齿轮蜗轮蜗杆参数

齿轮蜗轮蜗杆参数

一、蜗轮、蜗杆齿轮的功用与结构

蜗轮、蜗杆的功用主要用于传递交错轴间运动和动力，通常，轴交角∑＝90°。其优点是传动比大，工作较平稳，噪声低，结构紧凑，可以自锁；缺点是当蜗杆头数较少时，传动效率低，常需要采用贵重的减摩有色金属材料，制造成本高。

蜗轮是回转形零件，蜗轮的结构特点和齿轮基本相似，直径一般大于长度，通常由外圆柱面、内环面、内孔、键槽（花键槽）、轮齿、齿槽等组成。根据结构形式的不同，齿轮上常常还有轮缘、轮毂、腹板（孔板）、轮辐等结构。按结构不同蜗轮可分为实心式、腹板式、孔板式、轮辐式等多种型式。

蜗杆的结构和轴相似，其结构特点是长度一般大于直径，通常由外圆柱面、圆锥面、螺纹及阶梯端面等所组成。蜗杆上啮合部分的轮齿呈螺旋状，有单头和多头之分， 单头蜗杆的自锁性能好、易加工，但传动效率低。

二、普通圆柱蜗轮、蜗杆的测绘步骤

蜗轮、蜗杆的测绘比较复杂，要想获得准确的测绘数据，就必须具备较全面的蜗杆传动方面的知识。同时应合理选择测量工具及必要的检测

仪器，掌握正确的测量方法，并对所测量的数据进行合理的分析处理，提出接近或替代原设计的方案，直接为生产服务。

测绘蜗轮、蜗杆时，主要是确定蜗杆轴向模数ma（即蜗轮端面模数mt），蜗杆的直径系数q和导程角γ(即蜗轮的螺旋角β)。下面以普通圆柱蜗轮蜗杆测绘为例，说明标准蜗轮蜗杆的基本测绘步骤。

1. 首先对要测绘的蜗轮、蜗杆进行结构和工艺分析。

2. 画出蜗轮、蜗杆的结构草图和必须的参数表，并画出所需标注尺寸的尺寸界线及尺寸线。

3. 数出蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2。 4. 测量出蜗杆齿顶圆直径da、蜗轮喉径da

l

i

和蜗轮齿顶外圆直径dae。

5. 在箱体上测量出中心距a。 6. 确定蜗杆轴向模数ma (即涡轮端面模数mt)

7. 确定蜗杆的导程角γ(蜗轮的螺旋角β)，并判定γ及β的方向。

根据计算公式 tgγ= zma/ d，因 d=

1

1

1

d-2ma 则

a1

γ= tg -1 zma/ (da-2ma)

1

1

8. 确定蜗杆直径系数q

根据计算公式q = d/ ma或q = z/ tgγ计算

1

1

出q值，且应按标准系列选取与其相近的标准数值。

9. 根据计算公式，计算出其它各基本尺寸，如齿根圆直径df1、df2，齿顶高ha1、ha2，齿根高hf1、hf2等。

10. 所得尺寸必须与实测中心距a核对，且符合计算公式：

a = ma / 2 (q+z2)

11. 测量其它各部分尺寸，如毂孔直径、键槽尺寸等。

12. 根据使用要求，确定蜗轮、蜗杆的精度，一般为7~9级。

13. 用类比法或查资料确定配合处的尺寸公差和形位公差。

14. 用粗糙度量块对比或根据各部分的配合性质确定表面粗糙度。

15. 尺寸结构核对无误后，绘制零件图。

三、普通圆柱蜗杆、蜗轮的测绘

1. 几何参数的测量

（1）蜗杆头数z1〔齿数)、蜗轮齿数z2 目测确定z1，并数出z2。

（2）蜗杆齿顶圆及蜗轮喉圆直径da1，da2 可用高精度游标卡尺或千分尺直接测量，用游标卡尺测量蜗轮喉圆直径da2的方法如图8-16所示。测量时，可在三、四个不同直径位置上进行，取其中的最大值。当蜗轮齿数为偶数时，齿顶圆直径就是将卡尺的读数减去两端量块高度之和，当蜗轮的齿数为奇数时，可按圆柱齿轮奇数齿所介绍的方法进行。

（3）蜗杆齿高h l

蜗杆齿高hl可按以下方法测量：

① 用高精度游标卡尺的深度尺或其他深度测量工具直接测量蜗杆齿高，如图8-17所示。

图8-16 蜗轮喉圆直径da2的测量 图8-17 蜗杆齿高h l的测量

② 用游标卡尺测量蜗杆的齿顶圆直径da1＇和蜗杆齿根圆直径df1＇，并按下式计算：

d' hd' 2a1f11（4）蜗杆轴向齿距pz ＇

测量蜗杆轴向齿距pz ＇可以用直尺或游标卡尺在蜗杆的齿顶圆柱上

沿轴向直接测量，如图8-18所示。为了精确起见，最好多跨几个轴向齿距，然后将所测得的数除以跨齿数，就是蜗杆的轴向齿距。

（5）蜗杆齿形角α

蜗杆齿形角可用角度尺或齿形样板在蜗杆的轴向剖面和法向剖面内

图8-18 蜗杆轴向齿距的测量

测量，将两个剖面的数值都记录下来，作确定参数时的参考。也可以用不同齿形角的蜗轮滚刀插

入齿部作比较来判断。

（6）蜗杆副中心距ａ＇

蜗杆副中心距的测量对蜗杆传动啮合参数的确定以及对校核所定参数的正确性都是很重要的。因此，应该仔细测量，力求精确。需要注意的是：只有当根据测绘的几何参数所计算出来的中心距与实测的中心距a＇相一致时，才能保证蜗杆传动的正确啮合。

测量中心距时，可利用设备原有的蜗杆和蜗轮轴，清洗后重新装配进行测量。测量时，首先要测量这些轴的本身尺寸(Ｄ'1，D'2)与形位公差，以便作为修正测量结果的参考。

常用的测量方法有： ① 用高精度游标卡尺或千分尺，测出两轴外侧间的距离L＇，如图8-19所示，并按下式计算中心距： a'L'D'2D'

12 ② 用内径千分尺测出两轴内侧间的距离M'，如图8-20所示，并按下式计算中心距。

D' a'M'D'212 ③ 当中心距不大，用

图8-19 测蜗杆蜗轮轴外侧间的距离L＇

上述方法测量有困难时，可用量块测量两轴内侧间的距离K'，如图8-21所示，并按下式计算中心距。

齿轮的基本参数 2009-11-15 16:36

10.1.2直齿圆柱齿轮的基本参数、各部分的名称和尺寸关系

当圆柱齿轮的轮齿方向与圆柱的素线方向一致时，称为直齿圆柱齿轮。表10.1.2-1列出了直齿圆柱齿轮各部分的名称和基本参数。

表10.1.2-1 直齿圆柱齿轮各部分的名称和基本参数

名称 符号 齿 数 z

说 明 示意图

模 数 m πd=zp, d=p/πz, 令m=p/π 齿顶圆 da 通过轮齿顶部的圆周直径 齿根圆 df 通过轮齿根部的圆周直径 分度圆 d 齿厚等于槽宽处的圆周直径 齿 高 h 齿顶圆与齿根圆的径向距离 齿顶高 ha 分度圆到齿顶圆的径向距离 齿根高 hf 分度圆到齿根圆的径向距离 齿距 p 在分度圆上相邻两齿廓对应点的弧长 (齿厚＋槽宽)

齿厚 s每个齿在分度圆上的弧长

节圆 d'一对齿轮传动时，两齿轮的齿廓在连心线O1O2上接触点C处，两齿轮的圆周速度相等，以O1C和O2C为半径的两个圆称为相应齿轮的节圆。

压力角α齿轮传动时，一齿轮(从动轮)齿廓在分度圆上点C的受力方向与运动方向所夹的锐角称压力角。我国采用标准压力角为20°。 啮合角α'在点C处两齿轮受力方向与运动方向的夹角

模数m是设计和制造齿轮的重要参数。不同模数的齿轮要用不同的刀具来加工制造。为了便于设计和加工，模数数值已标准化，其数值如表10.1.2-2所示。

表10.1.2-2 齿轮模数标准系列（摘录GB/T1357-1987）

第一系 1 1.25 1.5 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 列 16 20 25 32 40 50 第二系1.75 2.25 2.75 (3.25) 3.5 (3.75) 4.5 5.5 (6.5) 7 9 (11) 列 14 18 22 28 36 45

注：选用模数时，应优先选用第一系列；其次选用第二系列；括号内的模数尽可能不用。

标准直齿圆柱齿轮各部分的尺寸与模数有一定的关系，计算公式如表10.1.2-3。

表10.1.2-3 标准直齿圆柱齿轮轮齿各部分的尺寸计算 名 称 分度圆直径 齿顶圆直径 齿根圆直径 齿顶高 齿根高 全齿高 中心距 齿 距 符 号 d da df ha hf h a p 公 式 d＝mz da ＝d+2 ha ＝m(z+2) df ＝d+2 hf ＝m(z-2.5) ha ＝m hf ＝1.25m h ＝ha + hf = 2.25m a ＝m∕2 (z1+z2) P = πm