蜗轮蜗杆设计参数(技术类别)

蜗杆传动设计例1：某轧钢车间需设计一台普通圆柱蜗杆减速器，已知蜗杆轴输入功率P1=10Kw,转速n1=1450r/min，传动比i=20，要求使用10年，每年工作300日，每日工作16h，每小时载荷时间15 min，每小时启动次数为20~50次。

启动载荷较大，并有较大冲击，工作环境温度35~40o c。

解:1、选择材料和加工精度蜗杆选20CrMnTi，芯部调质，表面渗碳淬火，＞45HRC；蜗轮选ZCuSn10Pb1，金属模制造；加工精度8级。

2、初选几何参数查表13-4-4，在13-287页。

当i=20时，Z1取2; Z2= Z1i=20×2=40 3、计算蜗杆轴传递的转矩T1粗算传动效率η见13-300页。

普通圆柱蜗杆传动：η=(100-3.5 i )%=(100-3.5 20)%=0.843蜗杆轴传递的转矩T1公式按表13-4-12，在13-296页。

P1 10T1=9550 =9550 = 65.86N.mn1 1450P1------蜗杆轴输入功率：Kw。

n1------蜗杆转速：r/min。

4、计算蜗轮轴传递的转矩T2公式按表13-4-12，在13-296页。

T2= T1×i×η=65.86×20×0.843=1110N.m5、确定许用接触应力σHP查表13-4-13续表，在13-297页。

当蜗轮材料为锡青铜时：σHP=σHbP×Z VS×Z NσHbP------N=107时蜗轮材料的许用接触应力。

N/mm2Z VS------滑动速度影响系数。

Z N------寿命系数。

查表13-4-14，在13-297页。

得：σHbP=220N/mm2由图13-4-10，在13-300页，查得滑动速度Vs=8.53m/S采用浸油润滑，由图13-4-2，在13-298页。

求得Z VS=0.86由图13-4-4，在13-298页。

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=?0时：中心距a=（+蜗轮）/2=(特性系数q*m+蜗轮齿数Z2*模数m)/2=(10*4+50*4)/2=120特性系数:蜗杆的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 模数m 分度圆直径 d 1蜗杆直径系数 q 20 1620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。

为了限制 滚刀数目
d1＝mq
4. 蜗杆的导程角γ 轴面齿距 pa1=πm 导程 s=z1pa1=z1πm
tan z1 pa1 z1πm z1m z1
πd1 πd1 mq q
二. 蜗杆传动的几何尺 寸
三、蜗杆蜗轮啮合传动 1. 正确啮合条件
中间平面：蜗杆传动似齿轮齿条传动
ma1＝mt2＝m αa1＝αt2＝α γ=β （旋向相同）
中间平面：
在阿基米德蜗杆传动中，通过蜗杆轴线垂直蜗 轮轴线的平面
在中间平面内，阿基米德蜗杆传动 相当于齿轮于齿条传动。因此，蜗杆传 动的设计计算以中间平面的参数和几何 几何关系为准。
一、蜗杆传动的主要参数
1. 模数m、压力角a、齿顶高系数h*a和顶隙系数c*
蜗杆的参数
蜗轮的参数
①轴面模数ma1=m ②轴面压力角αa1= α ③齿顶高系数h*a=1 ④顶隙系数c*=0.2
2. 标准中心距
a
1 2
(d1
d2)
m 2
(q
z2 )
传动比i 5~6
z1
6
z2 30~36
7~13 4
28~52
14~27 2
28~54
28~40 2、1 28~80
＞40 1
＞40
3. 蜗杆的分度圆直径d1 蜗轮配对加工法
①采用与蜗杆参数相同的滚刀；
②滚刀的安装位置同蜗杆传动的 工作位置；直径系数
有多少d1就有多少滚刀
①端面模数mt2＝m ②端面压力角αt2=α ③齿顶高系数h*a =1 ④顶隙系数c*=0.2
2. 传动比i、蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2
i 1 z2 2 z1
z1少，传动比大，效率低； z1多， 加工难，常取1、2、 4、6。

蜗杆基本尺寸参数表下面是一个蜗杆基本尺寸参数表的示例：1. 蜗杆直径（D）：蜗杆直径是指蜗杆螺旋线的直径，通常用毫米（mm）作为单位。

在选择蜗杆时，一般根据承载能力和传动比等因素来确定蜗杆的直径。

2.蜗杆长度（L）：蜗杆长度是指蜗杆螺旋线的长度，也就是蜗杆轴的长度。

蜗杆传动装置的工作效率直接受到蜗杆长度的影响，因此在设计过程中需要合理选择蜗杆的长度。

3.蜗芯直径（D1）：蜗芯直径是指蜗杆螺旋线中心轴线上的直径。

蜗芯直径与蜗杆齿数有关，通常根据蜗杆的传动比、承载能力和工作效率等因素来确定蜗芯直径。

4.蜗杆齿数（Z）：蜗杆齿数是指蜗杆螺旋线上的齿数。

蜗杆齿数是设计蜗杆传动装置时需要确定的重要参数，对于传动比和承载能力来说有着重要影响。

5.蜗杆螺距（P）：蜗杆螺距是指蜗杆螺旋线上相邻两齿之间的距离。

蜗杆螺距直接关系到蜗杆传动装置的传动比和工作效率，因此在设计过程中需要根据具体要求来选择蜗杆的螺距。

6.蜗杆螺旋线角度（α）：蜗杆螺旋线角度是指蜗杆螺旋线与蜗杆轴的夹角。

蜗杆螺旋线角度直接影响到蜗杆传动装置的承载能力和工作效率，因此在设计过程中需要根据具体要求来选择蜗杆螺旋线角度。

7. 蜗杆轴向模数（mn）：蜗杆轴向模数是指蜗杆螺旋线的模数。

轴向模数与传动比、蜗杆齿数和蜗杆直径等因素相关，是设计蜗杆传动装置时需要确定的重要参数。

8.蜗杆传动比（i）：蜗杆传动比是指蜗杆传动装置的输出转速与输入转速之比。

蜗杆传动比直接影响到蜗杆传动装置的工作效率和输出转矩，因此在设计过程中需要根据具体要求来选择合适的传动比。

以上是蜗杆基本尺寸参数表的示例，实际设计过程中还需要根据实际情况来确定具体数值和范围。

设计蜗杆传动装置需要考虑到许多因素，包括承载能力、工作效率、尺寸限制等，因此需要进行综合考虑和计算，以满足设计要求。