涡轮蜗杆减速机的测绘

涡轮蜗杆减速机测绘指导书

农机教研室

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目录

1 减速机的分类、 .............................................................................................................................. 2 2涡轮蜗杆减速机原理、特点及应用 ............................................................................................... 2 2.1 原理 ............................................................................................................................................ 2 2.2特点 ............................................................................................................................................ 3 2.3 应用场合 ................................................................................................................................... 3 3涡轮蜗杆传动的主要参数和啮合条件 ........................................................................................... 3 3.1 主要参数 ................................................................................................................................... 4 3.2 蜗轮蜗杆正确啮合的条件 ....................................................................................................... 5 3.3 普通圆柱蜗杆的齿面类型： ................................................................................................... 5 4 涡轮蜗杆减速机的测量 .................................................................................................................. 6 4.1 蜗杆的测量 ............................................................................................................................... 6 4.2 涡轮的测量 ............................................................................................................................... 7 4.3 涡轮蜗杆主要参数的计算步骤： ........................................................................................... 7 4.3 减速机壳体的测量 ................................................................................................................... 8 4.4 其他零部件的测量 ................................................................................................................... 8 5 涡轮蜗杆减速机的绘制 .................................................................................................................. 8 5.1 蜗杆的绘制 ............................................................................................................................... 9 5.2 涡轮的绘制 ............................................................................................................................... 9 5.3 减速机壳体的绘制 ................................................................................................................... 9 5.4 其他零部件的绘制 ................................................................................................................... 9 5.5 装配图的绘制 ......................................................................................................................... 10 6涡轮蜗杆精度等级的选取 ............................................................................................................. 10

1 减速机的分类、

减速机作用是降低转速，增加转矩。 它的种类繁多，型号各异，不同种类有不同的用途。按照传动类型可分为齿轮减速机、蜗杆减速机和行星齿轮减速机；按照传动级数不同可分为单级和多级减速机；按照齿轮形状可分为圆柱齿轮减速机、圆锥齿轮减速机和圆锥－圆柱齿轮减速机；按照传动的布置形式又可分为展开式、分流式和同轴式减速机。等等

2涡轮蜗杆减速机原理、特点及应用

2.1 原理

蜗杆蜗轮传动是由交错轴斜齿圆柱齿轮传动演变而来的。小齿轮的轮齿分度圆柱面上缠绕一周以上，这样的小齿轮外形象一根螺杆，称为蜗杆。大齿轮称为

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蜗轮。为了改善啮合状况，将蜗轮分度圆柱面的母线改为圆弧形，使之将蜗杆部分地包住，并用与蜗杆外形和参数相同的滚刀范成加工

蜗轮，这样齿廓间为线接触，可传递较大的动力。

2.2特点

（1）具有自锁性。当蜗杆的导程角小于啮合轮齿间的当量摩擦角时，机构具有自锁性，可实现反向自锁，即只能由蜗杆带动蜗轮，而不能由蜗轮带动蜗杆。如在其起重机械中使用的自锁蜗杆机构，其反向自锁性可起安全保护作用

（2）传动比大，比交错轴斜齿轮机构紧凑

（3）两轮啮合齿面间为线接触，其承载能力大大高于斜齿轮机构 （4）蜗杆传动相当于螺旋传动，为多齿啮合传动，故传动平稳、噪音很小 （5）传动效率较低，磨损较严重。蜗轮蜗杆啮合传动时，啮合轮齿间的相对滑动速度大，故摩擦损耗大、效率低。另一方面，相对滑动速度大使齿面磨损严重、发热严重，为了散热和减小磨损，常采用价格较为昂贵的减摩性与抗磨性较好的材料及良好的润滑装置，因而成本较高。 2.3 应用场合

经常用于两轴交错、传动比大、传动功率不大或间歇工作的场合。

3涡轮蜗杆传动的主要参数和啮合条件

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3.1 主要参数

主要参数为：模数m，齿形角α，蜗杆分度圆直径d1，蜗杆导程角γ，蜗杆头数 z1，蜗轮齿数z2，中心距a，蜗杆齿顶圆直径da1，蜗轮外圆直径de2等。

（1） 模数m 在圆柱蜗杆传动中，规定通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的中间平面作为基准平面，在该平面内，蜗轮在蜗杆传动相当于齿轮条传动，即蜗轮相当于齿轮，蜗杆相当于齿条。在该平面内的模数m 和齿形角α均为标准值。

（2） 蜗杆分度圆直径d1 当用滚刀切制蜗轮时，为了减少蜗轮滚刀的规格数量，d1亦标准化，且与m有一定的搭配。见表9-17。

（3） 蜗杆的导程角γ 蜗杆的导程角γ与模数m及分度圆直径d 1之间具有下列关系

tanγ= z1m/ d1

当为动力传动时，为提高传动的效率，应力求大的γ，即应选用多头数及小分度圆直径d 1的蜗杆。对于要求具有自锁性能的传动，则应采用γ<3°30′的蜗杆传动。

一对互相齿合的蜗轮，蜗杆，蜗轮的螺旋角β与蜗杆的导程角γ大小相等，方向相同。

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（4） 蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2 蜗杆头数z1常取1；2；4；6。过多时，制造较高精度的蜗杆和蜗轮滚刀有困难。传动比大时及要求自锁的传动，取z1=1。

蜗轮的齿数z2一般取z2=27~80。少过的z2，蜗轮齿将产生根切；z2>80时，会导致模数过小而削弱轮齿的弯曲强度或使蜗杆轴刚度降低。

（5） 中心距a和传动比i 普通圆柱蜗杆传动的减速装置的中心距a应按下列数值选取：40、50、63、80、100、125、160、（180）、200、（225）、250、（280）、315、（355）、400、（450）、500mm,括号中的数字尽可能不采用。

大于500mm的中心距可按优先数选用。普通圆柱蜗杆减速装置的传动比i的公称值，按下列数值选取：5、7.5、10、12.5、15、20、25、30、40、50、60、70、80mm。其中，10；20；40和80为基本传动比，应优先采用。 3.2 蜗轮蜗杆正确啮合的条件

（1）蜗杆与蜗轮的模数和压力角分别相等。

（2）两者轴线不垂直时，蜗轮与蜗杆螺旋线旋向必须相同。 3.3 普通圆柱蜗杆的齿面类型：

阿基米德圆柱蜗杆（ZA）：加工方便应用广泛，多用于单头， 法向直廓圆柱蜗杆（ZN）：容易磨削加工，多头。 渐开线圆柱蜗杆（ZI）：容易磨削加工，多头 锥面包络线圆柱蜗杆（ZK）：加工容易，开始应用 基准蜗杆的齿形角α

1） 阿基米德蜗杆，轴向齿形角α x=20°; 2） 法向直廓蜗杆，法向齿形角α n=20°; 3） 渐开线蜗杆，法向齿形角α n=20°;

4） 在动力传动中，当到导程角γ》30°时，可增大齿形角，推荐用25°；在分度机构中，允许减小齿形角，推荐采用15°或12°。

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4 涡轮蜗杆减速机的测量

涡轮蜗杆减速机测量所使用的测绘仪器有：直尺，游标卡尺和万能角度尺 4.1 蜗杆的测量

（1）旋向和头数

旋向通过右手定则来判断，头数通过观察来判定。

（2）轴向齿距：蜗杆的轴向齿px可用钢板尺或游标卡尺测量，为了减少误差，可多跨几个轴向齿距，测量n个轴向齿距nPx，再除以n,就得到一个轴向齿距Px。

（3）齿形角

用万能角度尺一边顺轴截面与蜗杆面接触，尺面与齿面贴合紧密，轴向齿廓呈直线形，测得齿形角为20°（所测蜗杆为阿基米得蜗杆）。 （4）蜗杆的齿顶圆直径da1：测量取整

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（5）蜗杆的结构尺寸：包括螺旋总长，涡轮轴总长，轴端、轴颈尺寸等通过测量得到。 4.2 涡轮的测量

（1）涡轮的齿数：观测计数得到涡轮的齿数

（2）涡轮的结构尺寸：涡轮的厚度，外径，轴孔的内径，键槽的尺寸等，通过测量得到。

4.3 涡轮蜗杆主要参数的计算步骤：

蜗杆主要参数的计算：

（1）由测量出的Px，根据公式： MPx进行计算得到M

**M进行计算（式中ha（2）蜗杆分度圆直径：d1da12ha为齿顶高系数，

取1）

*（3）蜗杆的齿根圆直径：df1d12m(hac*)（式中c*为齿隙系数，取

0.2）

*m （4）齿顶高：ha1ha*（5）齿根高：hf1(hac*)m

（6）导程角：arctan（7）轴向齿厚：Sx1z1m d1Px 2（8）法向齿厚：Sn1Sx1cos 涡轮主要参数的计算 （1）分度圆直径：

d2Mz2

*（2）齿顶高：ha2mha

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（3）齿根高：h**f2m(hac)

（4）涡轮喉圆直径：da2d22ha2 （5）齿根圆直径：df2d22hf2 （6）齿顶圆弧半径：Rd1a22m （7）齿根圆弧半径：Rda1f22c8m

涡轮蜗杆参数示意图 4.3 减速机壳体的测量

测量轴承孔的基本尺寸，减速机壳及各个结构点的基本尺寸，4.4 其他零部件的测量

测量轴承压盖的基本尺寸，

5 涡轮蜗杆减速机的绘制

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5.1 蜗杆的绘制

（1）图纸内容

蜗杆的主视图，轴向齿形和法向齿形的局部放大图，顶尖孔的局部剖视图，键槽的移出断面图，技术特性表，技术要求，标题栏。

（2）技术要求：轴承轴颈处的同轴度取0.025；表面粗糙度Ra=0.8，齿顶表面粗糙度3.2，齿面粗糙度1.6.轴颈的公差k6，中心孔尺寸按GB/T4459.5选取并绘制。

（3）材质及热处理，45号，调质处理，表面硬度HRC50-55

（4）其他细节（如退刀槽，键槽等尺寸和公差）查阅机械设计手册。 5.2 涡轮的绘制

（1）图纸内容

蜗轮的主视图，轮孔的局部视图，技术特性表，技术要求，标题栏。 （2）技术要求：轮孔的尺寸公差f6，齿顶表面粗糙度Ra=3.2，齿面粗糙度1.6

（3）材质及热处理，ZCuSn10Pb1，调质处理，表面硬度HRC50-55 （4）其他细节（如退刀槽，键槽等尺寸和公差）查阅机械设计手册 5.3 减速机壳体的绘制

（1）图纸内容

三视图，局部剖视图，技术特性表，技术要求，标题栏。

（2）技术要求：轴承孔及压盖孔的尺寸公差H7，粗糙度3.2，涡轮轴承孔和蜗杆轴承孔的同轴度按公差等级7，涡轮轴承孔和蜗杆轴承孔的垂直度按公差等级7，

（3）材质及热处理HT200。 5.4 其他零部件的绘制

轴承压盖，与轴承孔接触处外圆公差d11、材质HT200，

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5.5 装配图的绘制

（1）图纸内容

三视图，其中有全剖视图，总体尺寸，特征尺寸，关键配合尺寸的公差配合。技术特性表，技术要求，标题栏，明细表

（2）技术要求：刷漆颜色，润滑油型号，运输要求，配备电机要求，运转注意事项等。

如：A 蜗轮减速机的蜗杆转速不能超过1500r/min。 B、工作环境温度为-40℃-+40℃，当工作环境温度低于0℃时，起动前润滑油必须加热至0℃以上，当工作环境温度高于40℃时，必须采取冷却措施。 C、蜗轮轴绝对不能作输入轴使用。等等

6涡轮蜗杆精度等级的选取

圆柱蜗杆、蜗轮精度是采用GB10089-88标准，其适用于轴交角Σ=90°，模数m≥1mm，蜗杆分度圆直径d1≤400mm，蜗轮分度圆直径d2≤4000mm；基本蜗杆可为阿基米德蜗杆（ZA蜗杆）、渐开线蜗杆（ZI蜗杆）、法向直廓蜗杆（ZN蜗杆）、锥面包络圆柱蜗杆（ZK蜗杆）和圆弧圆柱蜗杆（ZC蜗杆）。 国标对蜗杆、蜗轮和蜗杆传动规定12个精度等级，1级最高，12级最低。按照公差的特性对对传动性能的主要保正作用，将公差（或极限偏差）分成三个公差组。根据使用要求不同，各公差组可以选用不同的精度等级组合，但在同一公差组中，各项公差与极限偏差应保持相同的精度等级。

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