普通圆柱蜗杆传动的基本参数及几何尺寸计算

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°。

普通圆柱蜗杆传动几何尺寸计算(轴交角90度,已知中心距)啮合中心距: A=95蜗杆轴向模数: m=5蜗杆头数: z1=1蜗杆分度圆直径: d1=40蜗轮齿数: z2=30蜗轮分度圆直径: d2=m*z2= 150蜗杆直径系数: q=d1/m= 8齿数比: u=z2/z1= 30蜗轮变位系数: x2=A/m-0.5*(q+z2)= 0蜗杆分度圆柱导程角: r=atan(z1/q)= 7.125016 法向模数: mn=m*cos(r)= 4.961389蜗杆轴向齿距: px1=pi*m= 15.707963蜗杆螺旋线导程: pz1=px1*m= 78.539816蜗杆轴向齿形角: angle=20蜗杆节圆直径: d'1=(q+2*x2)*m= 40蜗杆节圆柱导程角: r'=z1/(q+2*x2)= 0.125渐开线蜗杆:基圆柱导程角:rb=acos(cos(angle)*cos(r))= 21.182185基圆直径: db1=z1*m/tan(rb)= 12.902668法向基节: pbm=pi*m*cos(rb)= 14.646674蜗杆齿顶高: ha1=m= 5蜗杆齿根高: hf1=1.2*m= 6蜗杆全齿高: h1=ha1+hf1= 11顶隙: c1=0.2*m= 1齿根圆角半径: pf=0.3*m= 1.5蜗杆齿顶圆直径: da1=d1+2*ha1= 50蜗杆齿根圆直径: df1=d1-hf1*2= 28蜗杆齿宽: b1=2.5*m*(z2+1)^0.5=69.597055蜗杆螺牙分度圆轴向弦齿厚: sx1_=0.5*m*pi=7.853982蜗杆螺牙分度圆示向弦齿厚:sn1_=0.5*pi*m*cos(r)= 7.793332蜗杆螺牙法向测齿高度:hcn1_=m+0.5*sn1_*tan(0.5*asin(sn1_*sin(r)^2/d1)) = 5.005840测棒直径: dm=1.67*m= 8.35蜗杆跨棒距:md1=d1-(px1-0.5*pi*m)*cos(r)/tan(angle)+dm*(1/si n(angle)+1)= 51.351762蜗轮分度圆螺旋角：B2=r'= 0.125蜗轮中圆螺旋角：Bm2=r= 7.125016蜗轮分度圆直径：d2=m*z2= 150蜗轮中圆直径：dm2=d2+2*m*x2= 150蜗轮齿顶高：ha2=(1+x2)*m= 5蜗轮齿根高：hf2=(1.2-x2)*m= 6蜗轮全齿高：h2=ha2+hf2= 11蜗轮齿顶圆直径：da2=d2+ha2*2= 160蜗轮齿根圆直径：df2=d2-2*hf2= 138蜗轮外圆直径：de2=da2+m= 165蜗轮齿宽：b2=2*m*(0.5+(q+1)^0.5)= 35蜗轮齿宽包角：xita=2*asin(b2/d1)= 122.089951 蜗轮喉圆半径：rg2=A-0.5*da2= 15db2=d2*cos(angle)= 140.953893端面重合度：ea=(0.5*(da2^2-db2^2)^0.5+m*(1-x2)/sin(angle)-0. 5*d2*sin(angle))/(pi*m*cos(angle))= 1.817161 n1=2000分度圆处滑动速度：vs=pi*d1*n1/(6*10000*cos(r))= 4.221388。

计算项目中心距模数轴截面齿形角传动比变位系数径向间隙头数Z1特性系数q 齿顶高h di 齿根高hg 分度圆直径D fe1节圆直径D je1齿顶圆直径D di1齿根圆直径D g1分度圆螺旋导角λ法向模数m f 轴截面齿距P螺旋导程P Z 螺牙沿分度圆柱上的轴向齿厚S z1螺牙沿分度圆柱上的法向齿厚S f1齿厚测量高度h~齿数Z 2分度圆直径D fe2节圆直径D je2齿根圆直径D g2齿顶圆直径D di2最大外圆直径Dw 2轮缘宽度b 齿顶圆弧半径R 1代 号A M du α螺旋长度L☆蜗 轮圆柱蜗杆传动基本几i ξc蜗杆齿根圆弧半径R 2轮基本几何尺寸计算公式公 式计算结果备注A=0.5M du(Z2+q+2ξ)175.00Mdu=2A/(Z2+q+2ξ) 3.15α=20°20.00i=Z2/Z1=n1/n297.00ξ=(A/Mdu)-0.5(q+z2) 2.06C=0.25Mdu0.79Z1=1,2,4 1.00q=Dfe1/Mdu10.00hdi=Mdu 3.15hg=1.25Mdu 3.94Dfe1=qMdu31.50Dje1=Dfe1+2Mduξ=Mdu(q+2ξ)44.45Ddi1=Mdu(q+2)37.80Dg1=Mdu(q-2.5)23.63λ=arctgZ1/q0.10mf=Mducosλ 3.13L=(12+0.1z2)Mdu68.36Z1=1,2 L=(13+0.1z2)Mdu71.51Z1=4 P=πMdu9.90PZ=πMduZ19.90Sz1=0.45πMdu97.00Sf1=Sz1cosλ96.52h~=Mdu 3.15Z2=iZ197.00Dfe2=MduZ2305.55Dje2=Dfe2=MduZ2305.55Dg2=2(A-0.5Ddi1-0.25Mdu)310.63Ddi2=2(A-0.5Dfe1+Mdu)324.80Dw2=Ddi2+Mdu327.95b=0.65Ddi124.57R1=0.5Dfe1-Mdu12.60R1=0.5Ddi1+0.25Mdu19.69。