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aO、变位系数x2及齿廓圆弧半径p（＜圆弧圆柱蜗杆传动＞）。1）齿形角aO依据啮合分析，推荐选取齿形角a0=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=l~1.5。此外，当zl>2时，取x2=0.7~1.2；z1<2时，取x2=1〜1.53）齿廓圆弧半径pp可按计算。实际应用中，推荐p=（5〜5.5）m（m为模数）。当z1=1或2时，取p=5m；z1=3时，p=5.3m；z1=4时，p=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a0常用a0=23°蜗杆齿厚ss=0.4nmm为模数，下同蜗杆齿间宽ee=0.6nm蜗杆轴间齿距Papa=nm齿廓圆弧半径pp=（5〜5.5）m齿廓圆弧中心到蜗l'l'=psina0+0.5qm杆轴线的距离齿廓圆弧中心到蜗杆齿对称线的距离L'L'=pcosa0+0.5s=pcosa0+0.2nm齿顶高haha=m齿根咼hfhf=1.2m齿全高hh=2.2m顶隙cc=0.2m蜗杆齿顶厚度sa—J宀⑴-』］蜗杆齿根厚度sf蜗杆分度圆柱螺旋升角YY=arctg(zl/q)法面模数mnmn=mcosY蜗杆法面齿厚snsn=scosY齿廓圆弧半径最小界限值pminhn*ni1—I・、：since门smpmmNo0二）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nl,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nl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V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)m2^(^!3)蜗杆头数z1直径系数q分度圆导程角Y(°)蜗轮齿数z2变位系数x24011818118.003。10'47〃62050820401.252031.25116.003。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〃ictsfiyF-OtrlOP：；^.^3：-.：名计算关系备中心a=0.5(dl+d2)a'=0.5(d1+d2+2x2m)(变位后)628。10'43〃8035.5142117.753。13'28〃62+0125100821vJ•JL厶Q50(63)(80)15。06'08〃29(39)(53)-0.100(+0.100)(-0.100)28175211.2010。07'29〃2.5419。39'14〃628°10043〃10045281.25118.003°10'47〃62063(80)(100)15°04'15〃29(39)(53)-0.1349(+0.2619)(-0.3889)35.5352.25211.2710。03'48〃3.15419。32'29〃628。01'50〃12556555.56117.7783。13'10〃62-0.206380(100)15。42'38〃31(41)-0.500(-0.500)40640210.0011。18'36〃4421。48'05〃(125)(51)(+0.750)630。57'50〃160711136117.75...
