齿轮与蜗轮蜗杆设计计算
蜗轮蜗杆设计参数
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。
为了减少蜗轮滚刀数目，在规定标准模数的同时，对蜗杆分度圆直径亦实行了标准化，且与m 有一定的匹配。
蜗杆分度圆直径d1与轴向模数mx之比为一标准值，称蜗杆的直径系数。
即q=蜗杆分度圆直径模数=d1m d1=mq有关标准模数m 与标准分度圆直径d1的搭配值及对应的蜗杆直径系数参照表A （3） 蜗杆导程角r 当蜗杆的q 和z1选定后，在蜗杆圆柱上的导程角即被确定。
为导程角、导程和分度圆直径的关系。
tan r=导程分度圆周长 = 蜗杆头数x 轴向齿距分度圆周长 =z1px d1π =z1πm πm q =z1q相互啮合的蜗轮蜗杆，其导程角的大小与方向应相同。
（4） 中心距a 蜗轮与蜗杆两轴中心距a 与模数m 、蜗杆直径系数q 以及蜗轮齿数z2间的关系式如下：a=d1+d22 =m q(q+z2)蜗杆各部尺寸如表B蜗轮各部尺寸如表C2、 蜗轮蜗杆的画法(1) 蜗杆的规定画法 参照图1图2 （2）蜗轮的规定画法 参照图1图2 （3）蜗轮蜗杆啮合画法 参照图1图2.。
双头蜗杆设计计算书与齿轮齿条设计计算书
双头蜗杆设计计算书
机械设计手册化学工业出版社第二版（修订）中册
第六章蜗杆传动
二、圆柱蜗杆传动
（二）圆柱蜗杆传动的设计计算（p559表232）
齿轮齿条设计计算书
机械设计手册化学工业出版社
第二版（修订）中册
第三章、渐开线圆柱齿轮传动
（一）精度等级和齿轮副侧隙：
齿轮的精度等级和加工方法及使用范围（p403表8-127）
选择9级（低精度级）齿面表面粗糙度（花4）
9GL为9级G齿厚（或公法线长度）上偏差，L齿厚（或公法线长度）下偏差
机械设计手册第五版化学工业出版社第3卷第14篇齿轮传动
第1章渐开线圆柱齿轮传动
2、渐开线圆柱齿轮传动的参数选择p14-18 表14-1-6
4
6.1.1 GB/T10095-1988。
蜗轮蜗杆设计计算
蜗杆传动的效率计算
总结词
根据蜗轮蜗杆的设计参数和工况，计算出蜗杆传动的效率。
详细描述
蜗杆传动的效率计算是评估蜗杆传动性能的重要指标之一。通过分析蜗轮蜗杆的设计参 数和工况，如蜗杆的导程角、模数、转速和载荷等参数，可以计算出蜗杆传动的效率。
蜗轮齿面接触疲劳强度的计算
总结词
根据蜗轮齿面上的载荷分布和材料属性 ，计算出蜗轮齿面的接触疲劳强度。
刚度分析
进行蜗轮蜗杆的刚度分析， 以减小传动过程中的变形 和振动。
可靠性设计
为确保自动化设备的可靠 性，对蜗轮蜗杆进行可靠 性设计和寿命预测。
THANKS
感谢观看
材料应具备较好的抗疲劳性能，以承受交 变载荷的作用；
04
材料应具有良好的工艺性能，易于加工制 造。
04
蜗轮蜗杆设计计算方法
蜗轮齿面载荷分布计算
总结词
根据蜗杆传动的实际工况，通过分析蜗轮齿面上的受力情况，计算出蜗轮齿面上的载荷分布。
详细描述
在进行蜗轮齿面载荷分布计算时，需要考虑蜗杆传动的实际工况，如传动比、转速、载荷大小和方向 等因素。通过分析蜗轮齿面上的受力情况，可以确定蜗轮齿面上的载荷分布，为后续的设计计算提供 基础。
蜗轮蜗杆设计计算
• 蜗轮蜗杆简介 • 蜗轮蜗杆设计参数 • 蜗轮蜗杆材料选择 • 蜗轮蜗杆设计计算方法 • 蜗轮蜗杆设计实例分析
01
蜗轮蜗杆简介
蜗轮蜗杆的定义
01
蜗轮蜗杆是一种常用的传动装置 ，由两个交错轴线、相互咬合的 齿轮组成，其中一个是蜗杆，另 一个是蜗轮。
02
蜗轮蜗杆具有传动比大、传动效 率高、传动平稳、噪音低等优点 ，因此在各种机械传动系统中得 到广泛应用。
VS
《机械设计手册》之蜗杆锥齿轮
αx1 = αt2 = α β1 + β 2 = 90° (γ1 = β 2 ) 旋向相同 °
结束
§ 10-8 蜗杆传动
四、主要参数和几何尺寸 （一） 主要参数
1、 齿数 、 蜗杆齿数 z1 亦称为头数 一般 z1=1 ~ 10 要求自锁时，取z1=1 z1 → γ1 2、 模数 m 、 推荐 z1=1、2、4、6
R=
d mz = 2 sin δ 2 sin δ
结束
§ 10 - 9 圆锥齿轮传动
三、几何参数和尺寸计算
1、几何尺寸 、 大端的参数为标准值，计算大端的尺寸
d = mz
d a = d + 2 ha cos δ
d f = d − 2 h f cos δ
δ f = δ −θ f
⇐ tan θ f = h f / R
6. 成本 → 蜗轮材料贵重
结束
§ 10-8 蜗杆传动
一、蜗杆传动的类型介绍 圆柱蜗杆 蜗杆的形状 环面蜗杆 圆锥蜗杆
圆柱蜗杆— 设计、制造简单
常用
环面蜗杆、圆锥蜗杆— 啮合性能好，承载能力、效率高， 但设计、制造复杂
少用
结束
§ 10-8 蜗杆传动
一、蜗杆传动的类型介绍
按照蜗杆齿廓形状不同
阿基米德蜗杆 蜗杆 渐开线蜗杆 圆弧齿蜗杆
m m a = r1 + r2 = (q + z 2 ) ≠ ( z1 + z 2 ) 2 2
结束
§ 10-8 蜗杆传动
五、蜗杆传动的运动学参数
1. 传动比 啮合传动 2. 转向的判定
i=
ω1 n1 z 2 d 2 = = ≠ ω 2 n2 z1 d1
P
v 2 = v 1 + v 21
蜗杆各部分尺寸计算公式
蜗杆各部分尺寸计算公式点加工导程＝6．3×3．1416＝19．79mm 模数*派蜗轮、蜗杆的计算公式：1，传动比=蜗轮齿数÷蜗杆头数2，中心距=（蜗轮节径+蜗杆节径）÷23，蜗轮吼径=（齿数+2）×模数4，蜗轮节径=模数×齿数5，蜗杆节径=蜗杆外径-2×模数6，蜗杆导程=π×模数×头数7，螺旋角（导程角）tgB=（模数×头数）÷蜗杆节径蜗杆导程=π×模数×头数模数=分度圆直径/齿数头数是说螺杆上螺旋线的条数；模数是指螺杆上螺旋线的大小，也就是模数越大螺杆上的螺旋线就越“柱装”（东北话，就是比较大，比较结实）直径系数是指螺杆的粗细。
模数:齿轮的分度圆是设计、计算齿轮各部分尺寸的基准,而齿轮分度圆的周长=πd=z p,于是得分度圆的直径d=z p/π由于在上式中π为一无理数,不便于作为基准的分度圆的定位.为了便于计算,制造和检验,现将比值p/π人为地规定为一些简单的数值,并把这个比值叫做模数(module),以m表示,即令其单位为mm.于是得:模数m是决定齿轮尺寸的一个基本参数.齿数相同的齿轮模数大,则其尺寸也大.为了便于制造,检验和互换使用,齿轮的模数值已经标准化了.建筑模数建筑模数指建筑设计中选定的标准尺寸单位。
它是建筑设计、建筑施工、建筑材料与制品、建筑设备、建筑组合件等各部门进行尺度协调的基础。
就象随便来个尺寸,建筑构件就无法标准化了，难统一。
基本模数的数值规定为100mm，以M表示，即1M= 100mm。
导出模数分为扩大模数和分模数,扩大模数的基数为3M，6M，12M，15M，30M，60M共6个;分模数的基数为1/10M，1/5M，1/2M共3个.使用3M是《中华人民共和国国家标准建筑统一模数制》中为了既能满足适用要求，又能减少构配件规格类型而规定的。
蜗轮蜗杆计算
蜗轮蜗杆计算蜗杆传动当两根轴在90度相交，但它们既不平行也不相交时，采用蜗轮传动。
在蜗轮传动中，蜗杆是主动部件，蜗轮是被动部件。
蜗轮传动具有以下特点:1)结构紧凑，可获得较大的传动比，一般传动比为7-80。
2)运行稳定，无噪声3)传输功率范围大4)自锁5)传动效率低，蜗轮蜗杆往往由有色金属制成。
蜗杆的螺杆可分为单头螺杆和多头螺杆。
传动比计算公式如下:I = N1 / N2 = Z / KN1为蜗杆转速，N2为蜗轮转速，K为蜗杆头数，Z为蜗轮齿数蜗轮蜗杆机构1、目的:蜗轮蜗杆机构通常用于在两根交错轴之间传递运动和动力。
蜗轮和蜗杆相当于中间平面上的齿轮和齿条，蜗杆和螺杆的形状相似。
\ 二、基本参数：模数m、压力角、蜗杆直径系数q、导程角、蜗杆头数、蜗轮齿数、齿顶高系数（取1）及顶隙系数（取0.2）。
其中，模数m和压力角是指蜗杆轴面的模数和压力角，亦即蜗轮轴面的模数和压力角，且均为标准值；蜗杆直径系数q为蜗杆分度圆直径与其模数m的比值，三、蜗轮蜗杆正确啮合的条件1 中间平面内蜗杆与蜗轮的模数和压力角分别相等，即蜗轮的端面模数等於蜗杆的轴面模数且为标准值；蜗轮的端面压力角应等於蜗杆的轴面压力角且为标准值，即m2 当蜗轮蜗杆的交错角为时，还需保证，而且蜗轮与蜗杆螺旋线旋向必须相同。
四、几何尺寸计算与圆柱齿轮基本相同，需注意的几个问题是：蜗杆导程角()是蜗杆分度圆柱上螺旋线的切线与蜗杆端面之间的夹角,与螺杆螺旋角的关系为，蜗轮的螺旋角，大则传动效率高，当小於啮合齿间当量摩擦角时，机构自锁。
引入蜗杆直径系数q是为了限制蜗轮滚刀的数目，使蜗杆分度圆直径进行了标准化m一定时，q大则大，蜗杆轴的刚度及强度相应增大；一定时，q小则导程角增大，传动效率相应提高。
蜗杆头数推荐值为1、2、4、6，当取小值时，其传动比大，且具有自锁性；当取大值时，传动效率高。
与圆柱齿轮传动不同，蜗杆蜗轮机构传动比不等於，而是，蜗杆蜗轮机构的中心距不等於，而是。
(完整版)蜗轮蜗杆-齿轮-齿条的计算及参数汇总
蜗轮蜗杆-齿轮-齿条的计算及参数汇总渐开线齿轮有五个基本参数，它们分别是：名称符号意义标准化数值齿数(teeth number)Z 在齿轮整个圆周上轮齿的总数称为齿数模数(module)m齿距分度圆齿距p与π的比值模数决定了齿轮的大小及齿轮的承载能力。
我国规定标准化模数压力角(特指分度圆压力角)(pressure angle)决定渐开线齿形和齿轮啮合性能的重要参数我国规定标准化压力角为20度齿顶高系数齿顶高计算系数:我国规定标准化齿顶高系数为1顶隙系数顶隙(clearance)计算系数我国规定标准化顶隙系数为0.25标准齿轮：模数、压力角、齿顶高系数、顶隙系数为标准值，且分度圆上的齿厚等于齿槽宽的渐开线齿轮。
我国规定的标准模数系列表第一系列0.10.120.150.20.250.30.40.50.60.81 1.25 1.52 2.534568 10121620253240 50第二系列0.350.70.9 1.75 2.25 2.75(3.25) 3.5(3.75) 4.5 5.5 (6.5)78(11)14182228(30)3645注:选用模数时,应优先采用第一系列,其次是第二系列,括号内的模数尽可能不用.系列（1）渐开线圆柱齿轮模数（GB/T 1357-1987）第一系列0.1 0.12 0.15 0.2 0.25 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 11.25 1.5 22.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25 32 40 50第二系列0.35 0.7 0.9 0.75 2.25 2.75 （3.25）3.5 （3.75） 4.55.5 （6.5）7 9 （11）14 18 22 28 （30）36 45（2）锥齿轮模数（GB/T 12368-1990）0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.125 1.25 1.375 1.5 1.75 2 2.25 2.5 2.75 3 3.25 3.5 3.75 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 8 910 11 12 14 16 18 20 22 25 28 30 32 36 40 45 50注: 1.对于渐开线圆柱斜齿轮是指法向模数。
各种齿轮相关的计算公式大全
d2
d1=mz2
齿顶高
ha2
ha1=m
齿根高
hf2
hf2=1.2m
齿高
h2
h2＝ha2+ hf2＝2.2m
喉圆直径
da2
da2=d2+2ha2＝m（z2+2）
齿根圆直径
df2
df2=d2-2 hf2＝m（z2-2.4）
轴向齿距
px
px=πm
导程角
γ
tanγ＝mz1/d1＝z1/q
导程
p2
p2=πmz1
分度圆直径
d
d1=mz1，d2=mz2
齿顶高
ha
ha=m
齿根高
hf
hf=1.2m
齿高
h
h= ha+ hf
齿顶圆直径
da
da=m(z+2cosδ)
齿根圆直径
df
df=m(z-2.4cosδ)
外锥距
R
R=mz/2sinδ
蜗杆各部分计算公式
分度圆直径
d1
d1=mq（q为蜗杆直径系数）
齿顶高
ha1
ha1=m
df
df1=m(z1-2.5)，df2=m(z2-2.5)
齿距
p
p=πm
中心距
a
a=1/2(d1+d2)=m/2(z1+z2)
传动比
i
i=n1/n2=d2/d1=z2/z1
斜齿分度圆螺旋角
β
cosβ=[(大小齿数和)×模数÷2]÷中心距
圆锥齿轮各部分计算公式
分度圆锥角
δ
tanδ1= z1/ z2,δ2=90－δ1或tanδ2＝z2/z1
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1.260504202 117.6ຫໍສະໝຸດ KLD-05减速机构参数表
序号 1 2 3 4 5 6 第3级齿轮 第2级齿轮 电机齿轮 第1级齿轮 模数 0.6 0.6 0.8 0.8 0.8 0.8 齿数 8 43 18 42 18 56 39.01851852 68.9 1（直径14） 42 42 1638.777778 0 28 8 蜗轮 蜗轮蜗杆减速比 执行器总减速比 1 0 变位系数 0.55 15.3 -0.55 0 24 0 0 29.6 0 齿轮减速器速比 齿轮减速器中心距 7 蜗杆 1 与配对齿轮中心距(mm)
KLD-05减速机构参数表
序号 1 2 3 4 5 6 第3级齿轮 第2级齿轮 电机齿轮 第1级齿轮 模数 0.6 0.6 0.8 0.8 0.8 0.8 齿数 8 43 16 44 18 56 45.98611111 68.9 1（直径14） 42 42 1931.416667 0 28 8 蜗轮 蜗轮蜗杆减速比 执行器总减速比 1 0 变位系数 0.55 15.3 -0.55 0 24 0 0 29.6 0 齿轮减速器速比 齿轮减速器中心距 7 蜗杆 1 与配对齿轮中心距(mm)
额定扭矩（Nm） 50
动作时间 18s
KLD交流系列执行器AC220V设计参数表
执行器型号 电机转速(rpm) 电机额定力矩(Nm) 电机最大力矩(Nm) KLD-05 1400 0.05 0.18 电机功率 8W 运行电容 2.2μ F 电机尺寸 φ 57-36 齿轮减速器速比 蜗轮蜗杆速比 执行器输出力矩(Nm) 执行器最大输出力矩(Nm) 45.98611111 42 24.83922547 89.42121169