普通圓柱蝸桿傳動的基本參數及幾何尺寸計算

   時間:2014-03-11 13:43:43
普通圓柱蝸桿傳動的基本參數及幾何尺寸計算簡介
     1.基本參數: (1)模數m和壓力角α: 在中間平面中,為保證蝸桿蝸輪傳動的正確嚙合,蝸桿的軸向模……
普通圓柱蝸桿傳動的基本參數及幾何尺寸計算正文
   1.基本參數:
(1)模數m和壓力角α:
在中間平面中,為保證蝸桿蝸輪傳動的正確嚙合,蝸桿的軸向模數ma1和壓力角αa1應分別相等於蝸輪的法面模數mt2和壓力角αt2,即
ma1=mt2=m
 αa1=αt2
蝸桿軸向壓力角與法向壓力角的關係為:
tgαa=tgαn/cosγ
式中:γ-導程角。
(2)蝸桿的分度圓直徑d1和直徑係數q
為了保證蝸桿與蝸輪的正確嚙合,要用與蝸桿尺寸相同的蝸桿滾刀來加工蝸輪。由於相同的模數,可以有許多不同的蝸桿直徑,這樣就造成要配備很多的蝸輪滾刀,以適應不同的蝸桿直徑。顯然,這樣很不經濟。
為了減少蝸輪滾刀的個數和便於滾刀的標準化,就對每一標準的模數規定了一定數量的蝸桿分度圓直徑d1,而把及分度圓直徑和模數的比稱為蝸桿直徑係數q,即:
q=d1/m
常用的標準模數m和蝸桿分度圓直徑d1及直徑係數q,見匹配表。
(3)蝸桿頭數z1和蝸輪齒數z2
蝸桿頭數可根據要求的傳動比和效率來選擇,一般取z1=1-10,推薦 z1=1,2,4,6。
選擇的原則是:當要求傳動比較大,或要求傳遞大的轉矩時,則z1取小值;要求傳動自鎖時取z1=1;要求具有高的傳動效率,或高速傳動時,則z1取較大值。
蝸輪齒數的多少,影響運轉的平穩性,並受到兩個限制:最少齒數應避免發生根切與干涉,理論上應使z2min≥17,但z2<26時,嚙合區顯著減小,影響平穩性,而在z2≥30時,則可始終保持有兩對齒以上嚙合,因之通常規定z2>28。另一方面z2也不能過多,當z2>80時(對於動力傳動),蝸輪直徑將增大過多,在結構上相應就須增大蝸桿兩支承點間的跨距,影響蝸桿軸的剛度和嚙合精度;對一定直徑的蝸輪,如z2取得過多,模數m就減小甚多,將影響輪齒的彎曲強度;故對於動力傳動,常用的範圍為z2≈28-70。對於傳遞運動的傳動,z2可達200、300,甚至可到1000。z1和z2的推薦值見下表
i=z2/z1z1z2≈5629—317—15429—6114—30229—6129—82129—82
(4)導程角γ
蝸桿的形成原理與螺旋相同,所以蝸桿軸向齒距pa與蝸桿導程pz的關係為pz=z1pa,由下圖可知:
tanγ=pz/πd1=z1pa/πd1=z1m/d1=z1/q
導程角γ的範圍為3.5°一33°。導程角的大小與效率有關。導程角大時,效率高,通常γ=15°-30°。並多採用多頭蝸桿。但導程角過大,蝸桿車削困難。導程角小時,效率低,但可以自鎖,通常γ=3.5°一4.5°

5)傳動比I
傳動比
i=n主動1/n從動2
蝸桿為主動的減速運動中
 i=n1/n2=z2/z1 =u
式中:n1 -蝸桿轉速;n2-蝸輪轉速。
減速運動的動力蝸桿傳動,通常取5≤u≤70,優先採用15≤u≤50;增速傳動5≤u≤15。
普通圓柱蝸桿基本尺寸和參數及其與蝸輪參數的匹配表。
2 蝸桿傳動變位的特點
蝸桿傳動變位
標準
正變位
負變位變位蝸桿傳動根據使用場合的不同,可在下述兩種變位方式中選取一種。
1)變位前後,蝸輪的齒數不變(z2 '=z2),蝸桿傳動的中心距改變(a '≠a),如圖9-8a、c所示,其中心距的計算式如下:
a '=a+x2m=(d1+d2+2x2m)/2
2)變位前後,蝸桿傳動的中心距不變(a '=a),蝸輪齒數發生變化(z2'≠z2),如圖9-8d、e所示,z2' 計算如下:
因 a'=a 則z2' =z2-2x2
蝸桿傳動變位:

3 普通圓柱蝸桿傳動的幾何尺寸計算
普通圓柱蝸桿傳動基本幾何尺寸計算關係式:

稱代 號計 算 關 系 式說
明中心距aa=(d1+d2+2x2m)/2按規定選取蝸桿頭數z1 按規定選取蝸輪齒數z2 按傳動比確定齒形角aaa=20。或an=20。按蝸桿類型確定模數mm=ma=mn/cosr按規定選取傳動比ii=n1/n2蝸桿為主動,按規定選取齒數比uu=Z2/Z1當蝸桿主動時,i=u 蝸輪變位係數x2x2=a/m-(d1+d2)/2m 蝸桿直徑係數qq=d1/m 蝸桿軸向齒距papa=πm 蝸桿導程pzpz=πmz1 蝸桿分度圓直徑d1d1=mq按規定選取蝸桿齒頂圓直徑da1da1=d1+2ha1=d1+2ha*m 蝸桿齒根圓直徑df1df1=d1-2hf1=da-2(ha*m+c) 頂隙cc=c*m按規定漸開線蝸桿齒根圓直徑db1db1=d1.tgr/tgrb=mz1/tgrb 
蝸桿齒頂高ha1ha1=ha*m=1/2(da1-d1)按規定蝸桿齒根高hf1hf1=(ha*+c*)m=1/2(da1-df1) 蝸桿齒高h1h1=hf1+ha

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