齿轮与蜗轮蜗杆设计计算

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.。

双头蜗杆设计计算书
机械设计手册化学工业出版社第二版（修订）中册
第六章蜗杆传动
二、圆柱蜗杆传动
（二）圆柱蜗杆传动的设计计算（p559表232）
齿轮齿条设计计算书
机械设计手册化学工业出版社
第二版（修订）中册
第三章、渐开线圆柱齿轮传动
（一）精度等级和齿轮副侧隙：
齿轮的精度等级和加工方法及使用范围（p403表8-127）
选择9级（低精度级）齿面表面粗糙度（花4）
9GL为9级G齿厚（或公法线长度）上偏差，L齿厚（或公法线长度）下偏差
机械设计手册第五版化学工业出版社第3卷第14篇齿轮传动
第1章渐开线圆柱齿轮传动
2、渐开线圆柱齿轮传动的参数选择p14-18 表14-1-6
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6.1.1 GB/T10095-1988。

蜗杆各部分尺寸计算公式点加工导程＝6．3×3．1416＝19．79mm 模数*派蜗轮、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）÷23，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）tgB=（模数×头数）÷蜗杆节径蜗杆导程=π×模数×头数模数=分度圆直径/齿数头数是说螺杆上螺旋线的条数；模数是指螺杆上螺旋线的大小，也就是模数越大螺杆上的螺旋线就越“柱装”（东北话，就是比较大，比较结实）直径系数是指螺杆的粗细。

模数:齿轮的分度圆是设计、计算齿轮各部分尺寸的基准,而齿轮分度圆的周长=πd=z p,于是得分度圆的直径d=z p/π由于在上式中π为一无理数,不便于作为基准的分度圆的定位.为了便于计算,制造和检验,现将比值p/π人为地规定为一些简单的数值,并把这个比值叫做模数(module),以m表示,即令其单位为mm.于是得:模数m是决定齿轮尺寸的一个基本参数.齿数相同的齿轮模数大,则其尺寸也大.为了便于制造,检验和互换使用,齿轮的模数值已经标准化了.建筑模数建筑模数指建筑设计中选定的标准尺寸单位。

它是建筑设计、建筑施工、建筑材料与制品、建筑设备、建筑组合件等各部门进行尺度协调的基础。

就象随便来个尺寸,建筑构件就无法标准化了，难统一。

基本模数的数值规定为100mm，以M表示，即1M= 100mm。

导出模数分为扩大模数和分模数,扩大模数的基数为3M，6M，12M，15M，30M，60M共6个;分模数的基数为1/10M，1/5M，1/2M共3个.使用3M是《中华人民共和国国家标准建筑统一模数制》中为了既能满足适用要求，又能减少构配件规格类型而规定的。

蜗轮蜗杆计算蜗杆传动当两根轴在90度相交，但它们既不平行也不相交时，采用蜗轮传动。

在蜗轮传动中，蜗杆是主动部件，蜗轮是被动部件。

蜗轮传动具有以下特点:1)结构紧凑，可获得较大的传动比，一般传动比为7-80。

2)运行稳定，无噪声3)传输功率范围大4)自锁5)传动效率低，蜗轮蜗杆往往由有色金属制成。

蜗杆的螺杆可分为单头螺杆和多头螺杆。

传动比计算公式如下:I = N1 / N2 = Z / KN1为蜗杆转速，N2为蜗轮转速，K为蜗杆头数，Z为蜗轮齿数蜗轮蜗杆机构1、目的:蜗轮蜗杆机构通常用于在两根交错轴之间传递运动和动力。

蜗轮和蜗杆相当于中间平面上的齿轮和齿条，蜗杆和螺杆的形状相似。

\ 二、基本参数：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，亦即蜗轮轴面的模数和压力角，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，三、蜗轮蜗杆正确啮合的条件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於蜗杆的轴面模数且为标准值；蜗轮的端面压力角应等於蜗杆的轴面压力角且为标准值，即m2 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。

四、几何尺寸计算与圆柱齿轮基本相同，需注意的几个问题是：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，当小於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。

与圆柱齿轮传动不同，蜗杆蜗轮机构传动比不等於，而是，蜗杆蜗轮机构的中心距不等於，而是。

蜗轮蜗杆-齿轮-齿条的计算及参数汇总渐开线齿轮有五个基本参数，它们分别是：名称符号意义标准化数值齿数(teeth number)Z 在齿轮整个圆周上轮齿的总数称为齿数模数(module)m齿距分度圆齿距p与π的比值模数决定了齿轮的大小及齿轮的承载能力。

我国规定标准化模数压力角(特指分度圆压力角)(pressure angle)决定渐开线齿形和齿轮啮合性能的重要参数我国规定标准化压力角为20度齿顶高系数齿顶高计算系数:我国规定标准化齿顶高系数为1顶隙系数顶隙(clearance)计算系数我国规定标准化顶隙系数为0.25标准齿轮：模数、压力角、齿顶高系数、顶隙系数为标准值，且分度圆上的齿厚等于齿槽宽的渐开线齿轮。

我国规定的标准模数系列表第一系列0.10.120.150.20.250.30.40.50.60.81 1.25 1.52 2.534568 10121620253240 50第二系列0.350.70.9 1.75 2.25 2.75(3.25) 3.5(3.75) 4.5 5.5 (6.5)78(11)14182228(30)3645注:选用模数时,应优先采用第一系列,其次是第二系列,括号内的模数尽可能不用.系列（1）渐开线圆柱齿轮模数（GB/T 1357-1987）第一系列0.1 0.12 0.15 0.2 0.25 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 11.25 1.5 22.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25 32 40 50第二系列0.35 0.7 0.9 0.75 2.25 2.75 （3.25）3.5 （3.75） 4.55.5 （6.5）7 9 （11）14 18 22 28 （30）36 45（2）锥齿轮模数（GB/T 12368-1990）0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.125 1.25 1.375 1.5 1.75 2 2.25 2.5 2.75 3 3.25 3.5 3.75 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 8 910 11 12 14 16 18 20 22 25 28 30 32 36 40 45 50注: 1.对于渐开线圆柱斜齿轮是指法向模数。

蜗轮蜗杆设计特色1.蜗轮 (或斜齿轮 )螺旋角β与蜗杆螺旋升角λ大小相等方向同样 .即β=λ+β=+λ2 压力角相等 :α 1=α 23 中心距 A=(d1+d2)/2+ 放大空隙 .图 1. 蜗轮蜗杆传动4蜗轮蜗杆传动与模数关系λ壓力角α距心中β(A)假如蜗轮为直齿 : m1=m2公式 (1)(B) 假如蜗轮为斜齿 :其模数为法向模数即m n.而蜗杆模数为轴向模数 ,轴向模数等于斜齿轮的端面模数:m 端=m 轴(C)斜齿轮法向模数与其端面模数的换算关系以下:m 法=m 端 cosβ公式(2)5 速比 :i= 蜗轮齿数 /蜗杆头数 =Z2/Z 1公式(3)单头蜗杆转一圈 ,蜗轮转一个齿 .双头蜗杆转一圈 ,蜗轮转二个齿 .6.齿厚减薄量 : 一般的齿轮设计都要求将齿厚减薄 ,对于大模数 (m>1)的齿轮 ,我们在手册中能够查到 .但对于 (m<1)小模数齿轮我们没有有关的手册 ,所以依据经验我们商定以下 :(1):蜗杆的法向齿厚减薄0.07~0.08; （用公差控制）(2)蜗轮 :直齿齿厚减薄0.02~0.03,（用公差控制）斜齿齿厚不变 .7. 齿轮的当量齿数Z 当与其齿数 Z2的关系 :Z 当= Z2/COS3β公式(4)表 1:标准直齿轮尺寸计算各部分名称代号模数M 压力角 A 分度圆直径 d 分齿顶高h 顶齿根高h 根全齿高H 齿顶圆直径 D 顶齿根圆直径 D 根基圆直径 d 基周节T 分度圆齿厚S 分度圆齿槽厚 A 中心距 A公式依据齿轮须要蒙受的力量定出a=20°d 分1=mZ1 d 分2=mZ2标准齿形 :h 顶=m;短齿:h 顶=0.8m;标准齿形 :h 根=1.25m;短齿:h 根=1.1m;标准齿形 :h=h 顶+ h 根=2.25m;短齿:h=1.9m;D 顶1=m(Z1+2) D 顶2=m(Z2+2)D 根1= m(Z1-2.5) D 根2=m(Z2-2.5)d 基1= d 分1 cos a d 基2= d 分2 cos aT=π m; π=3.1459S=1/2πma=1/2πmA=1/2(d 分1+ d 分2)=1/2m (Z1 +Z2 )当齿轮 m 和 z 已知时 ,从表 1 中可计算出有关尺寸 .例:如附图1所示:已知m=0.6z=18d 分 =mz=0.6*18=10.80d 顶 =m(z+2)=0.6*(18+2)=12.00d 根 =m(z-2.5)=0.6(18-2.5)=9.30标准斜齿轮的计算表 2 标准斜齿轮尺寸计算各部分名称代号分度圆直径 d 分齿顶高h 顶齿根高h 根全齿高H 齿顶圆直径 D 顶基圆直径 d 基端面压力角 a 端端面周节t 端法面周节t 法法面齿厚s 法中心距 A公式d 分1=m 端 Z1= m 法 Z1/cosβ d 分2= m 法 Z2/cosβh 顶=m 法; h 顶=0.8m法; (短齿)h 根=1.25m法; h 根=1.1m法; (短齿 )h=2.25m法; h=1.9m法; (短齿)D = d + 2m法D顶2= d + 2m法顶 1 分 1 分 2d 基1= d 分1 cos a端 d 基2= d 分2 cos a端tg a 端=tg a法/cos βt 端=πd 分/Zt 法=πm 法;s 法=πm 法/2)=m (Z +Z )/2cosβA=1/2(d分 1+ d分法2 12由查表 2 可计算出斜齿轮的有关尺寸例:已知m=0.6α=20°β=10°右旋.(附图 1 中的斜齿轮 )第2頁，共9頁蜗杆的尺寸计算1 对于蜗杆的特征系数 q:q=蜗杆分度圆直径 /模数 m公式 (5)蜗轮一般是用蜗轮滚刀来加工 , 蜗轮滚刀实质上相当于一个开了齿的蜗杆 . 蜗轮滚刀模数同样 , 直径不同样时螺旋升角 λ也不同样 ,也就是说一种蜗轮滚刀不可以加工同样模数的随意齿数的蜗轮 ,需要配好多蜗轮滚刀 .为了减少蜗轮滚刀的数目 ,国家规定了蜗杆特征系数 q.我们在设计蜗杆时应尽量采用标准的蜗杆特征系数 q. q 与 m 的关系如表 3 所示 :表 3 蜗杆特征系数 q模数 m11.5 22.53(3.5) 4(4.5)56(7)8(9) 10蜗杆特数系数 p14 14 13 12 12 12 11 11 10(12) 9(11) 9(11) 8(11) 8(11) 8(11)注 :括号中的数字尽可能不用 ( 当用蜗轮滚刀加工时 ).特征系数 q 与蜗杆分度圆上的螺旋升角 λ的关系 . 如表 4 所示表 4 .特征系数 q 与螺旋升角 λ 的关系 .qZ 1 ° 8 9 10 11 12 13 14 107'30" ° °5°11'40" 4°45'49" 4° 23'55" 4°05'08" 27 6 20'25" 5 42'38"°02'10" °°10° 18'17" 9°27'44" 8° 44'46" 8°07'48"14 12 31'44" 11 18'36" 320°33'22" 18°26' 06" 16°41'57" 15° 15'18" 14°02'10" 12°59'41" 12° 05'41"4° 33'54" 23°57'45" 21°48'05" ° ° °15° 56'43"26 19 58'59" 18 26'06" 17 06'10"在设计蜗杆传动中 .因为我们是将斜齿轮来取代蜗轮的 .所以在设计蜗轮蜗杆传动时 ,能够不受特征系数 q 的限制 .但所设螺旋升角应在表 4 范围内 . 依据表 5 能够算出蜗杆的尺寸 .頂 分L根 分 頂根頂 t 軸S 分弦1hα=20°h 分弦1h根 h图 2.蜗轮蜗杆的主要尺寸表 5 蜗杆的尺寸计算 :.所求参数主要尺寸和参数 :分度圆直径齿顶高齿根高全齿高齿顶圆直径齿根圆直径切制螺纹部分长度螺旋线升角其余计算 .丈量用的参数 :轴向齿距螺牙导程轴向压力角法面压力角螺牙在分度圆上的轴向齿厚螺牙在分度圆上的法向齿厚螺牙在分度圆上的法向弦齿厚丈量S 法分弦1用的齿高符号计算公式d分 1d =mq分 1h 顶h 顶=mh 根h 根=1.2mh h= h 顶+ h 根=2.2m + 2m=m(q+2)D顶D = d分 1+2h根= d顶 1 分 1D 根 D 根1= d 分1-2h 根= d 分1- 2.4m=m(q-2.4)L L=(13 ~16)m 当 Z1=1~2 L=(15 ~20)m 当 Z1=3~4 λtgλ = Z1m/ d 分1=Z1/qT 轴t 轴=πmT T= Z1 t 轴a °a 法a=20tga 法λS轴分1=tgacosS轴分1 = t 轴 /2=π m/2S法分1 S 法分 1 轴分 1 cosλS法分弦1= SS 法分弦1≒ S 法分1≒ S 轴分1cosλH 法分弦1 h 法分弦1=m例:如附图2所示已知端面模数m=0.5Z=2α=20°λ=7.52°右旋其计算以下 :d 分 =Zm/tgλ=2*0.5/tg7.52° =7.58d 顶 =d 分+2m=7.58+2*0.5=8.58d 根 =d 分-2.4m=7.58-2.4*0.5=6.38T=Zt=2*πm=3.14在图纸中还要标出其分度圆法向弦齿厚及法向弦高代入已知参数得 :S 法分弦 =πm/2*COSλ=πx0.5/2*cos7.52°=0.78h 法分弦 =m=0.5依据蜗轮蜗杆传动重点第 6 点 ,取分度圆法向弦齿厚S 法分弦为 0.78 -0.02-0.04注: 对于蜗杆减薄量 ,授课时说是减薄 0.07~0.08.这是依据黄克恭先生的经验定的 ,本例减薄这个数是依据陈坚先生经验定的 ,其经验为 0.02~0.04. 我(孙工 )偏向陈坚先生的减薄量 .蜗轮蜗杆的查验蜗杆的查验一般查验其法向分度圆弦齿厚如附图 2 所示在图纸中要给出法向分度圆弦齿厚和捡验蜗轮 (斜齿轮 )的方法有三种 :(1)捡验公法线长度 ;(2)捡验固定弦齿厚 :(3)捡验分度圆法向弦齿厚这三种方法我们任选一种 .公法线长度的计算捡验公法线长度的方法如图3所示 .公法線長度 (L) L 端基節 (t 基) 基節 (t 基)分度圓基圓齒厚s基L法斜齒端面直齒輪斜齒基圓展開圖图 3.齿轮公法线长度的捡验斜齿轮公法线长度的计算公式: α=20°Q=0.364/COS(? )公式(6)Z’=Z*[Q-0.01745*arctan(Q)]/ 0.0149依据 Z’(四舍五入取整数 ) 查表 6 得跨齿数N公法线长度 L=Mn*[2.9521*(N-0.5)+0.014*Z’] 公式 (7)注意公式 (7)中的 Z’不要四舍五入取整数直齿轮公法线长度可查表 6 得. (表 6 是 m=1 λ=20°时的数值 .)表 6. 标准直齿轮公法线长度 L'齿跨m=1的齿跨M=1 的齿跨M=1 的齿跨m=1的齿齿齿齿数数公法线长数数公法线长数数公法线长数数公法线长Z n L' Z N L' Z N L' Z N L'30 4 10.7526 60 7 20.0292 90 11 32.257931 4 10.7666 61 7 20.0432 91 11 32.271932 4 10.7086 62 7 20.0572 92 11 32.285933 4 10.7946 63 8 23.0233 93 11 32.29994 2 4.4842 34 4 10.8086 64 8 23.0373 94 11 32.31395 2 4.4982 35 4 10.8227 65 8 23.0513 95 11 32.32796 2 4.5122 36 5 13.7888 66 8 23.0654 96 11 32.34197 2 4.5262 37 5 13.8028 67 8 23.0794 97 11 32.35598 2 4.5402 38 5 13.8168 68 8 23.0934 98 11 32.36999 2 4.5542 39 5 13.8308 69 8 23.1074 99 12 35.336110 2 4.5683 40 5 13.8448 70 8 23.1214 100 12 35.350111 2 4.5823 41 5 13.8588 71 8 23.1354 101 12 35.364112 2 4.5963 42 5 13.8728 72 9 26.1015 102 12 35.378113 2 4.6103 43 5 13.8868 73 9 26.1155 103 12 35.392114 2 4.6243 44 5 13.9008 74 9 26.1295 104 12 35.406115 2 4.6383 45 6 16.8670 75 9 26.1435 105 12 35.420116 2 4.6523 46 6 16.8810 76 9 26.1575 106 12 35.434117 2 4.6663 47 6 16.8950 77 9 26.1715 107 12 35.448118 3 7.6324 48 6 16.9090 78 9 26.1855 108 13 38.414219 3 7.6464 49 6 16.9230 79 9 26.1996 109 13 38.428220 3 7.6604 50 6 16.9370 80 9 26.2136 110 13 38.442321 3 7.6744 51 6 16.9510 81 10 29.1797 111 13 38.456322 3 7.6885 52 6 16.9650 82 10 29.1937 112 13 38.470323 3 7.7025 53 6 16.9790 83 10 29.2077 113 13 38.484324 3 7.7165 54 7 19.9452 84 10 29.2217 114 13 38.498325 3 7.7305 55 7 19.9592 85 10 29.2357 115 13 38.512326 3 7.7445 56 7 19.9732 86 10 29.2497 116 13 38.526327 4 10.7106 57 7 19.9872 87 10 29.2637 117 14 41.492428 4 10.7246 58 7 20.0012 88 10 29.2777 118 14 41.506429 4 10.7386 59 7 20.0152 89 10 29.2917 119 14 41.520430 4 10.7526 60 7 20.0292 90 11 32.2579 120 14 41.5344公法线长度 L'.它合用于随意模数的直齿轮. 使用方法是 :L=L'm公式 (8)例查得 :Z=18 时跨齿数为 3L'=7.6324于是L=7.6324*0.6=4.579≒4.58对于直齿轮来说 ,用查表法计算公法线长度比用公式来计算来的方便 .当直齿轮模数小于 0.4时,最好用公法线长度捡验而不用其余方法 ,因为公法线长度便于丈量 .固定弦齿厚的计算图 4 固定弦齿厚的地点图中虚线为齿条齿形 ,固定弦齿厚 S 弦是齿条齿形与齿轮形相切的两点 A 和 B 的长度 .S弦頂圓A弦分度圓Bh齒條公式为 : 当 m=1 时S 弦=1.387m (公式 9)h 弦=0.7476m (公式 10)公式 (9)(10)直斜齿轮公用 ,斜齿轮指法向模数例: 已知m=0.6Z=26α=20°β=10°那么:S 弦=1.387*0.6=0.83h 弦=0.7476*0.6=0.45对于斜齿轮来说不给减薄量,但要给公差如: S弦=0.83-0.03或S弦=0.83-0.02.直齿轮分度圆弦齿厚的计算直齿轮分度圆弦齿厚的计算公式当 m=1 时S 分弦 =1.55688*m公式(11)h 分弦 =1.0342*m公式(12)例 :如附图1已知m=0.6Z=18S 分弦 =1.55688*0.60=0.94h 分弦 =1.0342*0.60=0.62 取: S 分弦 =0.92-0.02h 分弦 =0.62图 5. 直齿轮斜齿轮法向分度圆弦齿厚的计算S 分法弦 =m*Z 当 sin90°/Z 当公式(13)h 分法弦 =0.6[1+(Z 当/2)*(1-cos90°/Z 当)]公式(14)例 :已知:m=0.6Z=26α=20°β =10°代入已知数 : S 分法弦 =0.6*Z 当 sin90° /Z 当=0.94S 分法弦 =0.94-0.02h 分法弦 =0.6[1+Z 当/2(1-cos90°/Z 当)]=0.61Z 当=Z/cos3β=27.2219 =Z当 cos310°=27.2219对于斜齿轮来说S 分法弦不给减薄量但要给公差 ,S 分法弦取 0.94-0.02径克制齿轮尺寸的计算径克制齿轮各部分尺寸的计算,一般是转变成模数来计算.其公式 : m=25.4/DP公式(15)有了模数后 ,就能够利用前方所给的表及公式进行计算 .在齿轮的图纸止要给出 : 径节 DP 齿数Z 压力角λ和螺旋角β,而不用给出模数 .值得指出的是 ,径节 DP 也有端面和法面之分 .对于直齿轮来说 DP 是指端面径节 ,对于斜齿轮来说,DP 是指法面径节 .与径克制斜齿轮相当的蜗杆要用端面径节去计算 .附表 3径克制斜齿轮的计算名称计算公式DPn(法向径节 )DPn=DPs/cosβ=Z/dcosβDPs(端面径节 )DPs=Z/d=Dpncosβtn(法向周节 )tn=tscosβ=πd/ZTs(端面周节 )ts=π /DPsZ(齿数 )Z=DPsd=dDPscosβh(齿全高 )h=2.157/DPn分弦頂圓弦h分分度圓h1 (齿顶高 ) h2 (齿根高 ) D(节径 )D(外径 ) Di( 根径 ) S(弧齿厚 ) β(螺旋角 ) h1=1/DPnh2=1.157/DPnd=Z/DPncosβ =Z/DPs D=d+2/DPnDi=d-2.314/DPnS=1.5708/DPscosβ =Z/DPnd附表 1 齿轮标准模数系列 (JB111-60)0.1 1.0 3.5 9 220.15 1.25 (3.75) 10 250.20 1.5 4.0 (11) 280.25 1.75 4.5 12 300.3 2.0 5.0 (13) 330.4 2.25 (5.5) 14 360.5 2.5 6.0 (15) 400.6 (2.75) (6.5) 16 450.7 3 7 18 500.8 (3.25) 8 20注: 在采用模数时 ,括号内的模数尽可能不用.。

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（2）设计原则：根据给定的中心距及传动比（或按照结构及设计的要求自定中心距和传动比）然后从蜗杆传动中心距标准值系列表中选取中心距的标准系列值，然后从经验公式先估算相关参数值，估算后在参考标准值系列表，确定标准值。

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。

蜗轮蜗杆效率一、蜗轮蜗杆的概述蜗轮蜗杆，作为一种常见的减速传动装置，广泛应用于各类机械设备中。

它由蜗轮和蜗杆组成，利用蜗杆的螺旋齿与蜗轮的齿轮啮合，实现高扭矩、低速度的传动。

由于蜗轮蜗杆的结构特点，其在工业领域具有广泛的应用价值。

二、蜗轮蜗杆的效率分析1.蜗轮蜗杆的传动原理蜗轮蜗杆传动原理主要依赖于蜗杆的螺旋齿与蜗轮齿的啮合。

在传动过程中，蜗杆的螺旋齿与蜗轮齿之间形成一个相对滑动的面，从而实现力的传递。

由于蜗轮蜗杆的结构特点，其传动比大于1，扭矩大于蜗轮蜗杆的模数与蜗杆螺旋线的螺距比。

2.蜗轮蜗杆的效率计算蜗轮蜗杆的效率η计算公式为：η= 输出功率/ 输入功率。

在实际计算中，需根据蜗轮蜗杆的模数、螺旋线螺距、齿数以及材料等因素综合分析。

3.影响蜗轮蜗杆效率的因素（1）材料：蜗轮蜗杆的材料选择对其效率有很大影响。

一般而言，硬度高、摩擦系数低的材料具有较高的效率。

（2）设计：蜗轮蜗杆的设计参数，如模数、齿数、螺旋线螺距等，对其效率也有很大影响。

合理的设计参数可以降低摩擦、减小磨损，从而提高效率。

（3）加工精度：高精度的加工可以确保蜗轮蜗杆的齿面光滑，降低摩擦系数，提高效率。

三、提高蜗轮蜗杆效率的方法（1）材料选择：采用高强度、低摩擦系数的材料，如高速钢、硬质合金等。

（2）设计优化：根据实际工况，合理选择蜗轮蜗杆的设计参数，降低摩擦、减小磨损。

（3）加工精度：提高蜗轮蜗杆的加工精度，确保齿面光滑，降低摩擦系数。

（4）润滑与冷却：在蜗轮蜗杆传动过程中，采用合适的润滑剂和冷却措施，降低摩擦、减少磨损，从而提高效率。

四、蜗轮蜗杆的应用与前景蜗轮蜗杆在各类机械设备中有着广泛的应用，如起重设备、输送设备、减速器等。

随着科技的不断发展，蜗轮蜗杆在新能源、航空航天、机器人等领域的应用前景也十分广阔。

课程设计--蜗轮蜗杆减速器的设计前言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。

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传动为主，体积和重量问题，也未解决好。

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。

本设计是蜗轮蜗杆减速器的设计。

设计主要针对执行机构的运动展开。

为了达到要求的运动精度和生产率，必须要求传动系统具有一定的传动精度并且各传动元件之间应满足一定的关系，以实现各零部件的协调动作。

该设计均采用新国标，运用模块化设计，设计内容包括传动件的设计，执行机构的设计及设备零部件等的设计。

该减速器机体全部采用焊接方式，因此本减速器不仅具有铸造机体的所有特点还具有如下优点：（1）结构简单（没有拔模角度、铸造圆角、沉头座）、不需要用木模，大大简化了设计和毛胚的制造；（2）由于钢的弹性模量E及切变模量G要比铸铁大40%~70% ，焊接机体的刚度较高；（3）焊接机体的壁厚通常取为铸造机体的0.7~0.8倍，且其他部分的尺寸也可适当减小，故通常焊接机体比铸造机体轻1/4左右。

因而，近年来，焊接机体日益得到广泛应用，尤其是在单间和小批量生产中。

摘要一击蜗杆蜗轮减速器是减速器的一种形式，这篇一击蜗杆蜗轮减速器的设计说明书主要是将以及蜗杆蜗轮减速器的全部设计过程表达了出来。

整个设计过程按照理论公式和经验公式计算，最终得到较为合理的设计结果。

在设计说明书中，首先，从总体上对动力参数进行了计算，对设计方案进行了选择；再次，对减速器的传动部分进行了设计，具体的说就是对蜗杆和涡轮轴的设计计算与校核计算；最后，对整个减速器的箱体、联接部分，键及轴承，还有润滑方式等细节进行了完善。

蜗轮的计算公式：1传动比=蜗轮齿数×蜗杆头数2中心距离=（蜗轮节圆直径+蜗轮节圆直径）△23.蜗轮的螺距直径=（齿数+ 2）×模数4个蜗轮齿×蜗轮模块5蜗杆螺距直径=蜗杆外径-2×模数6蠕虫导线=π×成分×头数7螺旋角（前角）TGB =（模数×头数）×蜗杆螺距直径基本参数：蜗杆组件m，压力角，蜗杆直径系数Q，导程角，蜗杆头数，蜗杆齿数，齿高系数（1）和间隙系数（0.2）。

其中，模数m和压力角是蜗轮轴表面的模数和压力角，即蜗轮端面的模量和压力角，两者均为标准值。

蜗杆直径系数q是蜗杆分度圆直径与其模量M的比值。

正确啮合蜗轮和蜗杆的条件：在中间平面中，蜗杆和蜗轮的模量和压力角分别相等，即，蜗轮端面的模量等于蜗杆轴线的模量，即标准值。

蜗轮端面的压力角应等于轴向压力角和蜗杆的标准值，即== M.当蜗轮的交角固定时，蜗轮与蜗杆的螺纹方向必须一致。

蜗轮蜗杆结构通常用于在两个交错轴之间传递运动和动力。

蜗轮与中间平面上的齿轮和齿条等效，蜗轮和螺杆的形状相似。

分类这些系列大致包括：1. Wh系列蜗轮减速机：wht / whx / whs / whc2；CW系列蜗轮减速机：CWU / CWS / cwo3；WP系列蜗轮减速机：WPA / WPS / WPW / WPE / wpz / wpd4；TP 系列包络蜗轮减速机：TPU / TPS / TPA / tpg5；PW型平面双包络环形蜗杆减速机；另外，根据蜗杆的形状，蜗杆驱动器可分为圆柱蜗杆驱动器，环形蜗杆驱动器和斜蜗杆驱动器。

[1]组织特征该机构的传动比大于交错斜齿轮机构的传动比。

2.两个齿轮的啮合齿面之间在线接触，其承载能力远高于交错斜齿轮机构。

3.蜗杆传动相当于螺旋传动，即多齿啮合传动，传动平稳，噪音低。

当蜗杆的超前角小于啮合齿之间的等效摩擦角时，该机构具有自锁性能，可以实现反向自锁，即只有蜗杆可以驱动蜗轮，而不能驱动蜗轮。