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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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/ K5 }0 O3 Y/ P% [3 \( [ ' }7 T. Q) a5 x0 w! Y% ?; ?( I
6 M H* w( d! ]. }1 w+ G
9 D+ a7 |/ e5 y& O8 y9 w5 a6 N ) v. G! y+ E# E5 x5 k3 O' I. b6 C; T
6 S ?$ m; l4 g& h" L" S5 J! s9 p; I% N
$ O1 S( o' O* x6 G0 `
普通圆柱蜗杆传动的基本参数及几何尺寸计算
S1 e3 g0 ?+ E; V& F, z; b4 O " a$ K4 Y2 m1 X7 J, h5 u
5 q( M2 ~6 B4 h' M: p T5 D! Onewmaker / c, n" D- ]8 ?$ s% N
; x' w/ E2 Y/ c) L7 y# u- d# e/ z& T
+ A- b' h8 T, R2 `
1.基本参数: ) T* `( i5 T7 C6 |- u
# W( c& z0 o. S) C' B Z% I(1)模数m和压力角α: ; U6 d4 _" D9 L! ?
: ]( D- `. l2 \ f7 l/ F* M
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 r8 Y8 Z1 K) H/ e3 G' Y l
4 K r7 i K! }+ I3 M4 Xma1=mt2=m αa1=αt2
0 Z& N) R/ H- {' s3 N- t) U% B4 M' q. }) _
蜗杆轴向压力角与法向压力角的关系为: ; q7 [+ s4 _ P
1 c# R l3 V; z W/ _% p) L+ b
tgαa=tgαn/cosγ & R6 F' e5 N0 M( [
3 V8 |$ ^( I0 k5 a. S, `
式中:γ-导程角。 & j) c4 b( J! Y8 v
. I) u9 v/ | W. ~! D$ ^# I
(2)蜗杆的分度圆直径d1和直径系数q
$ w! h" x! b( L! w) I0 A1 O- v; m4 M& d/ D1 e* n- {$ J, t6 A6 P" O
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。 $ ?) X6 x# Y- l: I0 N& a( j
+ o7 {' ~/ T# Y! j! |0 |
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: ' {! R% P2 L, N1 @
% n- M, r+ t9 ] e" V/ l
q=d1/m
1 J! \! r! n$ Y" x
4 W$ T3 r& j3 w+ L* _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。 ( e) g) Q; |" g" N2 S! U8 T* N
0 |( i: ^$ ? V- c" ^2 p(3)蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2
+ |4 q3 d$ h+ P; y* W m$ ^1 o( d Y) @% W' S; R8 i
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。 3 x9 U1 K+ C4 m) ^8 W( B
3 Q8 [+ g4 u: |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。 7 l: Z! N2 s- i+ L8 d$ @
2 X: u: \1 y$ W# B- q) r5 t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
+ [4 w( p& f* |9 z3 t; o
3 \2 ^2 @% |" W" v! j, M' Hi=z2/z1 z1 z2 1 x2 o3 L& @" `( U$ v
≈5 6 29—31 % M+ T2 v2 c3 g6 `
7—15 4 29—61
) p7 R2 |: w7 f/ I14—30 2 29—61 , J6 i i7 O9 ? V
29—82 1 29—82 - x; O; `" H4 d. ]; @! J9 O! O
8 l, Z. r& ]0 R# i, j; f(4)导程角γ & @0 i Q8 D$ V, p' B* j- P2 ^$ F
9 D8 w+ w$ Z5 c; u9 I4 J) j2 B! V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: S+ u$ O$ v8 K) y# o6 F. h
+ j* @7 @, D4 j( V# p7 D. d
tanγ=pz/πd1=z1pa/πd1=z1m/d1=z1/q
- v- ^+ {1 f! l9 R( A: p& @
4 C# c6 T5 t8 V% n* Y) V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°
$ w" |6 S) R0 p& T
6 m# H: ]7 F8 G" y9 K! ~# E% A. ?
5)传动比I
' }$ Z5 M2 |0 U% b/ h0 I6 x2 D- i9 C
传动比 i=n主动1/n从动2 $ r, X* `; [: Z7 q) {
& S; G3 L3 F! s' \! l i7 N9 |蜗杆为主动的减速运动中 : {/ B/ n- }. S9 n4 q' l
1 o7 C9 o6 j# o( R* r& A i=n1/n2=z2/z1 =u
2 I0 u- C/ w) o7 j( t% w C& r2 ^. f. N# ^9 @
式中:n1 -蜗杆转速;n2-蜗轮转速。
! u( x' r; y( s
' O' `2 x6 y. 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。 G9 Q# ]& n! n Z; i
& P' s, K! K. E; z
普通圆柱蜗杆基本尺寸和参数及其与蜗轮参数的匹配表。
. Z6 a" L' j" |7 t, a5 Y6 T' Z. S# n( `
2 蜗杆传动变位的特点
. g1 a/ j5 U% `3 p- M. m& O5 t7 ~0 s
蜗杆传动变位
( B' i* X2 I, x3 b' K + \6 q5 ~- G; s, A& ~7 b
标准
2 F" @$ l- X6 L i" u4 Y' x4 m* S2 l; D$ o$ ]
0 v+ H* p! o, R* k' Z2 Q
正变位
* J8 z. P7 A6 _0 \# L+ H9 V
6 |' l+ k+ l% X. }; }
8 r! N7 A; g- r2 e8 p! ?# s* d3 o负变位
^, ?1 H0 G* R+ _3 O% W) X8 F U! }; k) @) z( t% H2 X( 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。 + m$ p0 W6 w& U
- ~' r4 }1 Q' g1)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:
2 p9 w$ L, i! R8 S/ N
+ {* X' P$ e- P0 l7 Oa '=a+x2m=(d1+d2+2x2m)/2 2 N; U/ _$ j0 V; i3 @( u
( r9 }3 v- b6 u$ z# X
2)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: 1 R' F9 N' _. J4 n
4 N, ~1 r0 w& c8 y1 Y$ D* {
因 a'=a 则z2' =z2-2x2
* @; w5 s2 }- c+ _' ?4 x7 X( G. |* v" f% w5 G+ Z7 v# S
蜗杆传动变位:3 o% `' @& A# b, f6 s
6 S7 _& E) W! Q; u) R
- m. d" b7 `; \: M9 Z4 i4 ~
3 普通圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算 6 ]- f4 [+ j5 v, ?
& {" g2 x# n s5 Z- C
普通圆柱蜗杆传动基本几何尺寸计算关系式: 0 F9 r8 H Q; e& \8 J, h
名 称 代 号 计 算 关 系 式 说 明
2 n& Y4 b$ Z, o% q6 Q! D" i* e中心距 a a=(d1+d2+2x2m)/2 按规定选取
5 c H8 Z( G; A( F7 g蜗杆头数 z1 按规定选取
- f/ L8 m; L5 g: t蜗轮齿数 z2 按传动比确定 , n0 ^2 g2 b* m/ R" M
齿形角 a aa=20。或an=20。 按蜗杆类型确定
( r! u! u5 w( K( ~) n& V0 Q5 W模数 m m=ma=mn/cosr 按规定选取 / B" P1 x | T. [/ y4 l
传动比 i i=n1/n2 蜗杆为主动,按规定选取
9 K% }( p0 \% ~% F齿数比 u u=Z2/Z1当蜗杆主动时,i=u
7 g) `! r2 ]7 p: [/ Y( Q蜗轮变位系数 x2 x2=a/m-(d1+d2)/2m
: a2 r' w2 Y) M) X+ J6 ]蜗杆直径系数 q q=d1/m ! s6 q! A0 r- t, @
蜗杆轴向齿距 pa pa=πm 1 ?" e e7 C4 ^, z: U" \
蜗杆导程 pz pz=πmz1
' K1 F2 P2 k" M$ s+ z蜗杆分度圆直径 d1 d1=mq 按规定选取 , L: k6 o: ]" R g, d6 X
蜗杆齿顶圆直径 da1 da1=d1+2ha1=d1+2ha*m 0 w& |+ q5 E5 M
蜗杆齿根圆直径 df1 df1=d1-2hf1=da-2(ha*m+c) . D7 w3 @( c" K3 F
顶隙 c c=c*m 按规定
( W( S7 e% P5 h0 C0 e/ g渐开线蜗杆齿根圆直径 db1 db1=d1.tgr/tgrb=mz1/tgrb # w+ J0 S" n% o: D1 M
( P+ a+ u! h+ Q0 L, x
蜗杆齿顶高 ha1 ha1=ha*m=1/2(da1-d1) 按规定 & E) L" G7 Z8 u T) Z: b
蜗杆齿根高 hf1 hf1=(ha*+c*)m=1/2(da1-df1)
% o# Q' E& r+ @' G蜗杆齿高 h1 h1=hf1+ha1=1/2(da1+df1)
. a/ ~4 }' l, j% q蜗杆导程角 r tgr=mz1/d1=z1/q ' K- g5 ]2 E) b
渐开线蜗杆基圆导程角 rb cosrb=cosr.cosan - `/ I6 _: i8 @, Q9 g6 U
蜗杆齿宽 b1 见表11-4 由设计确定
1 M$ [" S9 w; [! L4 p& z( k蜗轮分度圆直径 d2 d2=mz2=2a-d1-2x2.m # g' \" o; l( Z9 u/ R4 h/ ~
蜗轮喉圆直径 da2 da2=d2+2ha2
+ s/ P& S, Y) w蜗轮齿根圆直径 df2 df2=d2-2ha2
* f/ y( z/ { H& C6 g蜗轮齿顶高 ha2 ha2=1/2(da2-d2)=m(ha*+x2)
* u6 N& A! o5 X& J9 w) e蜗轮齿根高 hf2 hf2=1/2(d2-df2)=m(ha*-x2+c*) 9 R; X% Q5 g3 L
蜗轮齿高 h2 h2=ha2+hf2=1/2(da2-df2) 2 x" I9 n. ^# u' w9 ]
蜗轮咽喉母圆半径 rg2 rg2=a-1/2(da2) * S. G J2 T+ u# m0 W$ B) y$ i& @' R
蜗轮齿宽 b2 由设计确定
' m' S8 t/ s) t; n0 f0 N& u. O/ m蜗轮齿宽角 θ θ=2arcsin(b2/d1)
3 b# t) L* j+ g8 L蜗杆轴向齿厚 sa sa=1/2(πm) 0 Z7 w6 V( V; j! i/ b
蜗杆法向齿厚 sn sn=sa.cosr
/ v5 c+ N# a. e% F! q3 y E蜗轮齿厚 st 按蜗杆节圆处轴向齿槽宽ea'确定
( I" q) Q& [1 N* z$ Q蜗杆节圆直径 d1' d1'=d1+2x2m=m(q+2x2)
/ w' q% K; h) E0 u/ K8 ?% P$ W蜗杆节圆直径 7 N7 |, M8 M. e* x1 m1 D! `8 M9 N
6 k% M( _: `+ x' h" ^, S$ Sd2' d2'= |
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