10.2蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算10.2.1普通圆柱蜗杆传动的主要参数


1、模数m和压力角α
     通过蜗杆轴线并垂直蜗轮轴线的平面称中间平面,如上图所示。在中间平面上,蜗杆与蜗轮的啮合相当于齿条和齿轮啮合。阿基米德蜗杆传动中间平面上的齿廓为直线,夹角为2α=40°蜗轮在中间平面上齿廓为渐开线,压力角等于20°。
  显然,蜗杆轴向齿距(相当于螺纹螺距)应等于蜗轮端面齿距,因而蜗杆轴向模数必等于蜗轮端面模数;蜗杆轴向压力角必等于蜗轮端面压力角,即==m,==α。标准规定压力角α=20°,标准模数见表
2、蜗杆标准直径

为了保证蜗杆与蜗轮正确啮合,蜗轮通常用与蜗杆形状和尺寸完全相同的滚刀加工。区别在于蜗轮滚刀有刃槽,且外径比蜗杆稍大,以便切出蜗杆传动的顶隙。也就是说,切削蜗轮的滚刀不仅与蜗杆模数和压力角一样,而且其头数和分度圆直径还必须与蜗杆的头数和分度圆直径一样。即同一模数蜗轮将需要有许多把直径和头数不同滚刀。为了限制滚刀数目和有利于滚刀标准化,以降低成本,特制定了蜗杆分度圆直径系列国家标准,即蜗杆分度圆直径与模数m有一定的搭配关系,见表,由表可见,同一模数只有有限几种蜗杆直径将蜗杆的分度圆柱展开,如右图所示。蜗杆同螺旋一样如果旋转一周的周长为π其螺旋升角为γ,则沿轴线移动距离为(p为蜗杆轴向齿距)则可得:


  式中q为蜗杆分度圆直径与模数的比值,称为蜗杆直径系数,参见表由上式可知,q值越小,即蜗杆直径越小,则升高λ越大,传动效率越高,但直径变小会导致蜗杆的刚度和强度削弱,设计时应综合考虑。一般转速高的蜗杆可取较小q值,蜗轮齿数 较多时可取较大q值。
3、蜗杆螺旋升角γ与蜗轮螺旋角β
     一对蜗杆蜗轮啮合时,蜗轮螺旋角β与蜗杆螺旋升角γ大小相等,且旋向相同,才能吻合一致,即γ=β。 由以上讨论可知:蜗杆传动的正确啮合条件为:
4、蜗杆头数和蜗轮齿数
  蜗杆头数愈多,γ角愈大,传动效率高;蜗杆头数少,升角γ也小,则传动效率低,自锁性好。一般自锁蜗杆头数取=1。常用蜗杆头数=1、2、4,过多,制造高精度蜗杆和蜗轮滚刀有困难。蜗轮齿数=i推荐值见表。为了避免根切,不应少于26,但也不宜大于60-80。过多时,会使结构尺寸过大,蜗杆支承跨距加大,刚度下降,影响啮合精度。
5、传动比i和中心距a
  对于减速蜗杆传动:
式中:分别为蜗杆和蜗轮的转速r/min。对于单级动力蜗杆传动,i=5~80,常用15~50。普通圆柱蜗杆减速装置传动比i的公称值,推荐按下列数值送取:5;7.5;10;12.5;15;20;25;30;40;50;60;70;80,其中10;20;40和80为基本传动比,应优先采用。非变位的标准蜗杆传动的中心距为:
  式中,为蜗轮分度圆直径,= m国家标准规定了中心距标准系列值:40.50.63.80.100.125.160.(180).200.250. (280). 315. 355. 400. 450. 500另外,为了配凑中心距,蜗杆传动常需要变位,变位蜗杆传动请参阅其他资料。
10.2.2圆柱蜗杆传动的几何尺寸
 计算圆柱蜗杆传动几何尺寸计算公式见表计算举例