蜗杆参数计算
蜗轮蜗杆的计算
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）tgβ=（模数×头数）÷蜗杆节径一．基本参数：（1）模数m和压力角α：在中间平面中，为保证蜗杆蜗轮传动的正确啮合，蜗杆的轴向模数m a1和压力角αa1应分别相等于蜗轮的法面模数m t2和压力角αt2，即m a1=m t2=mαa1=αt2蜗杆轴向压力角与法向压力角的关系为:tgαa=tgαn/cosγ式中：γ-导程角。
（2）蜗杆的分度圆直径d1和直径系数q为了保证蜗杆与蜗轮的正确啮合，要用与蜗杆尺寸相同的蜗杆滚刀来加工蜗轮。
由于相同的模数，可以有许多不同的蜗杆直径，这样就造成要配备很多的蜗轮滚刀，以适应不同的蜗杆直径。
显然，这样很不经济。
为了减少蜗轮滚刀的个数和便于滚刀的标准化，就对每一标准的模数规定了一定数量的蜗杆分度圆直径d1，而把及分度圆直径和模数的比称为蜗杆直径系数q，即：q=d1/m常用的标准模数m和蜗杆分度圆直径d1及直径系数q，见匹配表。
（3）蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2蜗杆头数可根据要求的传动比和效率来选择，一般取z1＝1-10，推荐z1＝1，2，4，6。
选择的原则是：当要求传动比较大，或要求传递大的转矩时，则z1取小值；要求传动自锁时取z1＝1；要求具有高的传动效率，或高速传动时，则z1取较大值。
蜗轮齿数的多少，影响运转的平稳性，并受到两个限制：最少齿数应避免发生根切与干涉，理论上应使z2min≥17，但z2＜26时，啮合区显着减小，影响平稳性，而在z2≥30时，则可始终保持有两对齿以上啮合，因之通常规定z2＞28。
另一方面z2也不能过多，当z2＞80时(对于动力传动)，蜗轮直径将增大过多，在结构上相应就须增大蜗杆两支承点间的跨距，影响蜗杆轴的刚度和啮合精度；对一定直径的蜗轮，如z2取得过多，模数m就减小甚多，将影响轮齿的弯曲强度；故对于动力传动，常用的范围为z2≈28-70。
蜗轮蜗杆计算
蜗轮的计算公式：1传动比=蜗轮齿数×蜗杆头数2中心距=（蜗轮节圆直径+蜗轮节圆直径）△2三。
蜗轮中径=（齿数+2）×模数4蜗轮齿数×蜗轮模数5蜗杆螺距直径=蜗杆外径-2×模数6蜗杆引线=π×元件×头数7螺旋角（前角）TGB=（模数×头数）×蜗杆节径基本参数：蜗轮蜗杆模数m、压力角、蜗杆直径系数Q、导程角、蜗杆头数、蜗杆齿数、齿高系数（1）、间隙系数（0.2）。
其中，模数m和压力角是蜗轮轴表面的模数和压力角，即蜗轮端面的模数和压力角，两者均为标准值。
蜗杆直径系数q是蜗杆分度圆直径与其模数M的比值。
蜗轮蜗杆正确啮合的条件：在中间平面，蜗杆和蜗轮的模数和压力角分别相等，即蜗轮端面的模数等于蜗杆轴线的模数，即标准值。
蜗轮端面的压力角应等于蜗杆的轴向压力角和标准值，即==M。
当蜗轮的交角一定时，必须保证蜗轮和蜗杆的螺旋方向一致。
蜗轮结构通常用于在两个交错轴之间传递运动和动力。
蜗轮相当于中间平面上的齿轮和齿条，蜗杆和螺钉的形状相似。
分类这些系列大致包括：1。
Wh系列蜗轮减速器：wht/whx/whs/whc2；CW系列蜗轮减速器：CWU/CWS/cwo3；WP系列蜗轮减速器：WPA/WPS/WPW/WPE/wpz/wpd4；TP系列包络蜗轮减速器：TPU/TPS/TPA/tpg5；PW型平面双包环面环面蜗杆减速器；另外，根据蜗杆的形状，蜗杆传动可分为圆柱蜗杆传动、环形蜗杆传动和斜蜗杆传动。
[1]组织特征1该机构比交错斜齿轮机构具有更大的传动比。
2两轮啮合齿面间存在线接触，其承载能力远高于交错斜齿轮机构。
三。
蜗杆传动相当于螺旋传动，即多齿啮合传动，传动平稳，噪音低。
4当蜗杆的导程角小于啮合齿间的等效摩擦角时，该机构具有自锁性能，可以实现反向自锁，即只有蜗杆可以驱动蜗轮，而不能驱动蜗轮。
起重机械采用自锁蜗杆机构，其反向自锁性能能起到安全防护作用。
蜗杆计算公式
d2'=d2
b1
见表11－4
由设计确定
蜗轮分度圆直径
d2
d2=mz2=2a-d1-2x2.m
?
蜗轮喉圆直径
da2
da2=d2+2ha2
?
蜗轮齿根圆直径
df2
df2=d2-2ha2
?
蜗轮齿顶高
ha2
ha2=1/2(da2-d2)=m(ha*+x2)
?
蜗轮齿根高
hf2
?
蜗轮齿高
h2
h2=ha2+hf2=1/2(da2-df2)
普通基本尺寸计算关系式:
名 称
代 号
说 明
a
按规定选取
z1
按规定选取
齿数
z2
?
按确定
齿形角
a
按类型确定
m
按规定选取
传动比
i
蜗杆为主动，按规定选取
齿数比
u
?
蜗轮
x2
?
蜗杆直径系数
q
?
蜗杆轴向
pa
?
蜗杆导程
pz
pz=πmz1
?
蜗杆
d1
d1=mq
按规定选取
蜗杆齿顶圆直径
da1
da1=d1+2ha1=d1+2ha*m
?
蜗杆直径
df1
?
顶隙
c
c=c*m
按规定
蜗杆齿根圆直径
db1
db1=d1.tgr/tgrb=mz1/tgrb
?
蜗杆齿顶高
ha1
ha1=ha*m=1/2(da1-d1)
按规定
蜗杆高
蜗轮蜗杆尺寸计算公式
蜗轮蜗杆尺寸计算公式蜗轮蜗杆传动是一种常见的传动方式，广泛应用于机械设备中。
蜗轮蜗杆传动具有传动比大、紧凑结构、传动平稳等优点，因此被广泛应用于工程机械、船舶、起重机械等领域。
蜗轮蜗杆传动的尺寸计算是设计和制造过程中的重要环节，正确计算尺寸可以保证传动系统的正常运行和传动效率。
下面将介绍一些常用的蜗轮蜗杆传动尺寸计算公式。
蜗轮蜗杆传动的传动比可以通过公式计算得到。
传动比等于蜗轮的齿数除以蜗杆的螺旋线数，即传动比=蜗轮齿数/蜗杆螺旋线数。
传动比的大小决定了传动装置的转速和扭矩的变化情况。
蜗轮和蜗杆的齿数计算公式如下：蜗轮齿数=传动比*蜗杆螺旋线数蜗杆齿数=传动比*蜗轮螺旋线数蜗轮和蜗杆的模数是设计中需要确定的重要参数，模数决定了齿轮的几何形状和尺寸。
蜗轮和蜗杆的模数计算公式如下：蜗轮模数=蜗轮齿数/蜗轮分度圆直径蜗杆模数=蜗杆齿数/蜗杆分度圆直径蜗轮和蜗杆的螺旋角是设计中需要考虑的重要因素，螺旋角决定了蜗轮和蜗杆传动的效率和运动平稳性。
蜗轮和蜗杆的螺旋角计算公式如下：蜗轮螺旋角=tan(蜗轮摩擦角)蜗杆螺旋角=arctan(tan(蜗轮摩擦角)/传动比)蜗轮和蜗杆的分度圆直径是设计中需要确定的重要参数，分度圆直径决定了蜗轮和蜗杆齿轮的尺寸。
蜗轮和蜗杆的分度圆直径计算公式如下：蜗轮分度圆直径=蜗轮模数*蜗轮齿数蜗杆分度圆直径=蜗杆模数*蜗杆齿数蜗轮和蜗杆的齿顶圆直径、齿根圆直径、齿宽等尺寸也需要进行计算。
这些尺寸的计算公式可以根据具体的设计要求和传动装置的工作条件来确定。
蜗轮蜗杆传动的尺寸计算是设计和制造过程中的关键环节。
通过合理的尺寸计算，可以确保传动装置的正常运行和传动效率。
在实际应用中，还需要考虑材料的选择、加工工艺的确定等因素，以确保传动装置的质量和可靠性。
蜗杆计算公式(1)
u
u=Z2/Z1当蜗杆主动时,i=u
蜗轮变位系数
x2
x2=a/m-(d1+d2)/2m
蜗杆直径系数
q
q=d1/m
蜗杆轴向齿距
pa
pa=πm
蜗杆导程
pz
pz=πmz1
蜗杆分度圆直径
d1
d1=mq
按规定选取
蜗杆齿顶圆直径
da1
da1=d1+2ha1=d1+2ha*m
蜗杆齿根圆直径
df1
df1=d1-2hf1=da-2(ha*m+c)
普通圆柱蜗杆传动基本几何尺寸计算关系式:
名 称
代 号
计 算 关 系 式
说 明
中心距
a
a=(d1+d2+2x2m)/2
按规定选取
蜗杆头数
z1
按规定选取
蜗轮齿数
z2
按传动比确定
齿形角
a
aa=20。或an=20。
按蜗杆类型确定
模数
m
m=ma=mn/cosr
按规定选取
传动比
i
i=n1/n2
蜗杆为主动，按规定选取
顶隙
c
c=c*m
按规定
渐开线蜗杆齿根圆直径
db1
db1=d1.tgr/tgrb=mz1/tgrb
蜗杆齿顶高
ha1
ha1=ha*m=1/2(da1-d1)
按规定
蜗杆齿根高
hf1
hf1=(ha*+c*)m=1/2(da1-df1)
蜗杆齿高
h1
h1=hf1+ha1=1/2(da1+df1)
蜗杆导程角
r
蜗轮蜗杆的计算
蜗轮蜗杆的计算公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]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）÷2 3，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）tg β=（模数×头数）÷蜗杆节径 一．基本参数：（1）模数m 和压力角α：在中间平面中，为保证蜗杆蜗轮传动的正确啮合，蜗杆的轴向模数m a1和压力角αa1应分别相等于蜗轮的法面模数m t2和压力角αt2，即 m a1=m t2=m αa1=αt2蜗杆轴向压力角与法向压力角的关系为: tgαa =tgαn /cosγ 式中：γ-导程角。
（2）蜗杆的分度圆直径d 1和直径系数q为了保证蜗杆与蜗轮的正确啮合，要用与蜗杆尺寸相同的蜗杆滚刀来加工蜗轮。
由于相同的模数，可以有许多不同的蜗杆直径，这样就造成要配备很多的蜗轮滚刀，以适应不同的蜗杆直径。
显然，这样很不经济。
为了减少蜗轮滚刀的个数和便于滚刀的标准化，就对每一标准的模数规定了一定数量的蜗杆分度圆直径d1，而把及分度圆直径和模数的比称为蜗杆直径系数q ，即： q=d1/m常用的标准模数m 和蜗杆分度圆直径d1及直径系数q ，见匹配表。
（3）蜗杆头数z 1和蜗轮齿数z 2蜗杆头数可根据要求的传动比和效率来选择，一般取z1＝1-10，推荐 z1＝1，2，4，6。
选择的原则是：当要求传动比较大，或要求传递大的转矩时，则z1取小值；要求传动自锁时取z1＝1；要求具有高的传动效率，或高速传动时，则z1取较大值。
蜗轮齿数的多少，影响运转的平稳性，并受到两个限制：最少齿数应避免发生根切与干涉，理论上应使z2min≥17，但z2＜26时，啮合区显着减小，影响平稳性，而在z2≥30时，则可始终保持有两对齿以上啮合，因之通常规定z2＞28。
蜗杆蜗轮基本参数计算
5.8.3 蜗杆蜗轮基本参数及几何尺寸计算
蜗杆蜗轮的设计计算是以主剖面内的参数和几何关系为基准，在主剖面内有基本参数m，α，z
还可以有无数个不同值。
由于工程中是采用与蜗杆尺寸c*=0.2。
但对于蜗杆而言，其分度圆直径d
1
的滚刀来加工蜗轮的，如果对应一种模数和压力角有无数个蜗杆直径，那么意味着一种模数和压力有无数把滚刀，这显然是不经济的。
为了限制蜗轮滚刀的数目及便于滚刀的标准化，工程上每一标准模数规定了一定数目的蜗杆分，也即规定比值
d
1
(5. q称为蜗杆直径系数(diametric quotient)，且已规定有标准值。
模数m和直径系数q的标准值见表
由上式可得
蜗杆的分度圆半径为 (5.
注：①.括号内的模数尽可能不用。
②.带括号的q值用于套在轴上的齿圈，需要提高蜗杆的刚度或蜗轮齿数较多的场合。
图5.8.3-1
如图5.8.3-1所示，蜗杆螺度圆柱面的交线为螺旋线，设有两条螺旋线。
将分度圆柱展则螺旋线展成斜直线。
图中与λ有关的参数有：H ──导程，且H=z
1
P
a1
P
a1
──轴面齿距，即 P
a1
=πm 由图得
由此看出影响λ大小的因素有z
1
、q。
①.当q一定，蜗杆的齿数z
1
增多，螺旋线导程角λ增大；
②.当z
1一定，蜗杆的直径系数q增大（也即直径d
1
增大），螺旋线导程角λ减小。
螺旋线导程角λ的大小直接影响到蜗杆蜗轮传动的自锁性，λ越小，机构越易自锁。
标准阿基米德蜗杆蜗轮机构的几何尺寸计算公式见表5.8.3-2。
蜗轮蜗杆的设计及其参数计算
7 蜗轮蜗杆的设计及其参数计算5.1 传动参数蜗杆输入功率P=5.3 kW ，蜗杆转速min /r 960n 1=，蜗轮转速m i n /r 5.56n 2=，理论传动比i=16.75，实际传动比i=17，蜗杆头数2Z 1=，蜗轮齿数为34217 Z i Z 12=⨯==，蜗轮转速min /r 5.5617960i n n 12=== 5.2 蜗轮蜗杆材料及强度计算减速器的为闭式传动，蜗杆选用材料45钢经表面淬火，齿面硬度 >45 HRC,蜗轮缘选用材料ZCuSn10Pb1,砂型铸造。
蜗轮材料的许用接触应力，由《机械设计基础》表4-5可知,[]H σ=180MPa. 估取啮合效率： 10.8η= 蜗轮轴转矩：6651122 5.250.89.55109.55107.110mm n 56.5P T N η⨯=⨯=⨯⨯=⨯⋅ 载荷系数：载荷平稳，蜗轮转速不高，取K=1.1.计算21m d 值 []22122480m d HKT Z σ⎛⎫≥⎪ ⎪⎝⎭=2534801.17.110mm 34180⎛⎫⨯⨯⨯ ⎪⨯⎝⎭=34804mm模数及蜗杆分度圆直径由《机械设计基础》表4-1取标准值，分别为： 模数 m=8 mm蜗杆分度圆直径 1d 80m m = 5.3 计算相对滑动速度与传动效率蜗杆导程角11mz 82=arctanarctan 11.31d 80γ⨯==蜗杆分度圆的圆周速度111d n 80960m /s 4.02m /s 601000601000ππυ⨯⨯===⨯⨯相对活动速度1s 4.024.098m/s cos cos11.31υυγ===当量摩擦角 取v 230 2.5ρ== 验算啮合效率()()1v tan tan11.31081tan tan 11.31 2.5γηγρ===++（与初取值相近）。
传动总效率10.960.960.810.78ηη==⨯=总 （在表4-4所列范围内）。
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3. 蜗杆传动精度等级
国标对蜗杆、蜗轮和蜗杆传动规定12个精度等级，第1级精度最高，第12级精度最低。
按照公差对传动性能的主要保证作用，可分为三个公差组，分别规定传动精度、工作平稳性精度和接触精度；各公差组中又规定若干项公差。
根据使用要求不同，允许各公差组选用不同的精度等级组合，但在同一公差组中，各项公差应保持相同的精度等级。
蜗杆和配对蜗轮的精度等级一般取为相同，也允许不相同。
蜗杆和蜗轮的加工方法和应用场合不同，可选不同精度等级。
蜗杆传动精度选择
4. 蜗杆传动效率和自锁
(1) 效率
与齿轮传动的效率类似，蜗杆传动的功率损失主要包括：1）啮合损失；2）搅动润滑油的油阻损失；3）轴承的摩擦损失。
闭式蜗杆传动的效率η为：η=η1η2η3
式中：η1——啮合效率；η2——搅油效率(一般为0.95-0.99)；η3——轴承效率(对滚动轴承取0.99,对滑动轴承取0.98-0.99)。
蜗杆传动的效率主要取决于啮合效率。
蜗杆传动的啮合效率可以参照螺旋副的效率进行计算。
对于减速蜗杆（蜗杆主动）：
对于增速蜗杆（蜗轮主动）：
式中：ρv——当量摩擦角，其值与蜗杆蜗轮的材料组合、齿面精度和相对滑动速度等有关。
表中的相对滑动速度，v1为蜗杆节圆处的圆周速度。
从蜗杆传动的啮合效率中可以看出，导程角γ是影响啮合效率的重要参数，而导程角γ又与蜗杆头数有直接关系。
(2) 自锁
在减速蜗杆传动中，蜗杆可以带动蜗轮旋转而蜗轮不能带动蜗杆旋转称为自锁。
其自锁条件与螺纹副的自锁条件相同，即：导程角γ≤ρv。
自锁蜗杆传动效率〈0.5。
设计蜗杆传动时，需要预估传动的效率，可以参考以下数值确定。
蜗杆传动效率估计。