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1、 设计计算书 CKVC/JS01-051ZA 蜗杆传动设计计算型号： 尺寸： 压力： 设计： 二 0 一 0 年七月 设计计算书 CKVC/JS01-053一蜗轮蜗杆传动几何尺寸计算序号 名称 计算代号 式中符号 公式 单位 计算值 说明1 中心距 A21mxdmm 1542 蜗杆头数 1Z设计给定 1、2、4 个 14 蜗轮齿数 2设计给定 1iZ齿 885 传动比 i 21n886 齿形角 xa20 度 207 蜗杆转速 1n设计给定 r/min8 蜗轮转速 2设计给定 r/min9 模数 m设计给定取标准模数（ GB/T 10088/DIN 780）1.25， 1.6，2，2.5， （3
2、） ，3.15， （3.5） ，4， （4.5） ，5， （5.5） ， （6） ，6.3， （7）8，10， （12） ，12.5， （14） ，16，20 ，25，31.5，40，mm 310 蜗轮变位系数 2xmdA21（阀门用蜗轮瞬时载荷大，为提高蜗轮齿根强度应采用正变位系数）0.511 蜗杆轴向齿距 xPmm 9.4247812 蜗杆分度圆径 d1 tan1mZmm 4113 蜗轮分度圆径 d2 =2xdA21mm 264 设计计算书 CKVC/JS01-05414 蜗杆导程角 1arctndmZ（自锁蜗轮的 应小于 3.5度）度 4.1849215 蜗杆齿顶圆直径 1adhaa*1
3、12mm 4716 蜗杆齿根圆直径 1f 2cmdhfmm 33.817 蜗杆齿顶高 1ah齿顶高系数，a*一般 =1，短齿=0.8hmm 318 顶隙 c 一般顶隙系数 =0.2mc*cmm 0.619 蜗杆齿根高 1fh12fdmm 3.620 蜗杆齿高 1 fahmm 6.621 蜗轮喉圆直径 2ad2dmm 27322 蜗轮齿根圆直径 f fmm 259.823 蜗轮齿顶高 2ah=2da2*xhmamm 4.524 蜗轮齿根高 2f=21f*cxhamm 2.125 蜗轮齿高 2h2f mm 6.626 蜗轮齿顶圆直径 2ed当 Z1=1 时 mda2或按结构设计mm 27927 蜗
4、轮齿顶圆弧半径 2aR1mm 17.528 蜗轮齿根圆弧半径 2f mcda*12mm 24.1 设计计算书 CKVC/JS01-05529 蜗杆轴向齿厚 1xSm21mm 4.7123930 蜗杆法向齿厚 n cos1xSmm 4.6998331 蜗轮分度圆齿厚 2axtn5.02mm 5.80432 蜗杆齿厚测量高度 1ah;短齿=m8.mm 333 蜗杆节圆直径 dxd21mm 4434 蜗轮节圆直径 2 mm 26435 蜗轮齿宽 2b当 Z13 时75.0admm 35.2536 蜗杆齿宽 1b的2xmZb216.的502x21.的2xmZb11.0mm 60 蜗杆头数Z1=12ZA
5、 蜗杆，车削加工可根据实际啮合情况减小 b1 设计计算书 CKVC/JS01-056二传动效率计算1 总效率精确计算 3210.3030.3832 蜗杆传动的啮合效率 1 tan0.31850.4029手动 n1=30电动 n1=1923 蜗杆传动的当量摩擦角 frc8.75486.1074SfS 0.01 0.190 0.6 0.0980.02 0.183 0.7 0.0960.03 0.175 0.8 0.0940.04 0.168 0.9 0.0920.05 0.160 1.0 0.0900.06 0.156 1.1 0.0880.07 0.152 1.2 0.0860.08 0.148
6、 1.3 0.0840.09 0.144 1.4 0.0820.10 0.140 1.5 0.0800.15 0.133 1.6 0.0780.20 0.127 1.7 0.0760.25 0.120 1.8 0.0740.3 0.113 1.9 0.0720.4 0.107 2.0 0.0704 摩擦因数 f0.5 0.1000.1540.107按蜗轮副材料球墨铸铁确定.(蜗轮、蜗杆齿面粗糙度尽量控制到 Ra0.8 或更高)滑动速度 S 大于 2.0 见 H 机械设计手册 P16-21表 16-1-23 选取5 滑动速度 Scos190ndm/s 0.0650.413手动 n1=30电动 n
7、1=1926 蜗杆分度圆径 1dtanmZcm 4.17 蜗杆导程角 1rctd度 4.18492（自锁蜗轮的应小于 3.5 度）8 蜗杆转速 1n电装输出转速18 24 36 48 72 96 144 192 r/min 手动 n1=30电动 n1=1929 润滑油损耗效率 2阀用蜗轮低转速及润滑脂润 滑按 1 110 轴承摩擦损耗效率 3RPTFE 滑动轴承 =0.95滚动轴承=0.99 0.95蜗轮与蜗轮箱支撑表面粗糙度应不大于 Ra0.8 设计计算书 CKVC/JS01-057三 蜗轮齿根强度校核序号 名称 计算代号 式中符号 公式 单位 计算 值 说明1 齿根弯曲强度 FFPFSgY
8、mdKT216Mpa 3012 蜗轮材料许用应力 FP蜗轮蜗杆用于手动操作阀门或用电装驱动，按阀门的启闭工作性质许用应力可取材料屈服强度的0.76 bQT450-10=342A536 65-45-12=342Mpa 3423 传动系数 K=0.8KVA应传动平稳，通常手轮驱动或蜗杆转动转速不超过 200r/min，可取小值0.84 使用系数 A0.8 0.85 动载系数 VK蜗轮的速度 3m/s 按 1216 载荷分布系数 手轮及转速不超过 200r/min 驱动载荷平稳按 1 17 蜗轮的综合齿形系数 FSY按 及变位系数32cosZV2x锥齿轮的当量齿数2由 J 机械设计手册P35-52
9、页，图 35.2-22 查取88.71 3.988 蜗杆转速 1n设计给定 r/min 301929 蜗轮转速 2设计给定 r/min 0.342.1810 导程角系数 Yo120度 0.96511 蜗轮最大许用转矩 T2YkmdFSP6N.m 63512 蜗轮最大许用转矩 T2 KqZW2.13N.mm 651853此以下公式来自实用阀门设计手册 设计计算书 CKVC/JS01-05813 蜗轮材料许用应力 W蜗轮蜗杆用于手动操作阀门或用电装驱动，按阀门的启闭工作性质许用接触应力可取材料抗拉强度的 QT450-10 的 0.86 =387bMpa 387 参照实用阀门设计手册第 2 版P14
10、56 表 8-4314 蜗杆特性系数 qmd1 8.815 齿形系数 2Y见 HP14-298 图 14-4-3 0.4216 蜗杆接触强度校核 322210541KMqZAJCmm 39A=46.5 39 合格17 许用接触应力 JC蜗轮蜗杆用于手动操作阀门或用电装驱动，按阀门的启闭工作性质许用接触应力可取材料抗拉强度的 QT450-10 的 35 =15750bMpa 参照实用阀门设计手册第 2 版P1455 表 8-4218 蜗轮最大许用转矩 M同 T2 N.mm四齿上受力分析及销的剪切强度1 蜗杆圆周力（蜗轮轴向力） 1tF10dN 84392在 Tg 条件下手动蜗杆轴输入转矩1TiT
11、2N.m 179 蜗轮公布转矩Tg=4762 手动3 蜗杆轴向力（蜗轮圆周力） 2xFmxd20N 364905 蜗杆套上销的剪切强度 4785.021Fxt Mpa 1862 个销为 41 个销为 26 销的直径 d设计给定 mm 87 材料许用应力 材料 35 硬度 HRC2838材料 45 硬度 HRC3846 Mpa 230288 设计计算书 CKVC/JS01-059五箱体壁厚确定1 箱体壁厚 S3204.Amm 82 垂直于蜗杆轴向作箱体剖面分析 SxFMpa 313 垂直于蜗杆轴箱体剖面 见右图 A 设计给定 mm2 11905 箱体材料许用应力 SHT200=30QT400-15=55QT450-10=59WCB（20 #钢）=82Mpa 55六参考规范1 机械设计手册 第二版 机械工业出版社出版2 机械设计手册 第四版 化学工业出版社出版3 API 6D-2002 管线阀门4 实用阀门设计手册.陆培文主编.机械工业出版社出 设计计算书 CKVC/JS01-0511
