蜗轮蜗杆的选择及校核示例

4.2.5夹具中重要结构的尺寸计算在本夹具中采用手动的蜗轮蜗杆机构带动转盘转动，从而使得工件转动，在铣刀的作用下进而使得工件被加工的加工模式。因此蜗轮蜗杆机构的设计在本夹具设计中占有很重要的地位。①蜗轮蜗杆的材料蜗轮蜗杆的材料不仅要具有足够的强度，更重要的是应具有良好的跑合性、减磨性及耐磨性。蜗杆一般用碳钢或者合金钢制成，对于不太重要的传动及低速中载蜗杆，可采用40和45钢等，经调质硬度在220~300HBS。常用的蜗轮材料为铸造锡青铜、铸造铝青铜及铸铁等，效率要求不高时，特别是要求自锁时，可采用灰铸铁，为了防止变形，一般要对蜗轮进行时效处理。综合考虑，在本机构中蜗杆采用45碳钢调质处理，硬度在220~250HBS，蜗轮采用灰铸铁HT150。②蜗轮蜗杆的尺寸设计在蜗杆传动中，由于材料和结构上的原因，蜗杆螺旋齿部分的强度通常高于蜗轮齿的强度，所以失效常发生在蜗轮轮齿上。在一般情况下，蜗轮轮齿因弯曲疲劳强度不足而失效的情况较少，只有在蜗轮齿数很多或开式传动中，才需要以保证齿根弯曲疲劳强度作为主要计算准则，因此对于闭式蜗杆传动，通常是按齿面接触疲劳强度进行设计，而按齿根弯曲疲劳强度进行校核。蜗杆头数常取1z1~6，考虑到自锁取1z=1,按规定蜗杆头数1z=1时，蜗轮齿数402z，传动比4012zzi取2z=42蜗杆设计公式22212496HzKTdm3mm式中H—蜗轮材料的许用接触应力87''10NZHNHH'H—蜗轮材料的基本许用接触应力取值为125MPaNZ—接触疲劳强度的寿命系数N—应力循环次数取N=710252T=9.7MNK=1代入数据得312194mmdm由查表得标准模数m和蜗杆分度圆直径1d的值分别为2.5和35.5蜗杆的分度圆柱导程角11tandmz代入数据得=4○3蜗轮蜗杆的尺寸校核FFaFYmddKT2212cos53.19610NFF代入数据得MPaF15MPaF73.3满足条件FF由以上分析和计算得出蜗轮蜗杆的几何参数为mmd5.351d2=105mm11Z422Z5.2m4