圆柱蜗杆传动主要参数和几何尺寸计算
如下图所示，在中间平面上，普通圆柱蜗杆传动就相当于齿条与齿轮的啮合传动。故在设计蜗杆传动时，均取中间平面上的参数(如模数、压力角等)和尺寸(如齿顶圆、分度圆等)为基准，并沿用齿轮传动的计算关系。
（一）普通圆柱蜗杆传动
模数m和压力角α
蜗杆的分度圆直径d1
蜗杆头数z1
导程角γ
传动比i和齿数比u
蜗轮齿数z2
蜗杆传动的标准中心距a
（二）蜗杆传动变位的特点
为了配凑中心距或提高蜗杆传动的承载能力及传动效率，常采用变位蜗杆传动。变位方法与齿轮传动的变位方法相似，也是在切削时，利用刀具相对于蜗轮毛坯的径向位移来实现变位。但是在蜗杆传动中，由于蜗杆的齿廓形状和尺寸要与加工蜗轮的滚刀形状和尺寸相同，所以为了保持刀具尺寸不变，蜗杆尺寸是不能变动的，因而只能对蜗轮进行变位。图蜗杆传动的变位表示了几种变位情况（图中a′、z2′分别为变位后的中心距及蜗轮齿数，x2为蜗轮变位系数）。变位后，蜗轮的分度圆和节圆仍旧重合，只是蜗杆在中间平面上的节线有所改变，不再与其分度线重合。
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。
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），其中心距的计算式如下：a′=a+x2m=(d1+d2+2x2m)/2
2）变位前后，蜗杆传动中心距不变（a′＝a），蜗轮齿数发生变化（z2′≠z2），可计算如下：
因
故
则
（三）蜗杆传动的几何尺寸计算
蜗杆传动的几何尺寸及计算公式见下图及表<普通圆柱蜗杆传动基本几何尺寸计算关系式>、表<蜗轮宽度顶圆直径及蜗杆齿宽的计算公式>。
图<普通圆柱蜗杆传动基本几何尺寸>
普通圆柱蜗杆传动基本几何尺寸计算关系式
名称代号计算关系式说明
中心距 a a=(d1+d2+2x2m)/2 按规定选取
蜗杆头数z1 按规定选取
蜗杆齿数z2 按传动比确定
齿形角ααa=20°或αn=20°按蜗杆类型确定
模数m m=ma=mn/cosγ按规定选取
传动比i i=n1/n2 蜗杆为主动，按规定选取齿数比u u=z2/z1当蜗杆主动时，i=u
蜗轮变位系数x2
蜗杆直径系数q q=d1/m
蜗杆轴向齿距pa pa=πm
蜗杆导程pz pz=πmz1
蜗杆分度圆直径d1 d1=mq 按规定选取
蜗杆齿顶圆直径da1
da1=d1+2ha1=d1+2m
蜗杆齿根圆直径df1
df1=d1-2hf1=d1-2(m+c)
顶隙 c c=m 按规定
渐开线蜗杆基圆直径db1 db1=d1·tanγ/tanγb=mz1/tanγb
蜗杆齿顶高ha1
按规定
ha1=·m=0.5(da1-d1)
蜗杆齿根高hf1
hf1=(+)m=0.5(d1-df1)
蜗杆齿高h1 h1=ha1+hf1=0.5(da1-df1)
蜗杆导程角γtgγ=mz1/d1=z1/q
渐开线蜗杆基圆导程角γb cosγb=cosγcosαn
蜗杆齿宽b1 见下表由设计确定蜗轮分度圆直径d2 d2=mz2=2a-d1-2x2m
蜗轮喉圆直径da2 da2=d2+2ha2
蜗轮齿根圆直径df2 df2=d2-2hf2
蜗轮齿顶高ha2
ha2=0.5(da2-d2)=m(+x2)
蜗轮齿根高hf2
hf2=0.5(d2-df2)=m(-x2+)
蜗轮齿高h2 h2=ha2+hf2=0.5(da2-df2)
蜗轮咽喉母圆半径rg2 rg2=a-0.5da2
蜗轮齿宽b2 由设计确定蜗轮齿宽角θθ＝2arcsin(b2/d1)
蜗杆轴向齿厚sa sa＝0.5πm
蜗杆法向齿厚sn sn=sa·cosγ
蜗轮齿厚st 按蜗杆节圆处轴向齿槽宽ea'确定
蜗杆节圆直径d1' d1'=d1+2x2m=m(q+2x2)
蜗轮节圆直径d2' d2'=d2
蜗轮宽度B、顶圆直径de2及蜗杆齿宽b1的计算公式
z1 B de2 x2 b1
1
≤0.75da1≤da2+2m0
-0.5
-1.0
0.5
1.0
≥(11+0.06z2)m
≥(8+0.06z2)m
≥(10.5+0.06z1)m
≥(11+0.1z2)m
≥(12+0.1z2)m
当变位系数x2为中间值时，b1取x2 邻近两公式所求
值的较大者。
经磨削的蜗杆，按左式所求的长度应再增加下列值：
当m<10mm时，增加25mm；
当m=10～16mm时，增加35～40mm；
当m>16mm时，增加50mm；
2 ≤da2+1.5m
4 ≤0.67da1≤da2+m 0
-0.5
-1.0
0.5
1.0
≥(12.5+0.09z2)m
≥(9.5+0.09z2)m
≥(10.5+z1)m
≥(12.5+0.1z2)m
≥(13+0.1z2)m
机械设计说明书 题目：一级蜗杆减速器设 计 学校： 系别：机械学院 专业: 学生姓名： 学号： 指导教师：
目录 摘要 (4) 1.蜗轮蜗杆减速器的介绍 (4) 1.1蜗轮蜗杆减速器简介 (4) 1.2蜗杆传动特点 (5) 2总体传动方案的选择与分析 (5) 2.1传动方案的选择 (5) 2.2传动方案的分析 (6) 2.3电动机的选择 (7) 2.3.1. 电动机功率的确定 (7) 2.3.2. 确定电动机的转速 (7) 3.传动装置运动及动力参数计算 (8) 3.1 各轴的转速计算 (8) 3.2. 各轴的输入功率 (9) 3.3 各轴的输入转矩 (9) 4.蜗轮蜗杆的设计，三维结构及其参数计算 (10) 4.1蜗轮三维图 (10) 4.2蜗杆三维结构 (12) 4.3传动参数 (12) 4.4蜗轮蜗杆材料及强度计算 (13) 4.5计算相对滑动速度与传动效率 (13) 4.6确定主要集合尺寸 (14) 4.7热平衡计算 (14) 4.8蜗杆传动的几何尺寸计算 (15) 5联轴器选择与轴承的设计计算与校核 (16) 5.1联轴器的选择 (16) 5.1．1载荷计算 (16) 5.1.2选择联轴器的型号 (16) 5.2轴承的选择及校核与三维图 (17) 5.2.1蜗轮的轴承 (17) 5.2.2蜗杆的轴承 (18) 5.2.3初选输入轴的轴承型号 (18) 5.2.5计算轴承内部轴向力 (19) 5.2.6计算轴承的轴向载荷 (19) 5.2.7计算当量动载荷 (19) 5.2.8计算轴承实际寿命 (20) 6轴的结构设计 (21) 6.1蜗杆工程图如下： (21)
例：蜗杆传动，已知模数m=4.蜗杆头数z1=1，蜗轮齿数z2=50,特性系数q=10。求传动中心距a=?变位系数0时： 中心距a=（蜗杆分度圆+蜗轮分度圆）/2=(特性系数q*模数m+蜗轮齿数Z2*模数m)/2=(10*4+50*4)/2=120 特性系数:蜗杆的分度圆直径与模数的比值称为蜗杆特性系数。 加工蜗轮时，因为是直径和形状与蜗杆相同的滚刀来切制，由上式可看出，在同一模数下由于Z1和λ0的变化，将有很多不同的蜗杆直径，也就是说需要配备很多加工蜗轮的滚刀。为了减少滚刀的数目，便于刀具标准化，不但要规定标准模数，同时还必须规定对应于一定模数的Z1/tgλ0值，这个值用q表示，称之为蜗杆特性系数。 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
普通圆柱蜗杆传动基本几何尺寸计算关系式 名称代号计算关系式说明 中心距a a=(d1+d2+2x2m)/2 按规定选取 蜗杆头数z1按规定选取 蜗杆齿数z2按传动比确定齿形角ααa=20°或αn=20°按蜗杆类型确定模数m m=m a=m n/cosγ按规定选取 传动比i i=n1/n2蜗杆为主动，按规定选取 齿数比u u=z2/z1当蜗杆主动时，i=u 蜗轮变位系数x2 蜗杆直径系数q q=d1/m 蜗杆轴向齿距p a p a=πm 蜗杆导程p z p z=πmz1 蜗杆分度圆直 径 d1d1=mq按规定选取 蜗杆齿顶圆直径d a1d a1=d1+2h a1=d1+2m 蜗杆齿根圆直径d f1d f1=d1-2h f1=d 1-2(m+c) 顶隙 c c=m 按规定 渐开线蜗杆基 圆直径 d b1d b1=d1·tanγ/tanγb=mz1/tanγb 蜗杆齿顶高h a1h a1=·m=0.5(d a1-d1) 按规定蜗杆齿根高h f1h f1=(+)m=0.5(d1-d f1) 蜗杆齿高h1h1=h a1+h f1=0.5(d a1-d f1)
蜗杆导程角γtgγ=mz1/d1=z1/q 渐开线蜗杆基 γb cosγb=cosγcosαn 圆导程角 蜗杆齿宽b1见下表由设计确定 蜗轮分度圆直 d2d2=mz2=2a-d1-2x2m 径 蜗轮喉圆直径d a2d a2=d2+2h a2 蜗轮齿根圆直 d f2d f2=d2-2h f2 径 蜗轮齿顶高h a2h a 2=0.5(d a2-d2)=m(+x2) 蜗轮齿根高h f2h f 2=0.5(d2-d f2)=m(-x2+) 蜗轮齿高h2h2=h a2+h f2=0.5(d a2-d f2) 蜗轮咽喉母圆 r g2r g2=a-0.5d a2 半径 蜗轮齿宽b2由设计确定蜗轮齿宽角θθ＝2arcsin(b2/d1) 蜗杆轴向齿厚s a s a＝0.5πm 蜗杆法向齿厚s n s n=s a·cosγ 蜗轮齿厚s t按蜗杆节圆处轴向齿槽宽e a'确定 蜗杆节圆直径d1' d1'=d1+2x2m=m(q+2x2) 蜗轮节圆直径d2' d2'=d2 蜗轮宽度B、顶圆直径d e2及蜗杆齿宽b1的计算公式 z1 B d e2x2b1
常见普通蜗轮蜗杆的规格及尺寸 例：蜗杆传动，已知模数m=4.蜗杆头数z1=1，蜗轮齿数z2=50,特性系数q=10。求传动中心距a=? 变位系数0时： 中心距a=（蜗杆分度圆+蜗轮分度圆）/2=(特性系数q*模数m+蜗轮齿数Z2*模数m)/2=(10*4+50*4)/2=120 特性系数:蜗杆的分度圆直径与模数的比值称为蜗杆特性系数。 加工蜗轮时，因为是直径和形状与蜗杆相同的滚刀来切制，由上式可看出，在同一模数下由于Z1和λ0的变化，将有很多不同的蜗杆直径，也就是说需要配备很多加工蜗轮的滚刀。为了减少滚刀的数目，便于刀具标准化，不但要规定标准模数，同时还必须规定对应于一定模数的Z1/tgλ0值，这个值用q表示，称之为蜗杆特性系数。
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
蜗杆传动 一 选择题 (1) 对于传递动力的蜗杆传动，为了提高传动效率，在一定限速可采用 B 。 A. 较大的蜗杆直径系数 B. 较大的蜗杆分度圆导程角 C. 较小的模数 D. 较少的蜗杆头数 (2) 蜗杆传动中，是以蜗杆的 B 参数、蜗轮的 A 参数为标准值。 A. 端面 B. 轴向 C. 法向 (3) 蜗杆传动的正确啮合条件中，应除去 C 。 A. t21m m =a B. t21αα=a C. 21ββ= D. 21βγ=，螺旋相同 (4) 设计蜗杆传动时，通常选择蜗杆材料为 A ，蜗轮材料为 C ，以减小摩擦力。 A. 钢 B. 铸铁 C. 青铜 D. 非金属材料 (5) 闭式蜗杆传动失效的主要形式是 B 。 A. 点蚀 B. 胶合 C. 轮齿折断 D. 磨损 (7) 在标准蜗轮传动中，蜗杆头数一定，加大蜗杆特性系数q 将使传动效率 B 。 A. 增加 B. 减小 C. 不变 D. 增加或减小 (8) 在蜗杆传动中，对于滑动速度s m v s /4≥的重要传动，应该采用 D 作为蜗轮齿圈的材料。 A. HT200 B. 18CrMnTi 渗碳淬火 C. 45钢调质 D. ZCuSnl0Pb1 (9) 在蜗杆传动中，轮齿承载能力计算，主要是针对 D 来进行的。 A. 蜗杆齿面接触强度和蜗轮齿根弯曲强度 B. 蜗轮齿面接触强度和蜗杆齿根弯曲强度 C. 蜗杆齿面接触强度和蜗杆齿根弯曲强度 D. 蜗轮齿面接触强度和蜗轮齿根弯曲强度 (10) 对闭式蜗杆传动进行热平衡计算，其主要目的是 B 。 A. 防止润滑油受热后外溢，造成环境污染 B. 防止润滑油温度过高使润滑条件恶化 C. 防止蜗轮材料在高温下力学性能下降 D. 防止蜗轮蜗杆发生热变形后正确啮合受到破坏 (11) 图11-1所示蜗杆传动简图中，图 C 转向是正确的。
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 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 模数m 分度圆直径 d 1 蜗杆直径系数 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
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) 蜗杆各部尺寸如表B 名称代号 公式 分度圆直径 d1 齿顶高 ha1 齿根高 hf1 齿高 h1 齿顶圆直径 da1 齿根圆直径 df1 轴向齿距 px d 1=mq ha1=m hf1=1.2m h1=ha1+hf1=2.2m da1=d1+2ha1=d1+2m df1=d1-2hf1=d1+2.4m px=πm 蜗轮各部尺寸如表C 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.
单级蜗轮蜗杆减速器设计说明书配图 汇总
题目：和面机的传动设计（单级蜗轮蜗杆减速器设计）完成期限： 学习中心： 专业名称： 学生姓名： 学生学号： 指导教师：
和面机的传动设计 一、绪论 1、和面机发展前景 中国和面机产业发展出现的问题中，许多情况不容乐观，如产业结构不合理 产业集中于劳动力密集型产品；技术密集型产品明显落后于发达工业国家； 生产要素决定性作用正在削弱；产业能源消耗大、产出率低、环境污染严重、 对自然资源破坏力大；企业总体规模偏小、技术创新能力薄弱、管理水平落后 从什么角度分析中国和面机产业的发展状况？以什么方式评价中国和面机产业 的发展程度？中国和面机产业的发展定位和前景是什么？中国和面机产业发展 与当前经济热点问题关联度如何……诸如此类，都是和面机产业发展必须面对和 解决的问题——中国和面机产业发展已到了岔口；中国和面机产业生产企业急需 选择发展方向。 2、面机概述
用以和面的机械。有真空式和面机和非真空式和面机。分为卧式、立式、单轴、双轴、半轴等。 同义词：和粉机、搅拌机。 和面机功能介绍：功能多样，用途广泛，能够用来： 图1.和面机 搅---搅黄油、搅奶酪、搅鲜奶、打鸡蛋等； 揉---揉面团 拌---打果汁、拌果酱、拌面、拌冰沙、拌凉菜等； 在酒店，面包房，蛋糕店，咖啡厅，酒吧，茶厅，家庭等场合都有着广泛的用途 3、面机设计目的及内容要求 一本课程设计的内容选择具有代表性中小型作为设计课题使学生能在较短时间内（二周）完成和面机整体设计全部过程和基本训练 （1）设计内容 A.数设计根据课题要求确定和面机种类用途及生产能能力来确定和面机主要部件（例如桨叶、容器、电机、冲动部分）结构形
蜗轮、蜗杆的计算公式： 1，传动比=蜗轮齿数÷蜗杆头数 2，中心距=（蜗轮节径+蜗杆节径）÷2 3，蜗轮吼径=（齿数+2）×模数 4，蜗轮节径=模数×齿数 5，蜗杆节径=蜗杆外径-2×模数 6，蜗杆导程=π×模数×头数 7，螺旋角（导程角）tgβ=（模数×头数）÷蜗杆节径 一．基本参数： （1）模数m和压力角α： 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m a1和压力角αa1应分别相等于蜗轮的法面模数m t2和压力角αt2，即m a1=m t2=m αa1=αt2 蜗杆轴向压力角与法向压力角的关系为: tgαa=tgαn/cosγ 式中：γ-导程角。 （2）蜗杆的分度圆直径d1和直径系数q 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。 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： q=d1/m 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。（3）蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2 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。 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。 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，啮合区显着减小，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
普通圆柱蜗杆传动的基本参数及几何尺寸计算 1．基本参数： （1）模数m和压力角α： 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m a1和压力角αa1应分别相等于蜗轮的法面模数m t2和压力角αt2，即 m a1=m t2=mαa1=αt2 蜗杆轴向压力角与法向压力角的关系为: tgαa=tgαn/cosγ 式中：γ-导程角。 （2）蜗杆的分度圆直径d1和直径系数q 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。 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： q=d1/m 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。 （3）蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2 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。 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。
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）导程角γ 蜗杆的形成原理与螺旋相同，所以蜗杆轴向齿距p a与蜗杆导程p z的关系为p z＝z1p a，由下图可知： tanγ=p z／πd1＝z1p a／πd1＝z1m／d1＝z1／q 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° 5）传动比I 传动比i=n主动1/n从动2 蜗杆为主动的减速运动中
机械设计课程设计 设计说明书 设计题目：一级蜗轮蜗杆减速器的设计 专业： 班级： 学号： 学生姓名： 指导老师： 20**年6月30日
目录 1、机械设计课程设计任务书------------------------------第2页 2、运动学与动力学计算------------------------------------第3页 3、传动零件设计计算----------------------------------------第7页 4、轴的设计计算及校核-------------------------------------第12页 5、箱体的设计-------------------------------------------------第22页 6、键等相关标准的选择-------------------------------------第24页 7、减速器结构与润滑、密封方式的概要说明----------第26页 8、参考文献----------------------------------------------------第28页 9、设计小结----------------------------------------------------第29页
1.《机械设计》课程设计任务书 一、设计题目 设计用于带式运输机的传动装置。 二、工作原理及已知条件 工作原理：带式输送机工作装置如下图所示。 己知条件 工作条件：一班制，连续单向运转。载荷平稳，室内工作，有粉尘（运输带与卷筒及支撑件，包括 卷筒轴承的摩擦阻力影响已在F中考 虑）。 使用期限：十年，大修期三年。 生产批量：10台。 动力来源：电力，三相交流，电 压380／220 V。 运输带速度允许误差：±5％。 生产条件：中等规模机械厂， 可加工7-8级精度齿轮及蜗轮。 滚筒效率：ηj=0.96（包括滚筒与轴承）。 设计工作量： 1.减速器装配图一张（A0或A1）。 2.零件图1-2张。 3.设计说明书一份。 已知条件传送带工作拉 力F（N）传送带工作速 度v（m/s） 滚筒直径D （mm） 参数1955 1.2 240
十九蜗杆传动习题与参考答案 一、选择题 1 与齿轮传动相比较，不能作为蜗杆传动的优点。 A. 传动平稳，噪声小 B. 传动效率高 C. 可产生自锁 D. 传动比大 2 阿基米德圆柱蜗杆与蜗轮传动的模数，应符合标准值。 A. 法面 B. 端面 C. 中间平面 3 蜗杆直径系数q＝。 A. q=d l/m B. q=d l m C. q=a/d l D. q=a/m 4 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆直径系数q，将使传动效率。 A. 提高 B. 减小 C. 不变 D. 增大也可能减小 z，则传动效率。 5 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆头数 1 A. 提高 B. 降低 C. 不变 D. 提高，也可能降低 z，则滑动速度。 6 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆头数 1 A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 增大也可能减小 z，则。 7 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，减少蜗杆头数 1 A. 有利于蜗杆加工 B. 有利于提高蜗杆刚度 C. 有利于实现自锁 D. 有利于提高传动效率 8 起吊重物用的手动蜗杆传动，宜采用的蜗杆。 A. 单头、小导程角 B. 单头、大导程角 C. 多头、小导程角 D. 多头、大导程角 9 蜗杆直径d1的标准化，是为了。 A. 有利于测量 B. 有利于蜗杆加工 C. 有利于实现自锁 D. 有利于蜗轮滚刀的标准化 10 蜗杆常用材料是。 A. 40Cr B. GCrl5 C. ZCuSnl0P1 D. LY12 11 蜗轮常用材料是。 A. 40Cr B．GCrl5 C. ZCuSnl0P1 D. LYl2 12 采用变位蜗杆传动时。 A. 仅对蜗杆进行变位 B. 仅对蜗轮进行变位
一级蜗轮蜗杆减速器设计说明书 第一章绪论 1.1本课题的背景及意义 计算机辅助设计及辅助制造（CAD/CAM）技术是当今设计以及制造领域广泛采用的先进技术。本次设计是蜗轮蜗杆减速器，通过本课题的设计，将进一步深入地对这一技术进行深入地了解和学习。 1.1.1 本设计的设计要求 机械零件的设计是整个机器设计工作中的一项重要的具体内容，因此，必须从机器整体出发来考虑零件的设计。设计零件的步骤通常包括：选择零件的类型；确定零件上的载荷；零件失效分析；选择零件的材料；通过承载能力计算初步确定零件的主要尺寸；分析零部件的结构合理性；作出零件工作图和不见装配图。对一些由专门工厂大批生产的标准件主要是根据机器工作要求和承载能力计算，由标准中合理选择。 根据工艺性及标准化等原则对零件进行结构设计，是分析零部件结构合理性的基础。有了准确的分析和计算，而如果零件的结构不合理，则不仅不能省工省料，甚至使相互组合的零件不能装配成合乎机器工作和维修要求的良好部件，或者根本装不起来。 1.2.（1）国内减速机产品发展状况 国内的减速器多以齿轮传动，蜗杆传动为主，但普遍存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。另外材料品质和工艺水平上还有许多弱点。由于在传动的理论上，工艺水平和材料品质方面没有突破，因此没能从根本上解决传递功率大，传动比大，体积小，重量轻，机械效率高等这些基本要求。 （2）国外减速机产品发展状况 国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，使用寿命长。但其传动形式仍以定轴齿轮
转动为主，体积和重量问题也未能解决好。当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。 1.3.本设计的要求 本设计的设计要求机械零件的设计是整个机器设计工作中的一项重要的具体内容，因此，必须从机器整体出发来考虑零件的设计计算，而如果零件的结构不合理，则不仅不能省工省料，甚至使相互组合的零件不能装配成合乎机器工作和维修要求的良好部件，或者根本装不起来。 机器的经济性是一个综合性指标，设计机器时应最大限度的考虑经济性。提高设计制造经济性的主要途径有：①尽量采用先进的现代设计理论个方法，力求参数最优化，以及应用CAD技术，加快设计进度，降低设计成本；②合理的组织设计和制造过程；③最大限度地采用标准化、系列化及通用化零部件； ④合理地选择材料，改善零件的结构工艺性，尽可能采用新材料、新结构、新工艺和新技术，使其用料少、质量轻、加工费用低、易于装配⑤尽力改善机器的造型设计，扩大销售量。 提高机器使用经济性的主要途径有：①提高机器的机械化、自动化水平，以提高机器的生产率和生产产品的质量；②选用高效率的传动系统和支承装置，从而降低能源消耗和生产成本；③注意采用适当的防护、润滑和密封装置，以延长机器的使用寿命，并避免环境污染。 机器在预定工作期限内必须具有一定的可靠性。提高机器可靠度的关键是提高其组成零部件的可靠度。此外，从机器设计的角度考虑，确定适当的可靠性水平，力求结构简单，减少零件数目，尽可能选用标准件及可靠零件，合理设计机器的组件和部件以及必要时选取较大的安全系数等，对提高机器可靠度也是十分有效的。 1.4.研究内容（设计内容） （1）蜗轮蜗杆减速器的特点
1总体传动方案的选择与分析 该传动方案在任务书中已确定，采用一个单级蜗杆减速器传动装置传动，如下图所示： 1 电动机 2 联轴器 3 减速器 4 联轴器 5 卷筒
2.运动学与动力学计算 2.1电动机的选择 2.1.1电动机类型的选择 按工作要求和条件，选择全封闭自散冷式笼型三相异步电动机，电压380Ｖ，型号选择Y 系列三相异步电动机。 2.1.2电动机的容量 电动机输出功率： a w P d P η=kw 工作机所需的功率： a a T d P ηη9550=kw 由电动机至工作机之间的总效率： 4332 21ηηηηη=a 其中1η 2η 3η 4η分别为蜗杆，联轴器，轴承和卷筒的传动效率。 查表可知1η=0.725（蜗杆）2η=0.99（联轴器）3η=0.98（滚子轴承） 4η=0.96 所以：66.096.098.099.0725.022=???=a η 工作机输入功率 kw P a T w 66.39550 50 *7009550 == = η 所以电动机所需工作效率为： kw P P w d == = 66 .066 .3a max η 2.1.3电动机的转速 工作机的转速n=50r/min 所以电动机转速的可选范围为： min /2000~50050)40~10(.r i n n d =?== 根据《机械设计手册》中查的蜗杆的传动比在一般的动力传动中 在这个范围内的电动机的同步转速有1000r/min 和1500r/min.两种传动比方案如下表： 方案 型号 额定功率 同步转速 满载转速 质量 1 Y160M-6 7.5 1000 970 119 a η=0.66 w P =3.66kw d P =5.55kw
(二)蜗杆蜗轮的画法 1、蜗杆的画法 蜗杆一般选用一个视图，其齿顶线、齿根线和分度线的画法与圆柱齿轮相同，如图9-62所示。图中以细实线表示的齿根线也可省略。齿形可用局部剖视或局部放大图表示。 图9-62 蜗杆的主要尺寸和画法 2、蜗轮的画法 蜗轮的画法与圆柱齿轮相似，如图9-63所示。 (1)在投影为非圆的视图中常用全剖视或半剖视，并在与其相啮合的蜗杆轴线位置画出细点画线圆和对称中心线，以标注有关尺寸和中心距。 (2)在投影为圆的视图中，只画出最大的顶圆和分度圆，喉圆和齿根圆省略不画。投影为圆的视图也可用表达键槽轴孔的局部视图取代。 3、蜗杆蜗轮啮合的画法 蜗杆蜗轮啮合有画成外形图和剖视图两种形式，其画法如图9-64所示。在蜗轮投影为圆的视图中，蜗轮的节圆与蜗杆的节线相切。
图9-63 蜗轮的画法和主要尺寸 图9-64 蜗杆蜗轮啮合画法 蜗轮蜗杆传动 蜗杆蜗轮用于两交叉轴间的传动,交叉 角一般为90°。通常蜗杆主动，蜗轮从动， 用作减速装置获得较大的传动比。除此之 外，蜗杆传动往往具有反向自锁功能，即只 能由蜗杆带动蜗轮，而蜗轮不能带动蜗杆，
故它常用于起重或其它需要自锁的场合。 (蜗杆蜗轮动画演示） ◆蜗杆蜗轮的主要参数与尺寸计算 蜗杆蜗轮的主要参数有:模数m、蜗杆分度圆直径d、导程角γ、、中心距a、蜗杆头数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。几何尺寸计算如下表所示。 ◆蜗杆蜗轮的画法 蜗杆一般选用一个视图，其齿顶线、齿根线和分度线的画法与圆柱齿轮相同，如下图所示。图中以细实线表示的齿根线也可省略。齿形可用局部剖视或局部放大图表示。 ◆蜗轮的画法 (1)在投影为非圆的视图中常用全剖视或半剖视，并在与其相啮合的蜗杆线位置画出细点画线
目录 一．传动装置总体设计 (4) 二．电动机的选择 (4) 三．运动参数计算 (6) 四．蜗轮蜗杆的传动设计 (7) 五．蜗杆、蜗轮的基本尺寸设计 (13) 六．蜗轮轴的尺寸设计与校核 (15) 七．减速器箱体的结构设计 (18) 八．减速器其他零件的选择 (21) 九．减速器附件的选择 (23) 十．减速器的润滑 (25)
参数选择： 卷筒直径：D=350mm 运输带有效拉力：F=2000N 运输带速度：V=0.8m/s 工作环境：三相交流电源，三班制工作，单向运转，载荷平稳，空载启动，常温连续工作 一、传动装置总体设计： 根据要求设计单级蜗杆减速器，传动路线为：电机——连轴器——减速器——连轴器——带式运输机。根据生产设计要求可知，该蜗杆的圆周速度V≤4——5m/s，所以该蜗杆减速器采用蜗杆下置式见，采用此布置结构，由于蜗杆在蜗轮的下边，啮合处的冷却和润滑均较好。蜗轮及蜗轮轴利用平键作轴向固定。蜗杆及蜗轮轴均采用圆锥滚子轴承，承受径向载荷和轴向载荷的复合作用，为防止轴外伸段箱内润滑油漏失以及外界灰尘，异物侵入箱内，在轴承盖中装有密封元件。 该减速器的结构包括电动机、蜗轮蜗杆传动装置、蜗轮轴、箱体、滚动轴承、检查孔与定位销等附件、以及其他标准件等。 二、电动机的选择：
由于该生产单位采用三相交流电源，可考虑采用Y系列三相异步电动机。三相异步电动机的结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，启动性能好等优点。一般电动机的额定电压为380V 根据生产设计要求，该减速器卷筒直径D=350mm。运输带的有效拉力F=2000N，带速V=0.8m/s，载荷平稳，常温下连续工作，电源为三相交流电，电压为380V。 1、按工作要求及工作条件选用三相异步电动机，封闭扇冷式结构，电压为380V，Y系列 2、传动滚筒所需功率 Pw=FV/1000=2000*0.8/1000=1.6kw 3、传动装置效率：（根据参考文献《机械设计课程设计》刘俊龙何在洲主编机械工业出版社第133-134页表12-8得各级效率如下）其中： 蜗杆传动效率η 1 =0.70 搅油效率η 2 =0.95 滚动轴承效率（一对）η 3 =0.98 联轴器效率η c =0.99 传动滚筒效率η cy =0.96 所以： η=η 1?η 2 ?η 3 3?η c 2?η cy =0.7×0.99×0.983×0.992×0.96=0.633 电动机所需功率： P r = P w /η=1.6/0.633=2.5KW 传动滚筒工作转速： n w ＝60×1000×v / ×350＝43.7r/min 根据容量和转速，根据参考文献《机械零件设计课程设计》吴宗泽罗圣国 编高等教育出版社第155页表12-1可查得所需的电动机Y系列三相异步电动 机技术数据，查出有四种适用的电动机型号，因此有四种传动比方案，如表2-1: 表2-1
课程设计报告 课程名称：机械基础 设计题目：一级蜗杆传动设计 系别：机电工程系 专业班级：机电设备二班 学生姓名：司海强 学号： 020******* 指导老师：隋冬杰 设计时间： 2012年12月 河南质量工程职业学院
河南质量工程职业学院《机械基础》课程设计任务书
目录 一传动方案的拟定 (3) 二电动机的选择和传动装置的运动和动力学计算 (5) 三传动装置的设计 (8) 四轴及轴上零件的校核计算 (12) 1 蜗杆轴及其轴上零件的校核计算 (12) 2 涡轮轴及其轴上零件的校核计算 (15) 五轴承等相关标准件的选择 (17) 六密封方式的选择 (20) 七参考资料 (23)
第二章. 传动方案选择及机构运动简图 2.1传动方案的选择 该工作机采用的是原动机为Y系列三相笼型异步电动机，三相笼型异步电动机是一般用途的全封闭自扇冷式电动机，电压380 V，其结构简单、工作可靠、价格低廉、维护方便；另外其传动功率大，传动转矩也比较大，噪声小，在室内使用比较环保。 因为三相电动机及输送带工作时都有轻微振动，所以采用弹性联轴器能缓冲各吸振作用，以减少振动带来的不必要的机械损耗。 总而言之，此工作机属于小功率、载荷变化不大的工作机，其各部分零件的标准化程度高，设计与维护及维修成本低；结构较为简单，传动的效率比较高，适应工作条件能力强，可靠性高，能满足设计任务中要求的设计条件及环境。 2.2机构运动简图
电动机 联轴器 蜗杆减速器联轴器 滚筒 输送带 第三章. 电动机的选择和运动参数的计算 3.1电动机的选择 1. 选择电动机的类型 按工作要求和条件选取Y 系列一般用途全封闭自扇冷鼠笼式三相异步电动机。 2.选择电动机容量 （1）工作机各传动部件的传动效率及总效率 查《机械设计课程设计》表2.3各类传动、轴承及联轴器效率的概略值，减速机构使用了一对滚动球轴承，一对联轴器和单线蜗轮蜗杆机构，各机构传动效率如下：
重庆理工大学机械设计《课程设计》课题名称一级蜗轮蜗杆减速器的设计计算 学院 专业 姓名 学号 指导老师 二〇一三年元月
任务要求： 1.减速器装配图一张(1号图纸)，零件图2张 2.设计说明书一份（6000~8000字） 其它要求：设计步骤清晰，计算结果正确，说明书规范工整，制图符合国家标准。按时、独立完成任务。
目录 课程题目--------------------------------------------------------------------------------------3 传动方案的分析与拟定--------------------------------------------------------------------3 第一节电动机的选择计算--------------------------------------------------------------4 1.1动机的类型选择---------------------------------------------------------------- ---- 4 1.2 电动机的容量选择----------------------------------------------------------------4 1.3传动方案的总效率计算-------------------------------------------------------------4 1.4 电机的确定--------------------------- ----------------------------------------------4 第二节相关计算用数据的准备----------------------------------- ---------------------6 第三节蜗轮蜗杆的传动设计--------------------------------------------- --------------7 31 设计及校核----------------------------------------------------------------------------7 3.2 传动基本尺寸的计算---------------------------------------------------------------8 3.3 齿面接触疲劳强度验算------------------------------------------------------------9 3.4 齿轮弯曲疲劳强度验算------------------------------------------------------------9 3.5 蜗杆轴扰度验算---------------------------------------------------------------------11 3.6 温度验算------------------------------------------------------------------------------11 3.7 润滑方式的选择---------------------------------------------------------------------13 第四节蜗杆蜗轮的基本尺寸设计------------------------------------------------------15 4.1 蜗杆基本尺寸设计------------------------------------------------------ -----------15 4.2 蜗轮基本尺寸设计------------------------------------------------------------------15 第五节蜗轮轴的尺寸设计与校核--------------------------------------------------- ---16 51 轴尺寸的初步估算--------------------------------------- ----16 52 轴的转矩弯矩分析图----------------------------------------------------------- ----18 5.3 轴的校核计算-----------------------------------------------------------------------18 第六节减速器箱体的结构设计---------------------------------------------------------21 第七节其他零件的选择及校核---------------------------------------------------------22 第八节减速器润滑------------------------------------------------------------------------25 设计小结----------------------------------------------------------------------------------------26 参考资料----------------------------------------------------------------------------------------27
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（2）国外减速机产品发展状况 国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，使用寿命长。但其传动形式仍以定轴齿轮转动为主，体积和重量问题也未能解决好。当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。 1.3.本设计的要求 本设计的设计要求机械零件的设计是整个机器设计工作中的一项重要的具体内容，因此，必须从机器整体出发来考虑零件的设计计算，而如果零件的结构不合理，则不仅不能省工省料，甚至使相互组合的零件不能装配成合乎机器工作和维修要求的良好部件，或者根本装不起来。 机器的经济性是一个综合性指标，设计机器时应最大限度的考虑经济性。提高设计制造经济性的主要途径有：①尽量采用先进的现代设计理论个方法，力求参数最优化，以及应用CAD技术，加快设计进度，降低设计成本；②合理的组织设计和制造过程；③最大限度地采用标准化、系列化及通用化零部件； ④合理地选择材料，改善零件的结构工艺性，尽可能采用新材料、新结构、新工艺和新技术，使其用料少、质量轻、加工费用低、易于装配⑤尽力改善机器的造型设计，扩大销售量。 提高机器使用经济性的主要途径有：①提高机器的机械化、自动化水平，以提高机器的生产率和生产产品的质量；②选用高效率的传动系统和支承装置，从而降低能源消耗和生产成本；③注意采用适当的防护、润滑和密封装置，以延长机器的使用寿命，并避免环境污染。 机器在预定工作期限内必须具有一定的可靠性。提高机器可靠度的关键是提高其组成零部件的可靠度。此外，从机器设计的角度考虑，确定适当的可靠性水平，力求结构简单，减少零件数目，尽可能选用标准件及可靠零件，合理设计机器的组件和部件以及必要时选取较大的安全系数等，对提高机器可靠度也是十分有效的。 1.4.研究内容（设计内容）