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发表于 2008-3-16 19:19:41
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6 U" Y# u, ?( |8 F' b# t* x & Y' a- Y$ d5 Z& n& m+ }1 j* y
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+ H1 a* P! f+ M6 U+ D9 {6 Q. y& Q 9 j+ r5 ]9 f, w" p
# U6 b6 n7 R+ x9 i* _
. T5 x" U, w8 V/ N+ }$ }- Q$ \- q1 K9 ~; I! m0 S. {
( ~5 J! K- W9 }+ {; u
普通圆柱蜗杆传动的基本参数及几何尺寸计算6 m1 B' v9 u0 F% f' W4 {4 O
: X* t9 }. j- D# ?* a2 m$ O
. G1 I; K7 U" v9 O6 O- |) ~newmaker
w, r0 u7 ^$ J6 [" J
) q. b" k+ g1 B2 ? 6 ^# a+ P. N& | B
1.基本参数: 0 U2 Z2 v* _6 u6 `
4 k. A) O6 B& s+ p5 q3 b$ |
(1)模数m和压力角α: 8 g. R- o, @2 i5 @' m9 U- }
$ k1 a& M3 b7 U( \0 t
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
6 m6 m- q1 O; ? z2 m/ e. o$ B( g6 W0 s' E! q
ma1=mt2=m αa1=αt2 - U/ y0 }# o6 S
9 E1 x4 V* I* g# t蜗杆轴向压力角与法向压力角的关系为:
$ i* U8 d% q" y& d' q
! n$ q5 Z6 I# |, q+ H6 b( r* etgαa=tgαn/cosγ , q2 Q6 m3 B' J) v3 }2 u/ {) G
4 N, |& y' d4 r- K- \% ]/ s
式中:γ-导程角。 1 l' B! N$ | Y) U$ @( S6 ~: P- b
1 d8 J/ \. ]) W5 t$ G0 e(2)蜗杆的分度圆直径d1和直径系数q 6 O4 p2 n! K5 r$ k1 {3 \: ? {8 b
3 X) |9 B+ O! Q3 U4 v3 ] ~
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。
% w3 q/ A: ?* c/ c* L( o' h& l
# @0 e: X! Z" M0 {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:
% Z7 u1 F r0 g0 O( _/ R
+ ]( f7 Y" I! ~6 Kq=d1/m
% u" H5 R. D5 X3 b& A$ ~
* k! ?, [4 \8 f3 X; `2 [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。 1 p- w3 g& c( b" _8 p" j% {
* }; x- ~: b: x8 M; H8 c
(3)蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2
" y. v" x( z) t' Z2 v
6 W3 T8 D, r% B T X/ X/ 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。
- z4 R8 h, S0 o- U; a) O) J1 [2 X, K6 s- u( M* T+ w6 R' L: |1 }& w
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。 % q8 e9 a0 x+ m$ d6 _
9 o, M! m+ Y/ [3 q- ~. f) n
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 9 S$ Q$ Q/ s U; ?
! o% K4 l$ \ e% g& ii=z2/z1 z1 z2 5 B* o6 ?" v9 H" a" g5 ?
≈5 6 29—31 7 M5 f' ?. r* r! K8 d
7—15 4 29—61 4 A# b$ Y! k! B7 ^0 U+ A: Z
14—30 2 29—61
4 i z3 W# e& V, k29—82 1 29—82
$ l3 X- P1 I7 x2 J: j1 `; _6 O d& g
(4)导程角γ / ^4 g' k% Z% _' D
& k- w1 Z1 l) q3 e0 c$ p. j) x) C
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 j1 {/ K' b" e0 @
+ I {' h7 A1 R, v
tanγ=pz/πd1=z1pa/πd1=z1m/d1=z1/q 2 a, G: u7 l4 ?' D8 z
; V8 G+ I7 H$ \4 ^
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° h6 {: @' d* L; l3 f
+ x v3 a+ a% Q0 T2 P( s3 Y
4 l- x- ?$ j* i1 U5)传动比I
4 Q3 @5 p2 h7 R* ]) b3 C4 [4 C$ j& b* h7 c
传动比 i=n主动1/n从动2 L$ M M" D9 V! f- u
% j% } S9 W* R M
蜗杆为主动的减速运动中 2 ~. f: J! z7 V+ W s: `' {5 p
q. l5 v) a4 q( u4 J
i=n1/n2=z2/z1 =u
5 t: S: W9 l0 ~$ E- t1 n% s
4 q3 n" \# b3 M6 X式中:n1 -蜗杆转速;n2-蜗轮转速。
* A; X; S, ~- F( K' {; `
4 I+ E7 u% Y+ N$ t( T" v( I9 Z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。
0 ~4 |8 v/ X) r# T- I% q& s/ l$ e5 c& b2 {
普通圆柱蜗杆基本尺寸和参数及其与蜗轮参数的匹配表。 # J5 v1 m1 u5 |5 I0 r. h
3 S1 R# o A, @. L' @
2 蜗杆传动变位的特点
1 H( w) x0 Y" ]$ z6 G: T, W$ }
4 |, E' F) b6 D+ X- S蜗杆传动变位
4 d8 ^) i3 ^& s6 s! Z
- _6 \" k G& N! O; x8 W标准
( I. d/ @7 t) |- C$ @0 H5 k6 p' d/ S, c4 T X8 \1 T3 _
9 i1 }0 z" w8 S* [正变位
, X( d' t+ j' x" q! V5 H) O" d4 H' W1 y. M$ \
6 e. \. X) B( y. o
负变位' B* Q e" J" I2 S& N8 d
p4 e/ _8 c1 F- ]3 W3 @* q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。 & R- f3 i) x" r& y# a. ]
- {6 `7 {. u$ X
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: 0 A* h# Z) f. d* A+ J. Z
' V7 D) V' W$ A/ o3 \5 P4 }/ [6 X
a '=a+x2m=(d1+d2+2x2m)/2
$ K0 R- h+ ^: b, ~2 w
- y: V U' _% {1 l( @) n0 v2)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: % R3 p+ q% e1 a# I
1 y/ W8 k. {- f; A( P' q/ ^9 S/ e* I因 a'=a 则z2' =z2-2x2 4 |7 Z% c8 q7 T0 l
# s/ ~$ F- A4 \0 Z, x* F1 j
蜗杆传动变位:& J3 G& L w8 Z. t
0 _: c9 [& p7 n( y7 U6 U" t L! v5 z, E1 O8 S1 A
3 普通圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算 ; s) s c+ H, W% t& D; ~
+ R9 F4 l- T" K' t普通圆柱蜗杆传动基本几何尺寸计算关系式:
) s1 j. c0 b- f* G+ q! N名 称 代 号 计 算 关 系 式 说 明
9 z7 v: _: m5 v& X# n, R. w中心距 a a=(d1+d2+2x2m)/2 按规定选取
, J2 ^8 ^5 d5 ~; K- g蜗杆头数 z1 按规定选取
8 Q& @3 \) f2 M+ X蜗轮齿数 z2 按传动比确定 / C* p3 T7 i) m( ~0 \( D
齿形角 a aa=20。或an=20。 按蜗杆类型确定 7 u# Y' A, q! _3 |8 I& i$ f8 l
模数 m m=ma=mn/cosr 按规定选取 9 m( ?" Z, [. b1 @# d
传动比 i i=n1/n2 蜗杆为主动,按规定选取
0 w5 J8 I9 X) b8 n$ u1 q齿数比 u u=Z2/Z1当蜗杆主动时,i=u
- o! L( _( [3 @, f- I蜗轮变位系数 x2 x2=a/m-(d1+d2)/2m
1 J. n' |- c5 O& e6 |+ ^蜗杆直径系数 q q=d1/m 0 ]- I0 M. V% G) H1 G
蜗杆轴向齿距 pa pa=πm q5 `2 c* G, @% T0 m
蜗杆导程 pz pz=πmz1 6 Z1 V) @5 b8 I4 f8 n- B& [& s$ {
蜗杆分度圆直径 d1 d1=mq 按规定选取
, ?4 X6 B7 x* j2 P蜗杆齿顶圆直径 da1 da1=d1+2ha1=d1+2ha*m
$ y' U0 W5 T) X蜗杆齿根圆直径 df1 df1=d1-2hf1=da-2(ha*m+c) & Q4 ?) H: n1 u- e4 V( a6 o3 U8 V
顶隙 c c=c*m 按规定
) J" M8 u6 B7 [2 Z% x渐开线蜗杆齿根圆直径 db1 db1=d1.tgr/tgrb=mz1/tgrb ; e0 ^0 D% H; n; @
; h* s p/ p% z6 I" z7 u! x
蜗杆齿顶高 ha1 ha1=ha*m=1/2(da1-d1) 按规定
4 s/ P; o7 ?! P% D* Y( t蜗杆齿根高 hf1 hf1=(ha*+c*)m=1/2(da1-df1)
; B: f4 s5 e2 }+ o2 }蜗杆齿高 h1 h1=hf1+ha1=1/2(da1+df1) - s+ V+ u, n: S. {9 V
蜗杆导程角 r tgr=mz1/d1=z1/q : w9 O# @0 n2 R% Y1 N
渐开线蜗杆基圆导程角 rb cosrb=cosr.cosan ' o7 }6 _0 {0 F5 ]
蜗杆齿宽 b1 见表11-4 由设计确定
! F2 U: K: c p/ v( I蜗轮分度圆直径 d2 d2=mz2=2a-d1-2x2.m
# l9 ?% l& T# k4 S5 w z3 s V( ~( R蜗轮喉圆直径 da2 da2=d2+2ha2
$ o3 j1 h+ y' z- }% _8 P蜗轮齿根圆直径 df2 df2=d2-2ha2
# }- p( M: _7 i4 K4 B蜗轮齿顶高 ha2 ha2=1/2(da2-d2)=m(ha*+x2) 6 B/ a* S! N) ?# b+ J) y/ H4 G
蜗轮齿根高 hf2 hf2=1/2(d2-df2)=m(ha*-x2+c*)
1 ?; Y+ k3 @8 s; C6 a+ g; v3 P蜗轮齿高 h2 h2=ha2+hf2=1/2(da2-df2) " g e& b2 P7 G" I3 T2 ~
蜗轮咽喉母圆半径 rg2 rg2=a-1/2(da2)
3 R& V# [: j& b v& h3 F蜗轮齿宽 b2 由设计确定
, D% f9 i& c# _5 F蜗轮齿宽角 θ θ=2arcsin(b2/d1) 2 _% a/ {, R" t+ l
蜗杆轴向齿厚 sa sa=1/2(πm) 0 I: Y v7 B3 {, I' ^; f5 b6 ]" k
蜗杆法向齿厚 sn sn=sa.cosr
; [7 }* V2 h. P9 { l蜗轮齿厚 st 按蜗杆节圆处轴向齿槽宽ea'确定
) W. F. A8 V7 K; z+ B蜗杆节圆直径 d1' d1'=d1+2x2m=m(q+2x2)
+ O$ T; d' F, ^5 n蜗杆节圆直径
; n1 v4 @ U8 U5 G5 F* N, T' P' u* u5 K) t+ @2 j8 R
d2' d2'= |
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