蜗轮蜗杆设计要点
1.蜗轮(或斜齿轮)螺旋角β与蜗杆螺旋升角λ大小相等方向相同.
即β=λ+β=+λ
2压力角相等: α1=α2
3中心距A=(d1+d2)/2+放大间隙.
图1. 蜗轮蜗杆传动
4 蜗轮蜗杆传动与模数关系
(A) 如果蜗轮为直齿: m1=m2 公式(1)
(B)如果蜗轮为斜齿: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如下:
m法=m端cosβ公式(2)
5速比: i=蜗轮齿数/蜗杆头数=Z2/Z1 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,我们在手册中可以查到.但对于(m<1)小模数齿轮我们没有相关的手册,因此根据经验我们约定如下:
(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
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=0.6 z=18 d分=mz=0.6*18=10.80
d顶=m(z+2)=0.6*(18+2)=12.00
d根=m(z-2.5)=0.6(18-2.5)=9.30
标准斜齿轮的计算
由查表2可计算出斜齿轮的有关尺寸
例: 已知m=0.6 α=20°β=10°右旋. (附图1中的斜齿轮)
d分=m法*z/cosβ=0.6x26/cos10°=15.84
d顶=d分+2m=15.84+2*0.6=17.04 取17.04 -0.03
d根=d分-2*1.25m=15.84-2*1.25*0.6=14.34
蜗杆的尺寸计算
1 关于蜗杆的特性系数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, 蜗轮滚刀实际上相当于一个开了齿的蜗杆. 蜗轮滚刀模数相同,直径不一样时螺旋升角λ也不一样,也就是说一种蜗轮滚刀不能加工相同模数的任意齿数的蜗轮,需要配很多蜗轮滚刀.为了减少蜗轮滚刀的数量,国家规定了蜗杆特性系数q.我们在设计蜗杆时应尽量选用标准的蜗杆特性系数q. q与m的关系如表3所示:
注:括号中的数字尽可能不用(当用蜗轮滚刀加工时)
.特性系数q与蜗杆分度圆上的螺旋升角λ的关系. 如表4 所示
表4 .特性系数q与螺旋升角λ的关系.
在设计蜗杆传动中.由于我们是将斜齿轮来代替蜗轮的.所以在设计蜗轮蜗杆传动时,可以不受特性系数q的限制.但所设螺旋升角应在表4范围内. 根据表5可以算出蜗杆的尺寸.
例: 如附图2所示已知端面模数m=0.5 Z=2 α=20°λ=7.52°右旋其计算如下:
d分=Zm/tgλ
=2*0.5/tg7.52°=7.58
d顶=d分+2m
=7.58+2*0.5=8.58
d根=d分-2.4m
=7.58-2.4*0.5=6.38
T=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°=0.78
h法分弦=m=0.5
根据蜗轮蜗杆传动要点第6点,取分度圆法向弦齿厚S法分弦为0.78 -0.02-0.04
注: 关于蜗杆减薄量,讲课时说是减薄0.07~0.08.这是根据黄克恭先生的经验定的,本例减薄这个数是根据陈坚先生经验定的,其经验为0.02~0.04. 我(孙工)倾向陈坚先生的减薄量.
蜗轮蜗杆的检验
蜗杆的检验一般检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
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 .
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
根据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'
公法线长度L'.它适用于任意模数的直齿轮. 使用方法是:
L=L'm 公式(8)
例查得: Z=18时跨齿数为3 L'=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它方法,因为公法线长度便于测量.
固定弦齿厚的计算
图4固定弦齿厚的位置
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.
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=0.6 Z=26 α=20°β=10°那么:
S弦=1.387*0.6=0.83
h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=0.6 Z=18
S分弦=1.55688*0.60=0.94 h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=0.6 Z=26 α=20°β=10°
代入已知数: S分法弦=0.6*Z当sin90°/Z当=0.94 S分法弦=0.94-0.02
h分法弦=0.6[1+Z当/2(1-cos90°/Z当)]=0.61
Z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
径节制齿轮尺寸的计算
径节制齿轮各部分尺寸的计算,一般是转化成模数来计算.
其公式: m=25.4/DP 公式(15)
有了模数后,就可以利用前面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,而不必给出模数.
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.与径节制斜齿轮相配的蜗杆要用端面径节去计算.
附表3 径节制斜齿轮的计算
附表1 齿轮标准模数系列(JB111-60)
注: 在选用模数时,括号内的模数尽可能不用.
1、根据负载、以及运动状态（速度、是垂直运动还是水平运动）来计算驱动功率 2、初步估定齿轮模数（必要时，后续进行齿轮强度校核，若在强度校核时，发现模数选得太小，就必须重新确定齿轮模数，关于齿轮模数的选取，一般凭经验、或是参照类比，后期进行安全校核） 3、进行初步的结构设计，确定总传动、以及确定传动级数（几级传动） 4、根据总传动比进行分配，计算出各级的分传动比 5、根据系统需要进行详细的传动结构设计（各个轴系的详细设计），这样的设计一般还在总装图上进行。 6、在结构设计的时候，若发现前期的参数不合理（包括齿轮过大、相互有干涉、制造与安装困难等），就需要及时的返回上面程序重新来过 7、画出关键轴系的简图（一般是重载轴，当然，各个轴系都做一遍当然好），画出各个轴端的弯矩图、转矩图，从而找出危险截面，并进行轴的强度校核 8、低速轴齿轮的强度校核 9、安全无问题后，拆分零件图 渐开线圆柱齿轮传动设计程序主要用于外啮合渐开线圆柱标准直齿齿轮传动设计、渐开线圆柱标准斜齿齿轮传动设计和渐开线圆柱变位齿轮传动设计。程序中的各参数和各设计方法符合相关的国家标准，即：渐开线圆柱齿轮基本轮廓（GB/T1356－2001）、渐开线圆柱齿轮模数（GB/T1357－1987等效采用ISO54－1977），以及《渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法》（GB/T3480－1997等效ISO6336－1966）、渐开线圆柱齿轮精度（GB/T10095－2001等效ISO1328－1997）。程序根据输入的齿轮传动设计参数和相关设计要求，进行齿轮几何尺寸的计算、齿轮接触疲劳强度校核和弯曲疲劳强度校核的计算，以及相关公差值的计算等。整个设计过程分步进行，界面简洁，操作方便 硬齿面齿轮 风力发电增速齿轮箱中，其输入轴承受叶片传过来的轴向力、扭矩和颠覆力矩。中间轴上的齿轮承受输入端传过来的力矩和输出端刹车时传过来的刹车力矩。输出轴上的齿轮承受中间轴传过来的扭矩，同时也承受输出端刹车时带来的刹车力矩。 一、齿轮箱输入轴、中间轴和输出轴上各种齿轮的受力分析 风力发电增速齿轮箱中，其输入轴承受叶片传过来的轴向力、扭矩和颠覆力矩。中间轴上的齿轮承受输入端传过来的力矩和输出端刹车时传过来的刹车力矩。输出轴上的齿轮承受中间
蜗杆斜齿轮传动的设计方法 发表时间：2018-08-07T12:05:58.323Z 来源：《知识-力量》2018年9月上作者：陈远琴[导读] 对蜗轮副啮合与圆柱斜齿轮和蜗杆啮合进行对比分析，提出在传动载荷不大的情况下将蜗轮替换成圆柱斜齿轮的运用，并分析提出斜齿轮加工优势及装配优势，最后通过实例举证斜齿轮替代蜗轮在现实中的运用。（贵州群建精密机械有限公司，贵州省遵义市 563003） 摘要：对蜗轮副啮合与圆柱斜齿轮和蜗杆啮合进行对比分析，提出在传动载荷不大的情况下将蜗轮替换成圆柱斜齿轮的运用，并分析提出斜齿轮加工优势及装配优势，最后通过实例举证斜齿轮替代蜗轮在现实中的运用。关键词：斜齿轮蜗轮副中心高 1、引言 蜗轮副减速器是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换将电机的转速减速到所需要的转速，并得到较大转矩的机构。在传递动力与运动的机构中应用范围相当广泛。加工蜗轮时理论上应使用专用的蜗轮滚刀，由于蜗轮规格较多，在实际工作中往往因为没有专用的滚刀，而用其他相近的滚刀代替，如飞刀等，但是这个加工带来了麻烦。因而在蜗轮副传递载荷不大的情况下可以用斜齿轮替代蜗轮，可以将加工简单方便化。 2、蜗轮副啮合与斜齿轮和蜗杆啮合情况分析 在蜗杆与蜗轮啮合时，蜗杆是以轴向模数为标准值，蜗杆的端面齿形有阿基米德螺旋线和延长渐开线以及渐开线三种状态，而蜗杆与圆柱斜齿轮啮合时，斜齿轮以法向模数和法相齿形角为标准值，所以蜗杆也多以法向模数和法向齿形角为标准值，蜗杆端面齿形时延长渐开线，我们通常称作Zn型蜗杆，所以斜齿轮替代蜗杆主要以法向模数为标准值来设计斜齿轮。 图一是蜗杆和蜗轮的啮合示意图，图中蜗杆轴向齿距Px=BC=AC’=πM，蜗轮端面齿距Pt=πM，Px=Pt。 图二是蜗杆与斜齿轮啮合，图中斜齿轮的法向齿距Pn2=πMn，蜗杆法向齿距Pn1=BD=AD’=πMn，当Pn1=Pn2=πMn时他们才能正确啮合。 M………………………………蜗杆轴向模数（蜗轮端面模数） Mn………………………………………………………法向模数一般蜗杆与蜗轮啮合时，蜗杆受其直径系数q的限制，变化较大，与之啮合的蜗轮也将因为没有相应的蜗轮滚刀而不便加工，且中心距的要求准确及加工成型的蜗轮副配对斑点等高要求，蜗杆的中心线应该与蜗轮中心平面重合，及△L越小越好（如图一）否则不能达到最佳啮合状态，会造成啮合噪音增加，磨损加快等不利现象发生，故加工蜗轮时需要专用的蜗轮滚刀，若无专用滚刀而是用飞刀加工，机床必须要有切向刀架，操作麻烦，效率较低，通常不建议用该种方法加工蜗轮。 而蜗杆与斜齿轮啮合时，就不受蜗杆直径系数q的限制，中心距可以根据速比和刚度而定，加工斜齿轮相对于蜗轮较方便，不需要专用的蜗轮滚刀，并且加工斜齿轮可以通过剃齿，磨齿等工艺来对齿面精度进行提高，以达到提高减速器精度的目的，另外蜗杆对圆柱斜齿轮的轴向位置没有严格的要求，安装和拆卸都比较方便。[2] 3、实例举证 3.1、蜗轮副减速器状态
1.选定类型，精度等级，材料及齿数 （1）直齿圆柱硬齿面齿轮传动 （2）精度等级初定为8级 （3）选择材料及确定需用应力 小齿轮选用45号钢，调质处理，（217-255）HBS 大齿轮选用45号钢，正火处理，（162-217）HBS （4）选小齿轮齿数为Z1=24，Z2=3.2x24=76.8.取Z2=77 2. 按齿面接触强度设计计算 （1）初选载荷系数K t 电动机；载荷状态选择：中等冲击；载荷系数K t 的推荐范围为（1.2-2.5），初选载荷系数K t ：1.3， （2）小齿轮转矩 )(29540/97039550000/9550111mm N n P T ?=?==(3)选取齿 宽系数1=d φ. ⑷取弹性影响系数2 1 8.189MPa Z E = ⑸按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限为MPa 5801lim =σ。大齿轮的接触疲劳强度极限为MPa 5202lim =σ
⑹计算应力循环次数 N 1=60n 1jl h =60X970X1X(16X300X15)=4.470X109 N 99 210397.12 .310470.4?=?= ⑺取接触疲劳寿命系数K .89.0,88.021==HN HN K ⑻计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系数S=1 []a HN H MP MPa S K 4.5105709.01lim 11=?==σσ []a HN H MP MPa S K 8.46253095.02 lim 22=?== σσ ⑼按齿面接触强度设计计算 ①试算小齿轮分度圆直径 mm Z u u T K d H E d t t 248.56)8 .4628.189(2.32.4110954.28.132.2)][(132.232 43211=???=+?σφ②计算齿 轮圆周转速v 并选择齿轮精度 s m n d V t /48.21000 60970 248.561000 601 1=???= ?= ππ ③计算齿轮宽度b mm d b t d 248.56248.5611=?=?=φ
(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。
蜗轮蜗杆设计要点 1.蜗轮(或斜齿轮)螺旋角β与蜗杆螺旋升角λ大小相等方向相同. 即β=λ+β=+λ 2压力角相等: α1=α2 3中心距A=(d1+d2)/2+放大间隙. 图1. 蜗轮蜗杆传动 4 蜗轮蜗杆传动与模数关系 (A) 如果蜗轮为直齿: m1=m2 公式(1) (B)如果蜗轮为斜齿: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如下: m法=m端cosβ公式(2) 5速比: i=蜗轮齿数/蜗杆头数=Z2/Z1 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,我们在手册中可以查到.但对于(m<1)小模数齿轮我们没有相关的手册,因此根据经验我们约定如下: (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 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=0.6 z=18 d分=mz=0.6*18=10.80 d顶=m(z+2)=0.6*(18+2)=12.00 d根=m(z-2.5)=0.6(18-2.5)=9.30 标准斜齿轮的计算 由查表2可计算出斜齿轮的有关尺寸 例: 已知m=0.6 α=20°β=10°右旋. (附图1中的斜齿轮) d分=m法*z/cosβ=0.6x26/cos10°=15.84 d顶=d分+2m=15.84+2*0.6=17.04 取17.04 -0.03 d根=d分-2*1.25m=15.84-2*1.25*0.6=14.34
收稿日期:2006-05-20 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50175112);欧盟Asia -link 资助项目(ASI /B7-301/98/679-023);欧盟Asia IT &C 资助项目(ASI /B &-301/3252-099/71553). 作者简介:刘舸(1972-),男,重庆人,硕士,主要从事蜗杆蜗轮传动研究;苏代忠,男,教授,博士生导师,联合国信 息科学院院士,主要从事机械传动理论与设计、CAD /CAM /CAE 和人工智能等方面研究. 【机械工程】 渐开线圆柱蜗杆斜齿轮传动试验分析 刘 舸1 ,苏代忠 2,3 ,彭文捷 3 (1.重庆工学院,重庆400050;2.诺丁汉特伦特大学机械传动研究室,英国诺丁汉; 3.重庆大学机械传动国家重点实验室,重庆400044) 摘要:圆柱蜗杆斜齿轮传动是在传统的蜗杆蜗轮传动中用斜齿轮取代蜗轮而形成一种新的蜗杆 传动形式.采用机械传动试验台对蜗杆斜齿轮传动与蜗杆蜗轮传动进行传动效率的比较试验,通过结果分析了圆柱蜗杆斜齿轮传动代替蜗杆蜗轮传动中的可行性.关 键 词:蜗杆蜗轮传动;蜗杆斜齿轮传动;机械传动试验台;传动效率中图分类号:TH132 文献标识码:A 文章编号:1671-0924(2006)08-0034-04 Experimental Analysis of an Involute Cylindrical Worm Helical Gear Transmission LIU Ge 1,SU Dai _zhong 2,PENG Wen _jie 3 (1.Chongqin g Institute of Technology ,Chongqing 400050,China ;2.Research Section for M echanical Trans mission , Nottingham Trent University ,Nottingham ,UK ;3.State Key Laboratory of Mechanical Transmission , Chonqing University ,Chonqing 400044,China ) A bstract :Involute cylindrical worm _helical gear transmission is to use helical gears to replace worm wheels in traditional worm wheel transmission so as to form a new worm transmission .Using mechanical transmission test table to carr y out comparative test bet w een the wor m helical gear transmission and wor m wheel transmis -sion ,this paper analyzes the feasibility of replacing worm wheel transmission with c ylindrical wor m helical gear transmission .Key words :worm wheel transmission ;wor m helical gear transmission ;mechanical transmission testing table ;transmission efficiency 0 引言 蜗杆蜗轮传动用于传递交错轴之间的动力和回转运 动,其中渐开线圆柱蜗杆蜗轮传动应用最为广泛.渐开线 圆柱蜗杆蜗轮传动除了具有普通圆柱蜗杆的优点(传动可以实现大传动比,而且工作平稳、噪声小,必要时,还可以做成自锁)外,还具有蜗杆齿面可以磨削、齿面强度大、精 第20卷 第8期Vol .20 No .8重 庆 工 学 院 学 报Journal of Chongqing Institute of Technology 2006年8月Aug .2006
蜗轮蜗杆传动 蜗轮蜗杆传动用于两轴交叉成90度，但彼此既不平行又不相交的情况下，通常在蜗轮传动中，蜗杆是主动件，而蜗轮是被动件。 蜗轮蜗杆传动有如下特点： 1）结构紧凑、并能获得很大的传动比，一般传动比为7-80。 2) 工作平稳无噪音 3) 传动功率范围大 4）可以自锁 5）传动效率低，蜗轮常需用有色金属制造。蜗杆的螺旋有单头与多头之分。 传动比的计算如下： I=n1/n2=z/K n1-蜗杆的转速 n2-蜗轮的转速 K-蜗杆头数 Z-蜗轮的齿数 蜗轮及蜗杆机构 一、用途： 蜗轮蜗杆机构常用来传递两交错轴之间的运动和动力。蜗轮与蜗杆在其中间平面内相当於齿轮与齿条,蜗杆又与螺杆形状相似。 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 ==m ，== 2 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。 蜗杆蜗轮传动中蜗轮转向的判定方法，可根据啮合点K处方向、方向（平行於螺旋线的切线）及应垂直於蜗轮轴线画速度矢量三角形来判定；也可用「右旋蜗杆左手握，左旋蜗杆右手握，四指拇指」来判定。 五、蜗轮及蜗杆机构的特点 可以得到很大的传动比，比交错轴斜齿轮机构紧凑
第2章渐开线圆柱齿轮几何参数设计计算 2．1 概述 渐开线圆柱齿轮设计是齿轮传动设计中最常用、最典型的设计，掌握其设计方法是齿轮设计者必须具备的，对于其它类型的传动也有很大的帮助。在此重点讨论渐开线圆柱齿轮设计的设计技术。 2．2 齿轮传动类型选择 直齿（无轴向力） 斜齿（有轴向力，强度高，平稳） 双斜齿（无轴向力，强度高，平稳、加工复杂） 2．3 齿轮设计的主要步骤 多级速比分配 单级中心距估算 齿轮参数设计 齿轮强度校核 齿轮几何精度计算 2．4 齿轮参数设计原则 （1) 模数的选择 模数的选择取决于齿轮的弯曲承载能力，一般在满足弯曲强度的条件下，选择较小的模数，对减少齿轮副的滑动率、増大重合度，提高平稳性有好处。但在制造质量没有保证时，应选择较大的模数，提高可靠性，模数増大对动特性和胶合不利。 模数一般按模数系列标准选取，对动力传动一般不小于2 对于平稳载荷：mn=(0.007-0.01)a 对于中等冲击：mn=(0.01-0.015)a 对于较大冲击：mn=(0.015-0.02)a （2）压力角选择 an=20 大压力角（25、27、28、30）的优缺点：
优点：齿根厚度和渐开线部分的曲率半径增大，对接触弯曲强度有利。齿面滑动速度减小，不易发生胶合。根切的最小齿数减小。缺点：齿的刚度增大，重合度减小，不利于齿轮的动态特性。轴承所受的载荷增大。过渡曲线长度和曲率半径减小，应力集中系数增大。 小压力角（14.5、15、16、17.5、18）的优缺点： 优点：齿的刚度减小，重合度增大，有利于齿轮的动态特性。轴承所受的载荷减小。缺点：齿根厚度和渐开线部分的曲率半径减小，对接触弯曲强度不利。齿面滑动速度增大，易发生胶合。根切的最小齿数增多。 （3）螺旋角选择 斜齿轮螺旋角一般应优先选取整:10-13. 双斜齿轮螺旋角一般应优先选取:26-33. 螺旋角一般优先取整数，高速级取较大，低速级取较小。 考虑加工的可能性。 螺旋角增大的优缺点： 齿面综合曲率半径增大，对齿面接触强度有利。 纵向重合度增大，对传动平稳性有利。 齿根的弯曲强度也有所提高（大于15度后变化不大）。 轴承所受的轴向力增大。 齿面温升将增加，对胶合不利。 断面重合度减小。 （4）齿数的选择 最小齿数要求（与变位有关） 齿数和的要求 齿数互质要求 大于100齿的质数齿加工可能性问题（滚齿差动机构） 高速齿轮齿数齿数要求 增速传动的齿数要求 （5）齿宽和齿宽系数的选择 一般齿轮的齿宽由齿宽系数来确定， φa=b/a φd=b/d1 φm=b/mn φa=(0.2-0.4)
蜗轮蜗杆设计特点 1.蜗轮(或斜齿轮)螺旋角β与蜗杆螺旋升角λ大小相等方向相同. 即β=λ+β=+λ 2压力角相等: α1=α2 3中心距A=(d1+d2)/2+放大间隙. 图1. 蜗轮蜗杆传动 4 蜗轮蜗杆传动与模数关系 (A) 如果蜗轮为直齿: m1=m2 公式(1) (B)如果蜗轮为斜齿: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如下: m法=m端cosβ公式(2) 5速比: i=蜗轮齿数/蜗杆头数=Z2/Z1 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,我们在手册中可以查到.但对于(m<1)小模数齿轮我们没有相关的手册,因此根据经验我们约定如下: (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 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=0.6 z=18 d分=mz=0.6*18=10.80 d顶=m(z+2)=0.6*(18+2)=12.00 d根=m(z-2.5)=0.6(18-2.5)=9.30 标准斜齿轮的计算 由查表2可计算出斜齿轮的有关尺寸 例: 已知m=0.6 α=20°β=10°右旋. (附图1中的斜齿轮) d分=m法*z/cosβ=0.6x26/cos10°=15.84 d顶=d分+2m=15.84+2*0.6=17.04 取17.04 -0.03 d根=d分-2*1.25m=15.84-2*1.25*0.6=14.34
直齿圆柱齿轮设计 1.齿轮传动设计参数的选择 齿轮传动设计参数的选择： 1）压力角α的选择 2）小齿轮齿数Z1的选择 3）齿宽系数φd的选择 齿轮传动的许用应力 精度选择 压力角α的选择 由《机械原理》可知，增大压力角α，齿轮的齿厚及节点处的齿廓曲率半径亦皆随之增加，有利于提高齿轮传动的弯曲强度及接触强度。我国对一般用途的齿轮传动规定的压力角为α=20o。为增强航空有齿轮传动的弯曲强度及接触强度，我国航空齿轮传动标准还规定了α=25o的标准压力角。但增大压力角并不一定都对传动有利。对重合度接近2的高速齿轮传动，推荐采用齿顶高系数为1～1.2，压力角为16 o～18 o的齿轮，这样做可增加齿轮的柔性，降低噪声和动载荷。 小齿轮齿数Z 1 的选择 若保持齿轮传动的中心距α不变，增加齿数，除能增大重合度、改善传动的平稳性外，还可减小模数，降低齿高，因而减少金属切削量，节省制造费用。另外，降低齿高还能减小滑动速度，减少磨损及减小胶合的可能性。但模数小了，齿厚随之减薄，则要降低齿轮的弯曲强度。不过在一定的齿数范围内，尤其是当承载能力主要取决于齿面接触强度时，以齿数多一些为好。 闭式齿轮传动一般转速较高，为了提高传动的平稳性，减小冲击振动，以齿数多 一些为好，小一些为好，小齿轮的齿数可取为z 1 =20~40。开式（半开式）齿轮传动，由于轮齿主要为磨损失效，为使齿轮不致过小，故小齿轮不亦选用过多的齿 数，一般可取z 1 =17~20。 为使齿轮免于根切，对于α=20o的标准支持圆柱齿轮，应取z 1≥17。Z 2 =u·z 1 。 齿宽系数φ d 的选择
由齿轮的强度公式可知，轮齿越宽，承载能力也愈高，因而轮齿不宜过窄；但增 大齿宽又会使齿面上的载荷分布更趋不均匀，故齿宽系数应取得适合。圆柱齿轮齿宽系数的荐用值列于下表。对于标准圆柱齿轮减速器，齿宽系数取为 所以对于外捏合齿轮传动φ a 的值规定为0.2，0.25，0.30，0.40，0.50，0.60，0.80，1.0，1.2。运用设计计算公式时，对于标准减速器，可先选定再用上式计 算出相应的φ d 值 表：圆柱齿轮的齿宽系数φ d 装置状况两支撑相对小齿轮作对 称布置两支撑相对小齿轮作不对 称布置 小齿轮作悬臂布 置 φd0.9～1.4（1.2～1.9）0.7～1.15（1.1～1.65）0.4～0.6 注：1）大、小齿轮皆为硬齿面时φ d 应取表中偏下限的数值；若皆为软齿面或仅大齿轮为 软齿面时φ d 可取表中偏上限的数值； 2)括号内的数值用于人自齿轮，此时b为人字齿轮的总宽度； 3)金属切削机床的齿轮传动，若传递的功率不大时，φ d 可小到0.2； 4)非金属齿轮可取φ d ≈0.5～1.2。 齿轮传动的许用应力 齿轮的许用应力[σ]按下式计算 式中参数说明请直接点击 疲劳安全系数S 对接触疲劳强度计算，由于点蚀破坏发生后只引起噪声、振动增大，并 不立即导致不能继续工作的后果，故可取S=S H =1。但是，如果一旦发生断齿，就 会引起严重的事故，因此在进行齿根弯曲疲劳强度的计算时取S=S F =1.25~1.5.
[4] involute Σ Worm and Helical Gear Design System Fig. 4.1 involute Σ Worm and Helical Gear Design System 4.1 Introduction The involute Σ Worm and Helical Gear Design System is a complete design system for worm and helical gear sets. 4.2. Software Features Table 4.1 shows the available software features. Table 4.1. Software Features Item Page Applicable <1> Basic Rack Setting 18 ○ <2> Worm Tooth Profile (Type 1) 18 ○ <3> Worm Tooth Profile (Type 3,4) 18 ◎ <4> Gear Dimension 18 ○ <5> Gear Meshing Drawing 18 ○ <6> Tooth Profile Rendering (Image Display) 19 ◎ <7> Tooth Profile Rendering (Mounting Error Adjustment) 19 ◎ <8> Helical Gear Specification Correction 19 ◎ <9> Tooth Profile Data File Output (2D-DXF, 3D-DXF) 20 ○ <10> Tooth Profile Data File Output (3D-IGES) 20 ◎ <11> Strength Calculation (POM) 18 ○ <12> 2D-FEM Tooth Profile Stress Analysis 19 ◎ <13> Transmission Error Analysis 19 ◎ <14> Fourier Analysis 20 ◎ <15> Sliding Speed and Hertzian Stress Graphs 20 ◎ <16> Design Data Management -- ○ <17> Tooth Profile Modification 18 ◎ <18> Strength Calculation (Polyamide) 18 ◎ <19> Tooth Contact Analysis 20 ◎ ○ (Supported as standard) ◎ (Optional) 4.3 Basic Rack Setting Fig. 4.2 shows the Basic rack initial dimension setting screen. For the worm type, Type 1, 3, or 4 can be selected. Fig.4.2 Basic Rack Initial Dimension Setting 4.4 Gear Dimension Setting The user can specify the module, number of starts, number of teeth, pressure angle, and reference tip diameter to calculate the gear dimensions. The center distance and tooth surface thinning factor can be specified as desired. Fig. 4.3 shows the gear dimension setting screen and Fig. 4.4 shows the calculated gear dimensions. The Tooth profile modification screen shown in Fig. 4.4 enables the user to modify the tooth profile of the worm. Fig. 4.3 Gear Dimension Settings Fig. 4.4 Tooth Profile Modification Fig. 4.5 Calculated Worm Gear Dimensions 4.5 Tooth Profile Drawing Fig. 4.6 shows the cross-sectional tooth profiles of the worm and the helical gear meshed at the axial center of the worm. Fig. 4.6 Gear Meshing Drawing 4.6 Strength Calculation Fig. 4.7 shows the strength setting screen. For helical gears (resin), the System calculates the strength based on the Lewis formula. The stress values are experimental values taking into account the temperature and life cycle of the material. Fig. 4.8 shows the result of the strength calculation. The available material options for helical gears are M90-44, KT-20, GH-25, and Nylon.
1. 选定齿轮类型、精度等级、材料级齿数 1）选用直齿圆柱齿轮齿条传动。 2）速度不高，故选用 7 级精度（ GB10095-88）。 3）材料选择。由表 10-1 选择小齿轮材料为 40Cr(调质 )，硬度为 280HBS ，齿条 材料为 45 钢（调质）硬度为 240HBS 。 4）选小齿轮齿数 Z 1 =24，大齿轮齿数 Z 2 = ∞。 2. 按齿面接触强度设计 由设计计算公式进行计算，即 3 K t T 1 u + 1 Z E d 1t ≥ 2.32 √ ?( ) 2 φd u [ σ ] H (1) 确定公式内的各计算数值 1）试选载荷系数 K t =1.3。 2）计算小齿轮传递的转矩。 （预设齿轮模数 m=8mm,直径 d=160mm ） T 1 = 95.5 ×105 P 1 = 95.5 ×105 ×0.2424 n 1 7.96 = 2.908 ×105 N ?mm 3) 由表 10-7 选齿宽系数 φ = 0.5。 d 1 4）由表 10-6 查得材料的弹性影响系数 Z E = 189.8MPa 2 。 5）由图 10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 σ = 600MPa;齿 Hlim1 条的接触疲劳强度极限 σ = 550MPa 。 Hlim2 6）由式 10-13 计算应力循环次数。 N 1 = 60n 1 jL h = 60 × ( 2× 0.08× 200 × ) = × 4 7.96 ×1 × 4 6.113 10 7)由图 10-19 取接触疲劳寿命系数 K HN1 = 1.7。 8）计算接触疲劳许用应力。 取失效概率为 1%，安全系数 S=1，由式（ 10-12）得 [ σH ] 1 = K HN1 σHlim1 ×600MPa = 1020MPa = 1.7 S (2) 计算 1）试算小齿轮分度圆直径 d ,代入 [σ ] 。 t1 H 1
一、蜗轮、蜗杆齿轮的功用与结构 蜗轮、蜗杆的功用主要用于传递交错轴间运动和动力，通常，轴交角∑＝90°。其优点是传动比大，工作较平稳，噪声低，结构紧凑，可以自锁；缺点是当蜗杆头数较少时，传动效率低，常需要采用贵重的减摩有色金属材料，制造成本高。 蜗轮是回转形零件，蜗轮的结构特点和齿轮基本相似，直径一般大于长度，通常由外圆柱面、内环面、内孔、键槽（花键槽）、轮齿、齿槽等组成。根据结构形式的不同，齿轮上常常还有轮缘、轮毂、腹板（孔板）、轮辐等结构。按结构不同蜗轮可分为实心式、腹板式、孔板式、轮辐式等多种型式。 蜗杆的结构和轴相似，其结构特点是长度一般大于直径，通常由外圆柱面、圆锥面、螺纹及阶梯端面等所组成。蜗杆上啮合部分的轮齿呈螺旋状，有单头和多头之分，单头蜗杆的自锁性能好、易加工，但传动效率低。 二、普通圆柱蜗轮、蜗杆的测绘步骤 蜗轮、蜗杆的测绘比较复杂，要想获得准确的测绘数据，就必须具备较全面的蜗杆传动方面的知识。同时应合理选择测量工具及必要的检测仪器，掌握正确的测量方法，并对所测量的数据进行合理的分析处理，提出接近或替代原设计的方案，直接为生产服务。 测绘蜗轮、蜗杆时，主要是确定蜗杆轴向模数m a（即蜗轮端面模数m t），蜗杆的直径系数q和导程角γ(即蜗轮的螺旋角β)。下面以普通圆柱蜗轮蜗杆测绘为例，说明标准蜗轮蜗杆的基本测绘步骤。 1. 首先对要测绘的蜗轮、蜗杆进行结构和工艺分析。 2. 画出蜗轮、蜗杆的结构草图和必须的参数表，并画出所需标注尺寸的尺寸界线及尺寸线。 3. 数出蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2。 4. 测量出蜗杆齿顶圆直径d a l、蜗轮喉径d a i和蜗轮齿顶外圆直径d ae。 5. 在箱体上测量出中心距a。 6. 确定蜗杆轴向模数m a (即涡轮端面模数m t) 7. 确定蜗杆的导程角γ(蜗轮的螺旋角β)，并判定γ及β的方向。 根据计算公式tgγ= z 1m a / d1，因d1= d a1-2m a则 γ= tg -1 z1m a/ (d a1-2m a) 8. 确定蜗杆直径系数q 根据计算公式q = d 1/ m a 或q = z 1/ tg γ计算出q值，且应按标准系列选取与其相近的标 准数值。 9. 根据计算公式，计算出其它各基本尺寸，如齿根圆直径d f1、d f2，齿顶高h a1、h a2，齿根高h f1、h f2等。 10. 所得尺寸必须与实测中心距a核对，且符合计算公式： a = m a / 2 (q+z2) 11. 测量其它各部分尺寸，如毂孔直径、键槽尺寸等。 12. 根据使用要求，确定蜗轮、蜗杆的精度，一般为7~9级。 13. 用类比法或查资料确定配合处的尺寸公差和形位公差。 14. 用粗糙度量块对比或根据各部分的配合性质确定表面粗糙度。 15. 尺寸结构核对无误后，绘制零件图。 三、普通圆柱蜗杆、蜗轮的测绘 1. 几何参数的测量 （1）蜗杆头数z1〔齿数)、蜗轮齿数z2 目测确定z1，并数出z2。
蜗杆传动（15）、齿轮传动（20） 共计：35题 1．如图所示为一蜗杆起重装置。已知：蜗杆头数11=z ，模数5=m ，分度圆直径601=d ｍｍ，传动效率25.0=η，卷筒直径320=D ｍｍ，需要提起的重量 6300=G Ｎ，作用在手柄上的力280=F ，手柄半径180=l mm 。试确定： 蜗杆起重装置 (1) 蜗杆的齿数2z (2) 蜗杆所受的轴向力1a F 的大小及方向； (3) 提升重物时手柄的转向。 解：（1）通过手柄施加给蜗杆的驱动转矩为： mm N Fl T ??=?==411004.5180280 提升重物Ｇ所需要的蜗轮的转矩为：mm N D G T ??=?=? =6210008.12 320 63002 由于1T 和2T 满足的关系式：ηi T T 12=，因此有：5025 .01004.510008.146 12=???==ηT T i 所以5012==i z z （２）蜗杆所受的轴向力1a F 为：N mz T d T F F t a 8064222 2 2221=== -= 1a F 的方向水平向右。 （3）当提升重物时，蜗轮逆时针转动，蜗杆所受轴向力水平向右，由于蜗杆右旋，所以， 根据右手定则可以判断出手柄的转向为竖直向下（即从手柄端看为顺时针方向）。
2．如果所示为一升降机传动装置示意图。已知电动机功率KW P 8=，转速 m in /9701r n =，蜗杆传动参数为11=z ，402=z ,mm m 10=，8=q ， '''30207ο=λ,右旋，蜗杆蜗轮副效率75.01=η。设整个传动系统的总效率为68.0=η，卷筒直径mm D 630=。试求： 升降机传动装置示意图 (b) (1) 当升降机上行时，电动机的转向（在图中标出即可）； (2) 升降机上行时的速度v ； (3) 升降机的最大载重量Ｑ； (4) 蜗杆所受的各分力的大小及方向（方向在图中标出即可）。 解：当升降机上行时，电动机的转向n 电如图（a ）所示。 (1) 因为传动比401401221==== z z n n i ，所以有：min /25.2440 970132r i n n n ==== 又因为卷筒3的线速度即为升降机上行的速度，所以：s m Dn v /8.01000 603 =?=π (2) 升降机的最大载重量Q 为：N v Q 68008 .068 .0810001000=??== ρη (3) 对蜗杆进行受力分析，其各分力的方向如图(b)所示。升降机工作时电动机对蜗杆1的驱 动转矩T 1为：m N n P T ?=?=76.7810 55.91 6 1 蜗轮２所产生的转矩T ２为：m N i T T ?==2363112η 所以，蜗杆所受的各分力的大小为：
斜齿蜗轮蜗杆减速机 斜齿轮减速机，是新颖减速传动装置。采用最优化，模块组合体系先进的设计理念，具有体积小、重量轻、传递转矩大、起动平稳、传动比分级精细等性质，可根据用户要求进行任意连接和多种安装位置的选择。 分类及应用： 一、R系列斜齿轮减速机 R系列斜齿轮减速机，具有体积小、重量轻、承载能力高，效率高、使用寿命长，安装方便，所配电机功率范围广，传动比分级精细等特点。可广泛的应用于各行业需要减速的设备上。 二、S系列斜齿轮蜗轮蜗杆减速电机 斜齿轮蜗轮减速机采用电机直联形式，结构为一级斜齿轮加一级蜗轮蜗杆传动。输出为轴装式，具有六种基本安装形式。可正反转运转，斜齿轮采用硬齿面，运转平稳，承载能力大，工作环境温度-10℃～40℃，该产品与同类产品比具有速度变化范围大，结构紧凑，安装方便等特点。可广泛用于冶金、矿山、起重、轻工、化工、运输、建筑等各种机械设备的减速机构。 三、K系列伞齿轮-斜齿轮减速电机 伞齿轮-斜齿轮减速电机采用电机直联形式，结构为一级斜齿轮加一级蜗轮蜗杆传动。输出为轴装式，具有六种基本安装形式。可正反转运转，斜齿轮采用硬齿面，运转平稳，承载能力大，工作环境温度-10℃～40℃，该产品与同类产品比具有速度变化范围大，结构紧凑，安装方便等特点。可广泛用于冶金、矿山、起重、轻工、化工、运输、建筑等各种机械设备的减速机构。 四.F系列平行轴减速电机 F系列平行轴减速电机采用单元结构模块化设计原理，大大减少了零部件种类和库存量，也大大缩短了交货周期。产品广泛应用于轻工、食品、啤酒饮料、化工、自动扶梯、自动化仓储设备、建筑、机械、钢铁冶金、造纸、人造板机械、汽车制造、烟草机械、水利、印刷包装、制药、
齿轮、蜗杆与蜗轮的装配 1、装配前应熟悉设备技术文件，了解安装位置、转动方向、转速和润滑方式等。 2、装配前应做好下列检查： ⑴齿轮（或蜗轮）的模数、外径、节圆直径； ⑵齿轮（或蜗轮）的孔与轴的配合，键与键槽的配合； ⑶如发现主动轴与从动轴的距离、平行度或垂直度（特别是人字齿轮）有超差时，应提请有关部门解决后，方可装配； 3、齿轮（或蜗轮）装于轴上时，应检查其径向跳动和端面跳动。检查时将齿轮以及划针盘、百分表等固定在支架上，转动齿轮测量其偏差值。 4、每对齿轮装配后，应按下列方法检查装配间隙和接触情况。 ⑴用塞尺检查两齿啮合时的侧间隙，将小齿轮转向一侧，使两齿轮紧密接触，然后用塞尺在两齿未接触面间测量；检查顶间隙时，应使一齿顶与另一齿根相互对正后再进行。侧间隙应符合下表要求： 正齿轮之齿侧间隙（mm） 正齿轮之顶间隙，若无规定时可用下列公式计算： C=0.20m~0.25m------------------------------------------------------------------------------------（26）C—为顶间隙，mm m—为该齿轮的模数。 ⑵用压铅法检查齿轮的顶间隙和侧间隙时，铅丝长度不得少于5个齿距，铅丝直径不宜超过顶间隙的3倍，齿面的两端各放一根铅丝，用油脂贴在齿面上，对于齿宽较大的齿轮，沿齿宽方向应均匀放置至少2根铅条，转动两齿轮后取出压扁后的铅丝，用千分尺测量被压铅丝的厚度。 ⑶用塞尺或压铅法检查啮合间隙，应在齿轮周圈选择0°、90°、180°、270°四处测量。 ⑷用着色法检查齿轮的接触面，其接触斑点的百分值应符合下表：
蜗杆传动 1 ?如图所示为一蜗杆起重装置。已知：蜗杆头数 乙1，模数m 5，分度圆直 径d i 60 mm,传动效率 0.25，卷筒直径D 320 mm,需要提起的重量 G 6300N,作用在手柄上的力F 280，手柄半径I 180mm 。试确定： Z 2 G 蜗杆起重装置 (1)蜗杆的齿数Z 2 ⑵ 蜗杆所受的轴向力F a1的大小及方向; (3)提升重物时手柄的转向。 解：(1 )通过手柄施加给蜗杆的驱动转矩为： 4 T 1 FI 280 180 5.04 10 N mm 提升重物G 所需要的蜗轮的转矩为： T 2 G 号 6300 320 6 卜 1.008 10 N mm 2 由于T 1和T 2满足的关系式：T 2 TJ ，因此有： .T 2 1.008 106 门 CH i T 1 4 50 5.04 104 0.25 所以 Z 2 Z 1i 50 (2)蜗杆所受的轴向力 F a1为：F a1 F t2经 空 2 8064 N d 2 mz 2 F a1的方向水平向右。 (3)当提升重物时，蜗轮逆时针转动，蜗杆所受轴向力水平向右，由于蜗杆右旋，所以, 根据右手定则可以判断出手柄的转向为竖直向下(即从手柄端看为顺时针方向) <
2 ?如果所示为一升降机传动装置示意图。已知电动机功率 P 8KW ，转速 4 3 2 D - n 电 F a n1 V 1 F t i i Q ⑻ (b ) o n i n n a 2 40 i v i F r1 F r F a1 0.68，卷筒直径D 630mm 。试求: 升降机传动装置示意图 蜗轮2所产生的转矩 T 2为：T 2 T 1i 1 2363N m 所以，蜗杆所受的各分力的大小为: n 1 970r/min ,蜗杆传动参数为z 1 1 , z 2 40 , m 10mm , q 8 , 7 2030'',右旋，蜗杆蜗轮副效率 1 0.75。设整个传动系统的总效率为 (1) 当升降机上行时，电动机的转向(在图中标出即可)； (2) 升降机上行时的速度v ; (3) 升降机的最大载重量Q; ⑷ 蜗杆所受的各分力的大小及方向(方向在图中标出即可) 解：当升降机上行时，电动机的转向 n 电如图(a )所示。 又因为卷筒3的线速度即为升降机上行的速度，所以: (2) 升降机的最大载重量 Q 为：Q - v (3) 对蜗杆进行受力分析， 其各分力的方向如图 1000 (b)所 示。 068 6800N 8 0.8 升降机工作时电动机对蜗杆 1的驱 6 P 动转矩T 1为：T 1 9.55 10 — n 1 78.76N m F t 2 纽互 H815N d 2 mz 2 n 1 z 2 40 (1)因为传动比i 」」 40，所以有: n 2 z 1 1 24.25r/ min 匹 0.8m/s 60 1000 2T 1 2T 1 2 78.76 103 d 1 mq 10 8 1969N 970