3.6 省力机构的设计和校核

用于球阀的省力机构应当具有传动速比大、外形尺寸小、球体能固定在开关中间的任意位置，以及防止灰尘和污物进入装置内部等特点。其中以蜗轮蜗杆的特点最为明显，结构简单、传动比大、具有自锁性能。

3.6.1 蜗轮蜗杆的设计

蜗杆传动的主要参数有模数m、压力角a、蜗杆头数z1、蜗杆直径系数q和蜗杆分度圆柱导程角γ等。由于要求实现大传动比和反行程，要求自锁的蜗杆传动取z1=1。根据蜗杆头数z1与蜗轮齿数z2的荐用值可知，取传动比i=30，z2=30。考虑到蜗轮蜗杆中心距不能过小，取，m=5，查GB/T 10085—1988可知，m=5，=1，q=10，蜗杆分度圆直径为50mm。

根据阿基米德蜗杆传动主要几何尺寸的计算公式可知：

中心距：；

蜗杆齿顶圆直径：；

蜗杆齿根圆直径：；

蜗杆分度圆直径：；

蜗轮分度圆直径：；

蜗轮喉圆直径：；

蜗轮齿根圆直径：；

蜗轮外径：，取；

蜗杆螺纹长度：，取L=50mm；

蜗轮齿根圆弧面半径：；

蜗轮齿顶圆弧面半径：。

由于球阀球体工作只需旋转90°，故可用120°的扇形蜗轮代替全蜗轮，这样既简化了结构，缩小了体积，又节省了原材料。

3.6.2 蜗轮蜗杆的强度校核

因为蜗杆传动的失效一般发生在蜗轮上，所以只需要进行蜗轮轮齿的轻度计算。齿面接触疲劳强度的校核和计算公式如下：

　　（3-78）

式中 ZF —弹性模数，MPa，查表得；

KA —载荷系数，取KA=1.0；

T2 —蜗轮转矩，T2=1.36´106；

m —模数，m=5；

d1 —蜗杆分度圆直径，mm，d1=50mm；

z2 —蜗轮齿数，z2=30；

σHP —蜗轮的许用接触应力，MPa，σHP=250MPa。

3.6.3 阀盖的设计计算

阀盖厚度的计算方法与它的形状有关。

平板阀盖一般用于工作压力不高的止回阀上，可分为圆形和非圆形两类。圆形平板阀盖的计算如下：

按垫片的不同结构形式又可分为两种：

① 全平面垫片平板阀盖。

② 凸面法兰垫片平板阀盖。

本设计选用凸面法兰垫片平板阀盖，其厚度计算见表3-7。

根据设计，垫片系数m为2.5，垫片宽度bD为25mm，垫片平均直径dD为185.5mm。

根据δ和df/dD的值取CY=1.0。