一、设计基础小模数蜗轮蜗杆的设计应遵循以下基础原则：1. 标准化：设计时应尽可能遵循已有的标准，以提高设计的通用性和互换性。
2. 高效性：设计时应追求高效传动，以降低能耗，提高设备性能。
3. 可靠性：设计时应考虑可靠性，选用耐磨、耐腐蚀的材料，并采取适当的热处理工艺。
4. 经济性：设计时应考虑成本因素，选用价格合理的材料和工艺，以降低制造成本。
二、蜗轮设计蜗轮设计应考虑以下因素：1. 材料：蜗轮材料应具有良好的耐磨性和耐腐蚀性，一般选用铸铁、铜合金或铝合金等材料。
2. 齿形：蜗轮齿形应符合设计要求，以确保与蜗杆的正确啮合。
常用的齿形有阿基米德蜗轮、法向直廓蜗轮等。
3. 参数选择：蜗轮参数选择应考虑传动比、效率、寿命等因素，以确保蜗轮蜗杆传动的性能和可靠性。
4. 结构设计：蜗轮结构设计应合理，以确保安装方便、维护简单。
三、蜗杆设计蜗杆设计应考虑以下因素：1. 材料：蜗杆材料应具有良好的耐磨性和耐腐蚀性，一般选用合金钢、不锈钢等材料。
2. 齿形：蜗杆齿形应符合设计要求，以确保与蜗轮的正确啮合。
常用的齿形有阿基米德蜗杆、法向直廓蜗杆等。
3. 参数选择：蜗杆参数选择应考虑传动比、效率、寿命等因素，以确保蜗轮蜗杆传动的性能和可靠性。
4. 结构设计：蜗杆结构设计应合理，以确保安装方便、维护简单。
四、精度要求小模数蜗轮蜗杆的精度要求应符合相应的国家标准或行业标准。
一般来说，精度等级应与传动性能要求和使用场合相匹配。
对于一般传动系统，推荐采用IT7~IT9级精度等级；对于高精度传动系统，推荐采用IT6~IT5级精度等级。
在选择精度等级时，还需考虑使用环境、工作条件等因素的影响。
五、热处理工艺小模数蜗轮蜗杆在制造过程中需要进行适当的热处理工艺以提高其耐磨性和耐腐蚀性。
常用的热处理工艺包括表面淬火、渗碳淬火、氮化处理等。
在选择热处理工艺时，应根据材料种类和使用要求进行选择，并控制好热处理温度、时间等参数，以确保热处理质量。
蜗轮蜗杆设计参数选择
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：i=蜗杆转速n1蜗轮转速n2=蜗轮齿数z2蜗杆头数z11、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q=蜗杆分度圆直径模数=d1m 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。
tan r=导程分度圆周长 = 蜗杆头数x 轴向齿距分度圆周长 =z1px d1π =z1πm πm q =z1q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：a=d1+d22 =m q(q+z2)蜗杆各部尺寸如表B蜗轮各部尺寸如表C2、 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.。
蜗轮蜗杆设计步骤
蜗轮蜗杆设计步骤蜗轮蜗杆设计步骤：步骤一：确定工作参数首先需要确定蜗轮蜗杆的工作参数，例如传递功率、转速、转矩、受力方向等。
这些参数将决定蜗轮蜗杆的基本设计参数。
步骤二：选择材料在确定工作参数之后，需要根据工作条件选择适合的材料。
蜗轮一般选用高强度的材料，例如硬质合金、铸钢、铸铁等。
对于蜗杆来说，一般选用高硬度、高强度的材料，例如45钢、40Cr、35CrMo等。
步骤三：计算传动比传动比 = 蜗轮齿数 ÷蜗杆螺旋线高度。
传动比决定了蜗轮和蜗杆的相对转速和转矩大小。
步骤四：选择蜗杆模数蜗杆的模数可以根据蜗轮和蜗杆的传动比和齿数来选择，一般在0.2～2之间。
步骤五：计算齿距和齿宽齿距和齿宽需要结合蜗轮和蜗杆的模数和齿数来计算，保证蜗轮蜗杆的齿轮啮合平稳。
步骤六：计算螺距角螺距角是蜗杆的重要参数。
螺距角过大会造成摩擦力过大，螺距角过小则会导致螺杆摩擦力不足。
一般螺距角为5°至30°。
步骤七：计算轴心距和啮合角轴心距和啮合角是设计蜗轮蜗杆过程中非常重要的参数，需要根据传动比、模数、齿数等因素来计算。
步骤八：校核设计参数设计蜗轮蜗杆的参数后，需要进行校核检验，确保设计参数的合理性和可靠性。
校核包括强度校核、接触应力校核等。
步骤九：设计蜗轮蜗杆装配尺寸蜗轮蜗杆装配尺寸需要考虑啮合状态下的轴向间隙、径向间隙和公差等因素。
在设计装配尺寸时需要考虑到装配的方便性和精度要求。
步骤十：绘制蜗轮蜗杆图纸蜗轮蜗杆图纸需要按照设计参数进行详细绘制，包括蜗轮和蜗杆的各项参数和装配尺寸等。
绘制时需要考虑到制造的方便性和加工精度要求。
以上是蜗轮蜗杆的设计步骤，设计时需要注意各个参数的合理性和可靠性，同时考虑到加工和制造的实际情况。
小模数蜗轮蜗杆设计标准
小模数蜗轮蜗杆设计标准引言小模数蜗轮蜗杆传动作为一种常见的传动形式，已被广泛应用于工业生产中。
为了规范小模数蜗轮蜗杆的设计和制造，制定相关的设计标准至关重要。
本文旨在就小模数蜗轮蜗杆设计标准进行详细阐述，以期为相关领域的从业人员提供正确的指导和参考。
一、设计原理蜗轮蜗杆传动是一种以蜗轮和蜗杆为主要传动副的传动形式。
它通过蜗轮的螺旋槽与蜗杆的螺旋线接触，实现转矩的传递和速度的变换。
在小模数蜗轮蜗杆传动中，需要考虑传动效率、工作平稳性和传动比的合理性等因素，以确保传动系统的可靠性和稳定性。
二、设计要求1. 轴向载荷：小模数蜗轮蜗杆传动在工作过程中通常承受较大的轴向载荷，因此设计时应考虑轴向载荷的影响，合理选择材料和加工工艺，确保传动部件不会出现变形或破坏。
2. 齿轮材料：小模数蜗轮蜗杆的材料选择对传动的可靠性和寿命有较大影响。
通常情况下，蜗轮选用铜合金或不锈钢，蜗杆则选用高强度合金钢或不锈钢。
3. 精度要求：蜗轮蜗杆传动的精度直接影响传动的效率和平稳性。
在小模数蜗轮蜗杆设计中，需要特别关注齿轮的加工精度和啮合配合精度，确保传动副的顺畅和稳定。
4. 润滑与密封：由于蜗轮蜗杆传动部件在工作过程中会产生较大的摩擦和热量，因此需要设计合适的润滑和密封系统，以确保传动副的正常工作和寿命。
三、设计流程1. 确定传动参数：根据实际工作条件和传动要求，确定小模数蜗轮蜗杆传动的传动比、功率、转速等参数。
2. 计算齿轮参数：根据传动参数，进行齿轮参数的计算，包括蜗轮和蜗杆的模数、齿数、螺旋角等。
3. 结构设计：根据计算得到的齿轮参数，进行蜗轮蜗杆的结构设计，包括轴承结构、安装方式、润滑系统等。
4. 材料选择：根据设计要求和工作环境，选择合适的材料，包括蜗轮、蜗杆、轴承等。
5. 加工工艺：确定蜗轮蜗杆的加工工艺和工装，确保加工精度和表面质量。
6. 测试验证：制作样品进行传动测试，验证设计的合理性和可靠性。
四、质量标准根据小模数蜗轮蜗杆传动的设计要求和实际工作条件，制定相应的质量标准，包括齿轮的精度等级、材料的力学性能、润滑系统的工作效果等。
蜗轮蜗杆设计参数
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：i=蜗杆转速n1蜗轮转速n2=蜗轮齿数z2蜗杆头数z11、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q=蜗杆分度圆直径模数=d1m 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。
tan r=导程分度圆周长 = 蜗杆头数x 轴向齿距分度圆周长 =z1px d1π =z1πm πm q =z1q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：a=d1+d22 =m q(q+z2)蜗杆各部尺寸如表B蜗轮各部尺寸如表C2、 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.。
蜗杆传动主要参数及几何尺寸.
为了限制 滚刀数目
d1＝mq
4. 蜗杆的导程角γ 轴面齿距 pa1=πm 导程 s=z1pa1=z1πm
tan z1 pa1 z1πm z1m z1
πd1 πd1 mq q
二. 蜗杆传动的几何尺 寸
三、蜗杆蜗轮啮合传动 1. 正确啮合条件
中间平面：蜗杆传动似齿轮齿条传动
ma1＝mt2＝m αa1＝αt2＝α γ=β （旋向相同）
中间平面：
在阿基米德蜗杆传动中，通过蜗杆轴线垂直蜗 轮轴线的平面
在中间平面内，阿基米德蜗杆传动 相当于齿轮于齿条传动。因此，蜗杆传 动的设计计算以中间平面的参数和几何 几何关系为准。
一、蜗杆传动的主要参数
1. 模数m、压力角a、齿顶高系数h*a和顶隙系数c*
蜗杆的参数
蜗轮的参数
①轴面模数ma1=m ②轴面压力角αa1= α ③齿顶高系数h*a=1 ④顶隙系数c*=0.2
2. 标准中心距
a
1 2
(d1
d2)
m 2
(q
z2 )
传动比i 5~6
z1
6
z2 30~36
7~13 4
28~52
14~27 2
28~54
28~40 2、1 28~80
＞40 1
＞40
3. 蜗杆的分度圆直径d1 蜗轮配对加工法
①采用与蜗杆参数相同的滚刀；
②滚刀的安装位置同蜗杆传动的 工作位置；直径系数
有多少d1就有多少滚刀
①端面模数mt2＝m ②端面压力角αt2=α ③齿顶高系数h*a =1 ④顶隙系数c*=0.2
2. 传动比i、蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2
i 1 z2 2 z1
z1少，传动比大，效率低； z1多， 加工难，常取1、2、 4、6。
机械设计课程设计-蜗轮蜗杆减速器设计说明书
机械设计课程设计蜗轮蜗杆减速器的设计一、选择电机1）选择电动机类型按工作要求和工作条件选用Y系列三相异步电动机。
2）选择电动机的容量工作机的有效功率为从电动机到工作机输送带间的总效率为=式中各按【1】第87页表9.1取η－联轴器传动效率：0.991η－每对轴承传动效率：0.982η－涡轮蜗杆的传动效率：0.803η－卷筒的传动效率：0.964所以电动机所需工作功率3）确定电机转速工作机卷筒的转速为所以电动机转速的可选范围是：符合这一范围的转速有：750、1000、1500三种。
综合考虑电动机和传动装置尺寸、质量、价格等因素，为使传动机构结构紧凑，决定选用同步转速为1000。
根据电动机的类型、容量、转速，电机产品目录选定电动机型号Y112M-6,其主要性能如下表1：/(9402 确定传动装置的总传动比和分配传动比：总传动比：3 计算传动装置各轴的运动和动力参数： 1）各轴转速：Ⅰ轴Ⅱ轴卷筒轴 2）各轴输入功率： Ⅰ轴 Ⅱ轴卷筒轴3） 各轴输入转矩：电机轴的输出转矩Ⅰ轴Ⅱ轴卷筒轴运动和动力参数结果如下表：940二、涡轮蜗杆的设计1、选择材料及热处理方式。
考虑到蜗杆传动传递的功率不大，速度也不高，蜗杆选用45号刚制造，调至处理，表面硬度220250HBW；涡轮轮缘选用铸锡磷青铜,金属模铸造。
2、选择蜗杆头数和涡轮齿数i=15.16 =2 =i=215.16303、按齿面接触疲劳强度确定模数m和蜗杆分度圆直径1）确定涡轮上的转矩，取，则2)确定载荷系数K=根据工作条件确定系数=1.15 =1.0 =1.1K==1.15 1.0 1.1=1.2653)确定许用接触应力由表查取基本许用接触应力=200MPa应力循环次数 N=故寿命系数4)确定材料弹性系数5）确定模数m和蜗杆分度圆直径查表取m=6.3mm，=80mm4、计算传动中心距a。
涡轮分度圆直径a=满足要求5、验算涡轮圆周速度、相对滑动速度及传动效率<3符合要求tan=0.16,得=8.95°由查表得当量摩擦角=1°47,所以=0.790.80与初值相符。
蜗轮蜗杆设计计算
蜗杆传动的效率计算
总结词
根据蜗轮蜗杆的设计参数和工况，计算出蜗杆传动的效率。
详细描述
蜗杆传动的效率计算是评估蜗杆传动性能的重要指标之一。通过分析蜗轮蜗杆的设计参 数和工况，如蜗杆的导程角、模数、转速和载荷等参数，可以计算出蜗杆传动的效率。
蜗轮齿面接触疲劳强度的计算
总结词
根据蜗轮齿面上的载荷分布和材料属性 ，计算出蜗轮齿面的接触疲劳强度。
刚度分析
进行蜗轮蜗杆的刚度分析， 以减小传动过程中的变形 和振动。
可靠性设计
为确保自动化设备的可靠 性，对蜗轮蜗杆进行可靠 性设计和寿命预测。
THANKS
感谢观看
材料应具备较好的抗疲劳性能，以承受交 变载荷的作用；
04
材料应具有良好的工艺性能，易于加工制 造。
04
蜗轮蜗杆设计计算方法
蜗轮齿面载荷分布计算
总结词
根据蜗杆传动的实际工况，通过分析蜗轮齿面上的受力情况，计算出蜗轮齿面上的载荷分布。
详细描述
在进行蜗轮齿面载荷分布计算时，需要考虑蜗杆传动的实际工况，如传动比、转速、载荷大小和方向 等因素。通过分析蜗轮齿面上的受力情况，可以确定蜗轮齿面上的载荷分布，为后续的设计计算提供 基础。
蜗轮蜗杆设计计算
• 蜗轮蜗杆简介 • 蜗轮蜗杆设计参数 • 蜗轮蜗杆材料选择 • 蜗轮蜗杆设计计算方法 • 蜗轮蜗杆设计实例分析
01
蜗轮蜗杆简介
蜗轮蜗杆的定义
01
蜗轮蜗杆是一种常用的传动装置 ，由两个交错轴线、相互咬合的 齿轮组成，其中一个是蜗杆，另 一个是蜗轮。
02
蜗轮蜗杆具有传动比大、传动效 率高、传动平稳、噪音低等优点 ，因此在各种机械传动系统中得 到广泛应用。
VS
蜗轮蜗杆的选择及校核示例
4.2.5夹具中重要结构的尺寸计算在本夹具中采用手动的蜗轮蜗杆机构带动转盘转动，从而使得工件转动，在铣刀的作用下进而使得工件被加工的加工模式。
因此蜗轮蜗杆机构的设计在本夹具设计中占有很重要的地位。
①蜗轮蜗杆的材料蜗轮蜗杆的材料不仅要具有足够的强度，更重要的是应具有良好的跑合性、减磨性及耐磨性。
蜗杆一般用碳钢或者合金钢制成，对于不太重要的传动及低速中载蜗杆，可采用40和45钢等，经调质硬度在220~300HBS 。
常用的蜗轮材料为铸造锡青铜、铸造铝青铜及铸铁等，效率要求不高时，特别是要求自锁时，可采用灰铸铁，为了防止变形，一般要对蜗轮进行时效处理。
综合考虑，在本机构中蜗杆采用45碳钢调质处理，硬度在220~250HBS ，蜗轮采用灰铸铁HT150。
②蜗轮蜗杆的尺寸设计在蜗杆传动中，由于材料和结构上的原因，蜗杆螺旋齿部分的强度通常高于蜗轮齿的强度，所以失效常发生在蜗轮轮齿上。
在一般情况下，蜗轮轮齿因弯曲疲劳强度不足而失效的情况较少，只有在蜗轮齿数很多或开式传动中，才需要以保证齿根弯曲疲劳强度作为主要计算准则，因此对于闭式蜗杆传动，通常是按齿面接触疲劳强度进行设计，而按齿根弯曲疲劳强度进行校核。
蜗杆头数常取 =1z 1 ~ 6 ，考虑到自锁取1z =1,按规定蜗杆头数1z =1时，蜗轮齿数402>z ，传动比4012>=z z i 取 2z =42蜗杆设计公式[]22212496⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛≥H z KT d m σ 3mm 式中 []H σ — 蜗轮材料的许用接触应力[][][]87''10N Z H N H H σσσ=•=[]'H σ—蜗轮材料的基本许用接触应力 取值为125 MPaN Z — 接触疲劳强度的寿命系数N — 应力循环次数 取N=71025⨯2T = 9.7 M N •K= 1代入数据得 312194mm d m ≥由查表得标准模数 m 和蜗杆分度圆直径 1d 的值分别为 2.5和35.5 蜗杆的分度圆柱导程角 γ11tan d m z =γ 代入数据得 γ=︒4○3蜗轮蜗杆的尺寸校核 []F Fa F Y md d KT σγσ≤•=2212cos 53.1 [][]9610N F F •'=σσ 代入数据得 []MPa F 15=σ MPa F 73.3=σ 满足条件 []F F σσ≤由以上分析和计算得出蜗轮蜗杆的几何参数为 mm d 5.351= d 2=105mm 11=Z 422=Z 5.2=m ︒=4γ。
小模数蜗轮蜗杆设计标准
小模数蜗轮蜗杆设计标准一、引言小模数蜗轮蜗杆传动是一种常见的传动形式，具有传动效率高、噪音低、可靠性高等优点，广泛应用于工业生产中。
为了保证小模数蜗轮蜗杆传动的设计和制造质量，制定并实施设计标准是非常必要的。
二、技术要求1. 材料选择小模数蜗轮蜗杆的制造材料应符合国家标准，具有良好的韧性和耐磨性，常见材料有45钢、40Cr等。
2. 设计参数小模数蜗轮蜗杆的设计参数应满足传动比、效率、载荷等要求，同时考虑传动的可靠性和稳定性。
3. 绘图要求设计图纸应包括蜗轮蜗杆的主要尺寸、公差、表面粗糙度等内容，标注清晰，方便制造和检验。
4. 蜗轮蜗杆的加工工艺制造工艺应满足蜗轮蜗杆的质量要求，包括车削、磨齿、热处理等工艺流程，确保产品的精度和可靠性。
5. 性能测试蜗轮蜗杆传动装置应进行性能测试，包括传动效率、噪音、温升等指标的测试，确保产品符合设计要求。
三、质量控制1. 接受检验蜗轮蜗杆传动装置应进行全面的检验，包括外观检查、尺寸测量、齿轮啮合检查等，确保产品质量符合标准要求。
2. 过程控制在生产过程中应加强质量控制，防止缺陷产品流入市场，保证产品的可靠性和安全性。
3. 衍生产品衍生产品的设计和制造应遵循相关标准，不得出现设计缺陷和生产质量问题，确保产品安全可靠。
四、标准修订小模数蜗轮蜗杆设计标准应随着技术的发展不断修订和完善，包括材料、工艺、测试方法等方面的更新，以适应市场需求和技术发展。
五、结论小模数蜗轮蜗杆设计标准的制定和实施对于保证产品质量、提高产业竞争力具有重要意义，需要加强标准的宣传和执行，促进企业提升产品品质，推动产业健康发展。
机械基础-案例12 蜗杆蜗轮传动的设计
蜗杆蜗轮传动的设计传动装置中传动零件的参数、尺寸和结构，对其他零部、件的设计起决定性的作用，因此，应首先设计计算传动零件。
当减速器有传动件时，应先设计减速器外的传动零件。
一、蜗轮蜗杆材料及类型选择1、选择蜗杆传动类型根据GB/T10085-1988的推荐，选用渐开线蜗杆(ZI)。
2、选择材料考虑到蜗杆传动的功率不大，速度中等，故蜗杆采用45刚；而又希望效率高些，耐磨性好些，故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为45～55HRC ；蜗轮选用铸锡磷青铜（ZCuSn10P1）,砂模铸造；为了节约贵重有色金属，仅齿圈用青铜铸造，而轮芯用灰铸铁（HT100）制造。
二、设计计算1、按齿面接触强度设计根据闭式蜗杆蜗轮的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行计算，再校核齿根弯曲疲劳强度。
由《机械设计》根据式子：m 2d ≥KT 222)][480(Hz σ （1）确定载荷系数因工作是有轻微振动，故取载荷分布不均匀系数βK =1，由《机械设计》表11-5选取使用系数A K =1，由于转速不是很高，冲击不大，可选取动载荷系数V K =1.1，则 K=βK A K V K =1×1.05×1≈1.1（2）确定弹性影响系数E Z因为选用的是锡磷青铜（ZCuSn10P1）的蜗轮和45刚蜗杆相配，故E Z =MPa 160（3）确定许用接触应力[σ]H根据蜗轮材料为锡磷青铜（ZCuSn10P1），金属模铸造，蜗杆螺旋齿面硬度＞45HRC ，可从《机械设计》表11-7查得蜗轮的基本许用应力[]'H σ =268 MPa 。
应力循环次数N=60h L jn 2=60×1×40×（16×5×365）=7.008×710，寿命系数 HN K ==⨯87710008.7100.784 ，则[]H σ=HN K []‘H σ=0.784⨯268=210.1 MPa （4）计算m 2d由于z 2=36，T 2=709.09 N ·m=709.09×103 N ·mm ，故 m 2d ≥KT 222)][480(H z σ=1.1×709.09×103×2)21036480(⨯=3144.33 mm 3 因z 1=1，故从《机械设计》表11-2中查取模数m=6.3 mm,蜗杆分度圆直径d 1=112mm 。
蜗杆与蜗轮主要参数及几何计算
蜗杆与蜗轮主要参数及几何计算一、蜗杆与蜗轮的主要参数1. 模数：蜗杆和蜗轮的齿轮尺寸参数之一，用来描述蜗轮齿数与蜗杆齿数的比例关系。
模数的单位通常为毫米（mm），常用的模数有0.5、1、1.5、2等。
2.蜗杆传动比（减速比）：蜗杆与蜗轮之间齿轮传动的转速比，一般用i表示。
传动比等于蜗轮的齿数除以蜗杆的齿数，即i=Z2/Z1、蜗杆传动比通常为10至80左右。
3.螺旋线角度：蜗杆的螺旋线与轴线的夹角，通常用θ表示。
螺旋线角度决定了蜗杆的斜度，直接影响到蜗杆与蜗轮传动的效率。
4.蜗杆和蜗轮的材料：由于传动过程中会有相对滑动和高速摩擦，所以蜗杆和蜗轮通常使用耐磨、耐热、耐疲劳的材料，比如高强度合金钢、铜合金等。
5.渐开线角：蜗杆渐开线与垂直于轴线的圆柱面交线的夹角，用α表示。
渐开线角的大小会直接影响到蜗杆与蜗轮的传动效率和噪音。
二、蜗杆与蜗轮的几何计算1.蜗杆的直径计算：蜗杆的直径可以根据承受的转矩和材料的强度来确定。
通常根据公式d=K∛(T/σ)计算，其中d为蜗杆直径，K为一个系数，T为扭矩，σ为所选材料的强度。
2.蜗杆和蜗轮的齿数计算：蜗杆和蜗轮的齿数需要满足传动比和滚动角度等要求。
通常滚动角度为20°时，蜗杆的齿数为4至6；滚动角度为15°时，蜗杆的齿数为6至9、齿数的具体计算可以根据所选的传动比和齿轮的模数来确定。
3. 蜗轮的直径计算：蜗轮的直径需要根据滚动角度和蜗杆直径来确定。
一般来说，蜗轮的直径大于或等于蜗杆的直径。
可以根据公式d2 =d1 + 2mcosα 计算，其中d2为蜗轮的直径，d1为蜗杆的直径，m为模数，α为渐开线角。
4.蜗杆传动比的计算：蜗杆传动比等于蜗轮的齿数除以蜗杆的齿数。
根据所选的传动比和蜗杆的齿数，可以计算出蜗轮的齿数。
以上是蜗杆与蜗轮的主要参数和几何计算的介绍，这些参数和计算方法的正确选择和应用，能够保证蜗杆与蜗轮传动的效率和可靠性。
在实际应用中，还需要考虑到摩擦和磨损等因素，选择适当的润滑方式和材料，以提高传动的效率和寿命。
涡轮蜗杆参数
模数m、压力角、蜗杆直径系数q、导程角、蜗杆头数、蜗轮齿数、齿顶高系数（取1）及顶隙系数（取0.2）。
其中，模数m和压力角是指蜗杆轴面的模数和压力角，亦即蜗轮端面的模数和压力角，且均为标准值；蜗杆直径系数q为蜗杆分度圆直径与其模数m的比值，
模数
轴向齿距=模数*头数
齿顶圆直径
齿全高=2.2*模数
齿根圆直径=齿顶圆直径-2*齿全高
轴向齿厚=0.5*轴向齿距
分度圆直径=齿顶圆直径-2*模数
导程角：tan导程角=模数*头数/分度圆直径
1 中间平面内蜗杆与蜗轮的模数和压力角分别相等，即蜗轮的端面模数等于蜗杆的轴面模数且为标准值；蜗轮的端面压力角应等于蜗杆的轴面压力角且为标准值，即
==m ，==
2 当蜗轮蜗杆的交错角为时，还需保证，而且蜗轮与蜗杆螺旋线旋向必须相同。
蜗杆导程角()是蜗杆分度圆柱上螺旋线的切线与蜗杆端面之间的夹角,与螺杆螺旋角的关系为，蜗轮的螺旋角，大则传动效率高，当小于啮合齿间当量摩擦角时，机构自锁。
引入蜗杆直径系数q是为了限制蜗轮滚刀的数目，使蜗杆分度圆直径进行了标准化m一定时，q大则大，蜗杆轴的刚度及强度相应增大；一定时，q 小则导程角增大，传动效率相应提高。
蜗杆头数推荐值为1、2、4、6，当取小值时，其传动比大，且具有自锁性；当取大值时，传动效率高。
小模数圆柱蜗杆基本尺寸和参数及其与蜗轮参数的匹配表
小模数圆柱蜗杆基本尺寸和参数及其与蜗轮参数的匹配表
蜗杆是利用蜗杆与蜗轮的摩擦传递力矩和运动的装置，其基本尺寸和参数与蜗轮参数的匹配表如下：
- 蜗杆的基本尺寸和参数包括：
1. 轴直径（d）：蜗杆的轴直径，通常选择合适的尺寸以保证足够的强度；
2. 长度（L）：蜗杆的长度，影响蜗杆的扭转刚度和传动效果；
3. 螺旋线的导程（p）：蜗杆螺旋线的导程，决定蜗杆的传动比；
4. 螺旋线的角度（α）：蜗杆螺旋线的斜角，决定蜗杆的摩擦磨损和效率；
5. 螺旋线的截面形状：蜗杆螺旋线的截面形状，通常为三角形、梯形或圆弧形。
- 蜗轮的基本尺寸和参数包括：
1. 轮齿数（Z）：蜗轮的轮齿数量，决定蜗轮的传动比；
2. 模数（m）：蜗轮的模数，决定蜗轮的齿廓形状和尺寸；
3. 轮齿宽度（b）：蜗轮轮齿的宽度，影响蜗轮的载荷能力和寿命；
4. 轮齿高度（h）：蜗轮轮齿的高度，通常与蜗杆螺旋线的高度相匹配；
5. 齿圈的材料和硬度：蜗轮齿圈的材料和硬度，决定蜗轮的耐磨性和寿命。
蜗杆和蜗轮的匹配是通过传动比、齿廓形状、材料硬度等因素
进行选择和设计的。
传动比通常根据需求确定，齿廓形状和材料硬度通常根据工作条件和要求选择。
匹配时需要考虑蜗杆和蜗轮的材料配对、齿轮啮合的重要性、传动效率和损失、载荷和寿命等因素。
蜗轮参数化设计(creo2.0)
creo2.0蜗杆参数化设计工具,参数q 10 蜗杆直径m 2 模数z1 4 蜗杆头数 z2 40 蜗轮齿数l 40 蜗杆长度x2 0 蜗轮变位系数alpha 20 齿形角gamma 0 蜗杆分度圆导程角ha1 0 蜗杆齿顶高hf1 0 蜗杆齿根高 hf2 0 蜗轮齿根高 s 0 蜗杆导程 tx 0la 0alpha_t 0 蜗杆轴向压力角工具,关系gamma=atan(z1/q)ha1=mhf1=1.2*mhf2=(1.2-x2)*ms=pi*z1*mtx=ceil(l/s)la=tx*m*z1*pialpha_t=atan(tan(alpha)/cos(gamma))1. 建立基准平面DTM1:选TOP 平面往下偏距，编辑关系d0=(m*z2-m*q)/22. 建立基准轴Ａ１: FRONT 平面与TOP 的相交。
3. 建立基准轴Ａ２: RIGHT 平面与DTM1的相交。
4. 建立直角坐标系CS0: x 垂直与top 平面向上，y 垂直与front 平面向外，z 垂直与right 平面向右,系统自动在原默契认坐标处满足所指定的方向生成坐标系CS0 (隐藏原默认参考坐标可以看到)5. 建立直角坐标系CS1: x 垂直与DTM1平面向上,y 垂直与right 平面向右,z 垂直与front 平面向里。
6. 建立直角坐标系CS2，参照为CS1，相对Z 轴旋转角度负50度（前视图看逆时针方向旋转）,隐藏坐标CS1,对刚才任意的角度,添加关系: D3=360/(4*Z2)+180*TAN(ALPHA_T)/PI-ALPHA_T7.建立螺旋线，圆柱坐标系,参考坐标为CS0,方程如下：r=m*q/2theta=-t*tx*360 (这里用负号表示螺旋线为右旋)z=-t*la8. 草绘曲线，草绘平面为front,朝内, Rhght基准面为右参照,,轴A_2为草绘参照。
画四个同心圆，圆心在A2轴线上，从内到外标注,假设尺寸代号为d13,d14,d15,d16, 并建立关系d15=M*Z2d13=D15*COS(ALPHA_T)d14=D15-2.4*Md16=D15+2*M9.建立蜗杆基圆渐开线，笛卡尔坐标系为CS2，方程为：r=m*z2*cos(alpha_t)/2theta=t*60x=r*cos(theta)+r*sin(theta)*theta*pi/180y=r*sin(theta)-r*cos(theta)*theta*pi/180z=0完成后如图1所示：10将上面的渐开线沿RIGHT 平面镜向。
蜗轮蜗杆设计参数
蜗轮蜗杆设计参数蜗轮蜗杆是一种常用的传动装置，广泛应用于各个行业中。
蜗轮蜗杆的设计参数对于传动效率和稳定性起着至关重要的作用。
本文将从材料选择、几何参数以及传动效率等方面详细介绍蜗轮蜗杆的设计参数。
一、材料选择在选择蜗轮蜗杆的材料时，需要考虑以下几个因素：1.强度：蜗轮蜗杆在传动过程中承受着很大的力矩和载荷，因此需要选用具有足够强度的材料，以避免材料失效和断裂。
2.磨损性能：蜗轮蜗杆在传动过程中存在着摩擦和磨损，因此需要选用具有良好耐磨性能的材料，以延长使用寿命。
3.加工性能：由于蜗轮蜗杆的结构复杂，生产过程中需要进行精密的加工，因此需要选用具有良好加工性能的材料。
常用的蜗轮蜗杆材料包括钢、铝合金和铜合金等。
具体材料的选择需要根据具体的传动功率、速度和工况来确定。
二、几何参数蜗轮蜗杆的几何参数对于传动效率和稳定性也有着重要影响。
以下是几个重要的几何参数：1.模数：模数是蜗轮蜗杆的重要几何参数之一，它表示蜗轮蜗杆齿轮齿槽的尺寸大小。
模数的选择需要考虑到传动功率和速度等因素，一般应选取标准模数。
2.齿数：蜗轮蜗杆的齿数直接影响到传动比，通常蜗杆的齿数比蜗轮的齿数要小。
在选择齿数时，需要考虑到传动效率和稳定性的要求。
3.法向模数：法向模数是蜗轮蜗杆的一个基本参数，它表示蜗杆螺旋槽的尺寸大小。
法向模数的选择需要根据材料强度和传动效率等要求来确定。
三、传动效率蜗轮蜗杆的传动效率是衡量传动性能的重要指标之一，它直接影响到蜗轮蜗杆传动的经济性和能量消耗。
要提高传动效率，可以从以下几个方面入手：1.充分润滑：蜗轮蜗杆传动需要保持一定的润滑状态，以减小摩擦和磨损。
因此，在设计中要充分考虑润滑条件，选择适当的润滑方式。
2.减小间隙：蜗轮蜗杆的间隙会导致传动效率降低，因此需要设计合适的间隙，减小齿轮和螺旋槽之间的间隙。
3.优化齿轮副几何形状：通过优化齿轮副的几何形状，可以减小摩擦损失和功耗，提高传动效率。
综上所述，蜗轮蜗杆的设计参数包括材料选择、几何参数和传动效率等。
机械设计-蜗轮蜗杆
许用弯曲应力 =KFN× ，
查表11-8 由ZCuSn10P1制造的蜗轮的基本许用弯曲应力 ，=56MPa。
寿命系数KFN= =0.6281
=KFN× ，=35.17 MPa
= ×YFa2×
所以弯曲疲劳强度满足，合格。
6、验算效率η
η=（0.95～0.96）×
3、按齿面接触疲劳强度进行设计
根据闭式蜗杆传动的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行设计，再校核齿根弯曲疲劳强度。传动中心距：
a
(1)确定作用在蜗轮上的转矩T2
按z1=2， 估取效率η=0.8，则
T2=9.5×106× =9.55×106× =9.55×106× =889589N.mm
（2）确定载荷系数
，=268MPa
a=200mm
m=8
d1=80mm
z1=2
q=10.00
=11°18′36″
z2=41
x2=-0.500
《机械设计》
作
业
设计题目：蜗轮蜗杆传动
学 院：____机械电气化工程学院______
专业班级：_机械设计制造及其自动化15-1_
****************_______________
蜗轮齿根圆直径df2=d2-2df2=328-2×1.2×8=308.8mm
蜗轮咽喉母圆半径rg2=a- da2=200- ×344=28mm
5、校核齿根弯曲疲劳强度
= ×YFa2×
当量齿数 zv2= = =43.48
根据x2=-0.5,zv2=43.48,
查图11-19得齿形系数YFa2=2.85
因工作载荷较稳定，故取载荷分布不均系数Kβ=1.0，
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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：
i=
蜗杆转速n1蜗轮转速n2 =蜗轮齿数z2
蜗杆头数z1
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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
图 1 图
2
模数 m 分度圆直径
d 1
蜗杆直径系数
q
1.25 20 16 2
2.4 17.92 1.6 20 12.5 28 17.5 2 22.4 11.2 35.5 17.75 2.5 28 11.2 45 18
3.15 35.5 11.27 56 17.778 4 40 10 71 17.75 5
50 10 90 18 6.3 63 10 112 17.778 8 80 10 140 17.5 10
90 9 160
16
（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
q=
蜗杆分度圆直径模数
=d1
m 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。
tan r=
导程分度圆周长 = 蜗杆头数x 轴向齿距分度圆周长 =z1px d1π =z1πm πm q =z1
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：
a=d1+d22 =m q
(q+z2)
名称代号 公式
蜗杆各部尺寸如表B
蜗轮各部尺寸如表C
见图2-43
1、零件图样分析
1）该零件既是花键轴又是阶梯轴，其加工精度要求又较高，所以零件两中心孔是设计和工艺基准。
2）矩形花键轴花键两端面对公
共轴线的圆跳动公差为0.03mm。
3）花键外圆对公共轴心线圆跳动公差为0.04mm。
+mm外圆(两处)对公4）φ2503.0
共轴心线圆跳动公差为0.04mm。
+mm外圆对公共轴心5）φ2003.0
线圆跳动公差为0.04mm。
6）材料45。
7）热处理28~32HRC。
2、矩形齿花键轴机械加工工艺过程卡（表2-34）
表2-34 矩形齿花键轴机械加工工
艺过程卡
3、工艺分析
1）花键轴的种类较多，按齿廓的形状可分为矩形齿、梯形齿、渐开线齿和三角形等。
花键的定心方法有小径定心，大径定心和键侧定心三种。
但一般情况下，均按大径定心。
矩形齿花键由于加工方便、强度较高，而且易于对正，所以应用较广泛。
2）本例矩形花键为大径定心，所以安排工序7粗、精磨各部外圆，
来保证花键轴大径尺寸φ3605.008.0--mm
3）为确保花键轴各部外圆的位置及形状精度要求，在各工序中均以两中心孔为定位基准，装夹工件。
4）花键轴可以在专用的花键铣床上，采用滚切法进行加工，这种方法有较高的生产效率和加工精度。
但在没有专用的花键铣床时，也可以用普通卧式铣床进行铣削加工。
5）矩形齿花键轴花键两端面圆
跳动公差、花键外圆φ2503.00+mm 外圆两处，φ2003.00+mm 外圆对公共轴
线的圆跳动公差的检查，可以两中心孔定位，将工件装夹在偏摆仪上，用百分表进行检查。
6）外花键在单件小批生产时，其等分精度由分度头精度保证，键宽、大径、小径尺寸可用游标卡尺或千分尺测定。
必要时可用百分表检查花键键侧的对称度。
在成批或大批量生产中，可采用综合量规进行检查。
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