圆弧圆柱蜗杆传动设计计算

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1、圆弧圆柱蜗杆传动设计计算（一）概述　　圆弧圆柱蜗杆（ZC蜗杆)传动是一种新型的蜗杆传动。实践证明，该蜗杆传动比普通圆柱蜗杆传动的承载能力大，传动效率高、寿命长。因此圆弧圆柱蜗杆传动有逐渐代替普通圆柱蜗杆传动的趋势。1．圆弧圆柱蜗杆传动的特点　这种蜗杆传动和其它蜗杆传动一佯，可以实现交错轴之间的传动，蜗杆能安装在蜗轮的上、下方或侧面。它的主要特点有:　1）传动比范围大，可实现1:100的大传动比传动；　2）蜗杆与蜗轮的齿廓呈凸凹啮合，接触线与相对滑动速度方向间夹角大，有利于润滑油膜的形成；　3）当蜗杆主动时，啮合效率可达95%以上，比普通圆柱

2、蜗杆传动的啮合效率提高10%～20%；　4）传动的中心距难以调整，对中心距误差的敏感性较强。2．圆弧圆柱蜗杆传动的主要参数及其选择　圆弧圆柱蜗杆传动的主要参数有齿形角α0、变位系数x2及齿廓圆弧半径ρ(<圆弧圆柱蜗杆传动>)。　1）齿形角α0依据啮合分析，推荐选取齿形角α0=23°±2°。　2）变位系数x2一般推荐x2=0.5～1.5。代替普通圆柱蜗杆传动时，一般选x2=0.5～1。当传动的转速较高时，应尽量选取较大的变位系数，取x2=1～1.5。此外，当z1>2时，取 x2=0.7～1.2；z1≤2时，取x2=1～1.5　3）齿廓圆弧半径

3、ρ ρ可按计算。实际应用中，推荐ρ=(5～5.5)m　　(m为模数)。当z1=1或2时，取ρ=5m；z1=3时，ρ=5.3m；z1=4时，ρ=5.3m。3．圆弧圆柱蜗杆的参数及几何尺寸计算　　圆弧圆柱蜗杆的齿形参数及几何尺寸见表<圆弧圆柱蜗杆齿形参数及几何尺寸计算>。图<圆弧圆柱蜗杆传动>表<圆弧圆柱蜗杆齿形参数及几何尺寸计算>名　　　　称符　　号计　　算　　公　　式备　　注齿型角α0常用α0=23°蜗杆齿厚　　 s　　　　　　　 s=0.4πm　ｍ为模数，下同蜗杆齿间宽　　 e　　　　　　　 e=0.6πm蜗杆轴间齿距　　 pa　　　　　

4、　　 pa=πm齿廓圆弧半径　　 ρ　　　　　　 ρ=(5~5.5)m　　 l'　　　　　　 l'=ρsinα0+0.5qm齿廓圆弧中心到蜗杆轴线的距离齿廓圆弧中心到蜗杆齿对称线的距离　　 L'　L'=ρcosα0+0.5s=ρcosα0+0.2πm齿顶高　　 ha　　　　　　　 ha=m齿根高　　 hf　　　　　　　 hf=1.2m齿全高　　 h　　　　　　　　 h=2.2m顶隙　　 c　　　　　　　 c=0.2m蜗杆齿顶厚度　　 sa　　　　 蜗杆齿根厚度　　 sf　　　　 蜗杆分度圆柱螺旋升角　　 γ　　　　 γ=arctg(z1/q

5、)法面模数　　 mn　　　　 mn=mcosγ蜗杆法面齿厚　　 sn　　　　 sn=scosγ　 齿廓圆弧半径最小界限值　　ρmin　　　　 ρmin≥　（二）圆弧圆柱蜗杆传动强度计算　　圆弧圆柱蜗杆传动的受力情况与普通圆柱蜗杆传动相同，因此，其主要失效形式及设计准则也大体相同。由于蜗轮的强度相对较弱，因此主要对蜗轮进行强度计算。　　在进行计算前，应具备的已知条件为输入功率P1，输入轴的转速n1，传动比i（或输出轴的转速n2）以及载荷的变化规律等。　　根据功率P1、转速n1和传动比i，按图<齿面疲劳强度承载能力的线图>可以初步确定蜗杆传动的

6、中心距a（用法举例：已知P1=53kW，i=10，n1=1000r/min，可按箭头方向沿虚线查得中心距a=200mm。），参考<圆弧圆柱蜗杆减速器参数匹配>可确定该传动中蜗杆与蜗轮的主要几何参数，基本几何尺寸的计算关系式见表<圆弧圆柱蜗杆传动基本几何尺寸计算公式>。图<齿面疲劳强度承载能力的线图> 普通圆柱蜗杆基本尺寸和参数及其与蜗轮参数的匹配中心距a(mm)模数m(mm)分度圆直径d1(mm)()蜗杆头数z1直径系数q分度圆导程角γ(°)蜗轮齿数z2变位系数x24011818118.003°10′47″62050820401.25203

7、1.25116.003°34′35″49-0.5005022.43517.923°11′38″62+0.0406382+0.440501.62051.2112.504°34′26″51-0.50029°05′25″417°44′41″632871.68117.503°16′14″61+0.1258082+0.25040(50)(63)222.489.6111.205°06′08″29(39)(51)-0.100(-0.100)(+0.400)210°07′29″419°39′14″628°10′43″8035.5142117.753°13′

8、28″62+0.1251008250(63)(80)2.528175111.205°06′08″29(39)(53)-0.100(+0.100)(-0.100)210°07′29