箱体内传动零件的设计计算优化方案

在设计箱体内传动零件时，它们前一级传动的传动比可能有误差，为不使传动比的误差累积过大，在设计时应对初定的传动比作相应的调整后再进行设计。齿轮传动和蜗杆传动的设计步骤与公式可参阅机械设计基础教材。

1.圆柱齿轮传动

（1）齿轮材料及热处理方法的选择，要考虑齿轮毛坯的制造方法。当齿轮的齿顶圆直径da≤400～500mm时，一般采用锻造毛坯；当da＞400～500mm时，因受锻造设备能力的限制，多采用铸造毛坯；当齿轮直径与轴的直径相差不大时，应将齿轮和轴做成一体，选择材料时要兼顾齿轮及轴的一致性要求；同一减速器内各级大小齿轮的材料最好对应相同，以减少材料牌号和简化工艺要求。

（2）齿轮传动的几何参数和尺寸应分别进行标准化、圆整或计算其精确值。例如模数必须标准化；中心距和齿宽应该圆整；分度圆、齿顶圆和齿根圆直径、螺旋角、变位系数等啮合尺寸必须计算其精确值。要求长度尺寸精确到小数点后三位（单位为mm），角度精确到秒。为便于制造和测量，中心距应尽量圆整成尾数为0或5。对直齿圆柱齿轮传动，可以通过调整模数m和齿数z，或采用变位来达到；对斜齿圆柱齿轮传动，还可以通过调整螺旋角β来实现中心距尾数圆整的要求。

齿轮的结构尺寸都应尽量圆整，以便于制造和测量。轮毂直径和长度，轮辐的厚度和孔径，轮缘长度和内径等，按设计资料给定的经验公式计算后，进行圆整。

（3）齿宽b应是一对齿轮的工作宽度，为易于补偿齿轮轴向位置误差，应使小齿轮宽度大于大齿轮宽度，若大齿轮宽度取b2，则小齿轮齿宽取b1＝b2＋（5～10）mm。

2.锥齿轮传动

（1）直齿锥齿轮的锥距R、分度圆直径d（大端）等几何尺寸，应按大端模数和齿数精确计算至小数点后三位数值，不能圆整。

（2）两轴交角为90°时，分度圆锥角δ1和δ2可以由齿数比u＝z2/z1算出，其中小锥齿轮齿数z1可取17～25。u值的计算应达到小数点后第三位，δ值的计算应精确到秒。

（3）大、小锥齿轮的齿宽应相等，按齿宽系数φR＝b/R计算出齿宽b的数值应圆整。(www.xing528.com)

3.蜗杆传动

（1）由于蜗杆传动的滑动速度大，摩擦和发热剧烈，因此要求蜗杆蜗轮副材料具有较好的耐磨性和抗胶合能力。一般是在初估滑动速度的基础上选择材料，蜗杆副的滑动速度vs可由下式估计

式中　n1——蜗杆转速，r/min；

　　　T2——蜗轮轴转矩，N·m。

待蜗杆传动尺寸确定后，应校核滑动速度和传动效率，如与初估值有较大出入，则应重新修正计算，其中包括检查材料选择是否恰当。

（2）为了便于加工，蜗杆和蜗轮的螺旋线方向应尽量取为右旋。

（3）模数m和蜗杆分度圆直径d1要符合标准规定。在确定m、d1、z2后，计算中心距应尽量圆整成尾数为0或5，为此，常需将蜗杆传动做成变位传动，即对蜗轮进行变位，变位系数应在1＞x＞-1之间，如不符合，则应调整d1值或改变蜗轮1～2个齿数。

（4）蜗杆分度圆圆周速度v＜4～5m/s时，一般将蜗杆下置；v＞4～5m/s时，则将其上置。

（5）连续工作的闭式蜗杆传动因发热大，易产生胶合，应进行热平衡计算，但应在蜗杆减速器装配工作草图完成后进行。