蜗轮蜗杆的选择及校核示例

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。

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。

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 1 ~ 6 ，考虑到自锁取=1,按规定蜗杆头数=1时，蜗轮齿数，传动比

 取  =42

蜗杆设计公式

式中  — 蜗轮材料的许用接触应力

—蜗轮材料的基本许用接触应力  取值为125 MPa

 — 接触疲劳强度的寿命系数

N  — 应力循环次数  取N=

= 9.7 

K= 1

代入数据得    

由查表得标准模数 m 和蜗杆分度圆直径  的值分别为 2.5和35.5

蜗杆的分度圆柱导程角 

代入数据得 =

蜗轮蜗杆的尺寸校核

代入数据得   

满足条件 

由以上分析和计算得出蜗轮蜗杆的几何参数为  d2=105mm