普通圆柱蜗杆传动基本参数及其几何尺寸计算.doc

普通圆柱蜗杆传动的基本参数及几何尺寸计算

newmaker

1．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ma1和压力角αa1应分别相等于蜗轮的法面模数mt2和压力角αt2，即

ma1=mt2=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，啮合区显著减小，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。对于传递运动的传动，z2可达200、300，甚至可到1000。z1和z2的推荐值见下表
i=z2/z1
z1
z2
≈5
6
29—31
7—15
4
29—61
14—30
2
29—61
29—82
1
29—82

（4）导程角γ

蜗杆的形成原理与螺旋相同，所以蜗杆轴向齿距pa与蜗杆导程pz的关系为pz＝z1pa，由下图可知：

tanγ=pz／πd1＝z1pa／πd1＝z1m／d1＝z1／q

导程角γ的范围为3.5°一33°。导程角的大小与效率有关。导程角大时，效率高，通常γ＝15°-30°。并多采用多头蜗杆。但导程角过大，蜗杆车削困难。导程角小时，效率低，但可以自锁，通常γ＝3.5°一4.5°

5）传动比I

传动比 　　　　i=n主动1/n从动2

蜗杆为主动的减速运动中

　　　　　　　　　i=n1/n2=z2/z1 =u

式中：n1 -蜗杆转速；n2-蜗轮转速。

减速运动的动力蜗杆传动，通常取5≤u≤70，优先采用15≤u≤50；增速传动5≤u≤15。

普通圆柱蜗杆基本尺寸和参数及其与蜗轮参数的匹配表。

2 蜗杆传动变位的特点

蜗杆传动变位

标准

正变位

负变位
变位蜗杆传动根据使用场合的不同，可在下述两种变位方式中选取一种。

1)变位前后，蜗轮的齿数不变(z2 '＝z2)，蜗杆传动的中心距改变(a '≠a)，如图9-8a、c所示，其中心距的计算式如下：

a '＝a+x2m=(d1+d2+2x2m)/2

2)变位前后，蜗杆传动的中心距不变(a '＝a)，蜗轮齿数发生变化(z2'≠z2)，如图9-8d、e所示，z2' 计算如下：

因 a'＝a　则z2' ＝z2-2x2

蜗杆传动变位：

3 普通圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算

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
齿数比
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)

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
tgr=mz1/d1=z1/q

渐开线蜗杆基圆导程角
rb
cosrb=cosr.cosan

蜗杆齿宽
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
hf2=1/2(d2-df2)=m(ha*-x2+c*)

蜗轮齿高
h2
h2=ha2+hf2=1/2(da2-df2)

蜗轮咽喉母圆半径
rg2
rg2=a-1/2(da2)

蜗轮齿宽
b2

由设计确定
蜗轮齿宽角
θ
θ=2arcsin(b2/d1)

蜗杆轴向齿厚
sa
sa=1/2(πm)

蜗杆法向齿厚
sn
sn=sa.cosr

蜗轮齿厚
st
按蜗杆节圆处轴向齿槽宽ea'确定

蜗杆节圆直径
d1'
d1'=d1+2x2m=m(q+2x2)

蜗杆节圆直径

d2'
d2'=d2

自动售货机是台机电一体化的自动化装置，在接受到货币已输入的前提下，靠触摸控制按 扭输入信号使控制器启动相关位置的机械装置完成规定动作，将货物输出。
①用户将货币投入投币口，货币识别器对所投货币进行识别；
②控制器根据金额将商品可售卖信息通过选货按键指示灯提供给用户，由用户自主选择欲购买的商品；
③按下用户选择商品所对应的按键，控制器接收到按键所传递过来的信息，驱动相应部件，售出用户选择的商品到达取物口；
④如果还有足够的余额，则可继续购买。在15秒之内，自动售货机将自动找出零币或用户旋转退币旋钮，退出零币。
⑤从退币口取出零币完成此次交易。

核心技术如下：
可编程控制器（PLC）是以微处理器为核心的工业控制装置。它将传统的继电器控制系统与计算机技术结合在一起，具有高可靠性、灵活通用、易于编程、使用方便等特点，因此近年来在工业自动控制、机电一体化、改造传统产业等方面得到普遍应用。
PLC的生产厂家和产品型号很多，但基本原理相同，特别是梯形图（LD）和顺序功能图（SFC）程序设计方法，对所有的PLC都是一样的。