蜗轮蜗杆设计参数

蜗轮蜗杆传动设计

一、设计原理：

二、设计步骤：

1.确定传动参数：包括传动比、转速比、传递功率等。传动比决定了蜗轮齿数和蜗杆的螺纹走向，转速比决定了蜗轮和蜗杆的转速。传递功率则决定了蜗轮和蜗杆的材料和尺寸。

2.选择合适的蜗轮和蜗杆材料：蜗轮和蜗杆一般选择高强度和耐磨损的材料，如合金钢、铸铁等。

3.计算蜗轮和蜗杆的尺寸：根据传动参数和材料性能，计算蜗轮和蜗杆的齿数、模数、齿宽等。

4.计算传动效率：传动效率是指输入输出转矩之比，根据蜗轮和蜗杆的齿数、螺距、入射角等参数计算传动效率。

5.进行设计验证和优化：通过有限元分析、实验验证等方法对蜗轮蜗杆传动进行验证和优化。

三、设计注意事项：

1.蜗轮蜗杆传动的啮合精度要求高，齿轮和螺距的误差不能超过一定范围，否则会导致传动效率下降和噪音增加。

2.蜗轮和蜗杆的材料选择要根据传递功率和工作环境来确定，要保证材料的强度和耐磨损性能。

3.蜗杆的螺纹走向要和蜗轮的齿数匹配，以保证蜗轮能够完全啮合在蜗杆上。 4.设计时要考虑传动效率和传动噪音，通过选用合适的齿轮参数和优化传动结构来提高传动效率和降低噪音。

5.在设计过程中要进行强度校核，包括弯曲强度、齿面接触应力、表面损伤强度等，以保证传动的安全可靠性。

总结：蜗轮蜗杆传动是一种常用的传动方式，设计蜗轮蜗杆传动需要确定传动参数、选择材料、计算尺寸、计算效率、验证优化等步骤，同时要注意啮合精度、材料选择、螺纹走向、传动效率和强度校核等问题。通过合理的设计和优化，可以实现高效、可靠的蜗轮蜗杆传动。

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基于ＵＧ的蜗轮蜗杆参数化设计　白剑锋，贺靠厦　北京百慕航材高科技股份有限公司．北京１０００９５　

１前言　蜗轮蜗杆在机械传动中被广泛使用　由于蜗轮蜗杆　的齿嘟部分结构形状比较复杂．一般的ＣＡＤ软件也很难　造型出精确的齿廓来．同时较多的是对其进行啦参数化　或部分参数化设计，设计的结果没有延续性和继承性，这　样不但不能对设计进行有效的控制．而　Ｌ影响ｒ设计效　率和准确性．．『『『『蜗轮蜗杆的完全参数化设计是避免霞复　造捌、提高Ｉ　作敬率的有效途径　２蜗轮蜗杆的参数化设计过程　蜗轮蜗杆参数化没汁的奖键是罐本曲线的绘制、其　中任何一个齿廓（或齿槽廓）曲线和虫ＩＩｌ旋线的建　，在利　用ＬＩＧ∞政¨过程中要有正确的思路和疗法　２／蜗轮蜗杆基本参数的设置　『＿Ｉ＝Ｉ零件没计知识可知．蜗轮蜗杆的几何尺　‘和形状　取决于它们的基本特征参数：模数　蜗杆央数　、蜗杆　直径系数ｑ、蜗轮齿数磊　力角　（ａ　Ｊ　ｈａ】．蜗轮螺旋角卢　（［）ｅｔａ）、蜗杆导襁角　【Ｅａｎ　ａ）、蚺轮变位系数　、蜗杆螺　旋部分长度Ｌ等　谯ＵＧ中，使用表达式和“参数表达式变最”定义变　化规律，所有的变量必须预先定义，敞利用ｕ（　进行蜗轮　蜗杆的建模Ｉｊｉ『．自先按照要对蜗轮蜗杆的然本参数赋予　铆值．并建　．相Ｊ　表达式　ＬＪ（；系统中通过嵌达式别旗　本参数ｊ】；ｊＩ＝１；＿『＝ｆ值时Ｊ＝Ｉ＝】英文宁母表示　俚此．所建　的耩本参　数赋初值的表逃武如Ｆ：　ｍ＝２．５　Ｚ１＝２　ｑ＝ＩＩ．２　Ｚ２＝２９　ａｌｐｈａ＝２０　ｘ＝Ｏ　Ｉ　６（）　ｄｌ＝ｍ’口　ｄａ　Ｊ：ｄＩ＋２’ｍ　‘ｌｆＩ＝ｄＩ一２．４　１１３　Ｂ＝Ｏ．７＊ｄａＩ　Ｃ＝ＩＩＩ　ｇａｎｌｍａ＝ｌＩ￣ｇ（ａｔａｎｆｚｌ／ｑ）　／，楼数　蜗杆头数　直径系数　轮嘶数　ｆ『Ｊ｝ｉｎ伯　／／蜗轮　餐位糸龇　蚺杆蜂５雌部仆ｉ乇艘　蝌ｆ｛．柏分Ｊ韭刚　俺　峭朴ｆｌ｛】惭顶嘲直径　，，蜗ｆｆ的齿根蟑】直径　／，蚶轮的宽度　蜗轮轮缘倒角Ｌ醯度　蜗朴ｎｑ导向舶　１２６　Ｉ机械工程师２００６年第６鞘　ｈｃ【ａ　ｍｍ“　ａ＝（ｑ＋Ｚ２＋２＋　ｍ，２　２．２蜗轮参敷化建模　／／蜗轮的螺旋角　，，蜗轮蜗杆－ｐ心晒　（１】蜗轮基本曲线的生成　为ｒ实现参数化控制．往绘制蜗轮的基奉曲线前．首　先要建立与其相关的如下表达式：　ｄ２＝ｍ＊Ｚ２　／，蚺轮付廑嘲赢衽　ｄｂ２＝ｄ２＊ｏｏｓ（ｕｌｐｈｕ］　，，蜗轮基嗍直径　Ｉｌａ２＝ｄ２＋２＊ｌ／ｉ　（１＋ｘ）／，蝴轮晰顶嘲随径　ｄｆ２＝ｄ一２＋ｍ－（１　２－ｘ）　蚺轮断根阿瞧往　ｄｔｔ２ｍｇｘ＝ｉｌ￣ＺＩ：１）｛ｄａ２＋２　Ｉｎ）ｅｌｓ（Ｋｄａ２ｍｅ，ｘ—ｌｌ】　帅粜Ｚｌ＝Ｉ，蜗轮的最大外嚼１直径为ｄ￣２＋２＊Ｉｌ１．甭　４将等于表　达式ｄ　２ｍ　一Ⅱ　ｄａ２ｎｌａｘａ＝ｉ昭１＝２曲＆ｚ１．］）“ＪＨ２十Ｉ．５’ｍ）ｅｌ￣ｄａ２＋ｍ）　如果ｚＩ＝２或ｚ】：３．蜗轮的最太外圆直径为ｄａ２＋ｌ　５　ｍ，否Ｉｌｌｌ】　为ｄｎ２＋ｍ　完成表达式的建立后，将２１层设置为：ｆ作层，并利　用草图功能彳Ｅ　ＸＣ—ＹＣ基准面上绘制出蜗轮的基本曲线　（分度网、毖【硎、齿顶网、齿根网和最大外圆），同时建芷相　关约柬。　（２）渐开线齿槽廓曲线的生成　＝ｒｈｓｉｎｕ一，ｌＪｔｃｏｓ￣；　ｒｂｅｏｓｕ＋ｒｔ　』ｓｊｎＩＪ为渐开线在直角嫩　标系中方程式　如　１所示．其中“为渐开线卜Ｋ点的滚　角，ｕ＝０　十虮．ｒ　为纂圆半径。为＿ｒ实现Ｉ＝ＩＪ参数化控制齿廓　『缃线，俺屯成的渐开线终点始终他于晰顶圆　，需确定Ｈｊ　滚角　若渐开线　齿顶阙的变点为Ｋ点，ｍ　ＣＯＳＣ＇（１＝ｒｈ，　－‘Ｉ（ｄ＋２ｈ：ｒｒｒ），ＯＬ：　Ｉｎｋ—ｄ　及　日Ｌ十ａ　ｋ发确定ｌＪ值的大小．．　要实现完　参数化控制齿槽廓曲线．需两次利用渐　ＪＦ线，】程生成龋条彤状棚同似方向１｛＿１反　ＹＣ轴对称的　渐外线段　还需要生成两个接准Ｉ矗ｉ　Ａ和　作为生成渐开　线的水平参考．使渐开线和蕊准而Ａ　ｊ　十时关联洒过　对柴准嘣Ａ　０ｊ　Ｂ的参数挖制来间接实现埘二条渐开线　曲线放置他擞的参数控制　新波鬣的牲准面Ａ与Ｂ均和　系统默认的ＹＣ—ＺＣ旗准而央角为（　一２＊ｂｋ）／２．其叶Ｊ　ｅ为　分度删１：街椭宽所对应的圆弧角．　为分艘网和幕嘲之　问渐　ｒ线段刈应的展ｍ．．　先建　Ｆ，｛　成斯柑廓　线所需表达』℃：

中国减速机网 / 第 1 页

2013-8-3

了解蜗杆传动的特点，它的适用场合。了解蜗杆传动的主要参数，如模数、压力角、螺旋头数、螺旋导程角、螺旋螺旋角、螺旋分度圆等。

• 熟悉蜗杆、蜗轮构造，蜗杆与蜗轮常用什么材料制造,那个易被损害。

• 掌握蜗杆传动效率低的机理，蜗杆传动中箱体内的润滑油温度过高有什么危害，如何降低。

第一节 概 述

蜗杆传动是由蜗杆和蜗轮组成的（图3－52），用于传递交错轴之间的运动和动力，通常两轴交错角为90°。在一般蜗杆传动中，都是以蜗杆为主动件。

从外形上看，蜗杆类似螺栓，蜗轮则很象斜齿圆柱齿轮。工作时，蜗轮轮齿沿着蜗杆的螺旋面作滑动和滚动。为了改善轮齿的接触情况，将蜗轮沿齿宽方向做成圆弧形，使之将蜗杆部分包住。这样蜗杆蜗轮啮合时是线接触，而不是点接触。

蜗杆传动具有以下特点：

1．传动比大，且准确。通常称蜗杆的螺旋线数为螺杆的头数，若蜗杆头数为z1，蜗轮齿数为z2，则蜗杆传动的传动比为

2＝n1/n2＝z2/z11/i＝ （3－60）

通常蜗杆头数很少（z1=1～4），蜗轮齿数很多(z2=30～80)，所以蜗杆传动可获得很大的传动比而使机构比较紧凑。单级蜗杆传动的传动比 i≤100～300；传递动力时常用 i＝5～83。

2．传动平稳、无噪声。因蜗杆与蜗轮齿的啮合是连续的，同时啮合的齿对较多。 0 3．当蜗杆的螺旋升角小于啮合面的当量摩擦角时，可以实现自锁。

=0.4～0.45。=0.82～0.92。具有自锁时，=0.75～0.82；z1＝3～4时，=0.7～0.75；z1=2时， 4．传动效率比较低。当z1＝1时，效率

5．因啮合处有较大的滑动速度，会产生较严重的摩擦磨损，引起发热，使润滑情况恶化，所以蜗轮一般常用青铜等贵重金属制造。

由于普通蜗杆传动效率较低，所以一般只适用于传递功率值在50～60kW以下的场合。一些高效率的新型蜗杆传动所传递的功率可达500kW，圆周速度可达50m/s。

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蜗轮蜗杆设计

蜗杆传动从属齿轮传动，在现代工业中应用非常广泛。蜗轮蜗杆包含两个部分：蜗杆和蜗轮，其齿形大多数由直线、平面或者平面上的曲线经过一次或两次展成运动形成。由于蜗轮蜗杆结构性特点，它用于传递空间两相错轴间的运动和动力。蜗杆传动机构多数情况下蜗杆为主动件，蜗轮为被动件。蜗杆传动具有传动比大、体积小、运转平稳、噪音小等特点。在机床制造业中，平常圆柱蜗杆传动的应用尤为普遍，并且几乎成了一般低速传动工作台和连续分度机构的唯一传动形式；冶金工业轧机压下机构都采用大型蜗杆传动;煤矿设备中的各种类型的绞车及采煤机组牵引传动;起重运输业中各种提升设备及无轨电车等都采用蜗杆传动。其他，在精密仪器设备、军工、宇宙观测仪器中，蜗杆传动常用作分度机构、操纵机构、计算机构、测距机构等等，大型天文望远镜、雷达等也离不开蜗杆传动。

关键词： 蜗轮 蜗杆 精品文档-可编辑

目录

TOC \o "1-3" \h \z \u 第一章 蜗杆传动的类型和特点 ................. 89

1.1 蜗杆传动的类型 .............................................. 89

1.2 蜗杆传动的特点 .............................................. 90

第二章 蜗轮传动的基本参数和几何尺寸计算 ............................ 91

2.1 蜗杆传动的基本参数 .......................................... 91

2.2 蜗杆传动的几何尺寸计算 ...................................... 94

第三章 蜗轮传动的失效形式、设计准则、材料和结构 .................... 95