3.6 省力機構的設計和校核

用于球閥的省力機構應當具有傳動速比大、外形尺寸小、球體能固定在開關中間的任意位置，以及防止灰塵和污物進入裝置內部等特點。其中以蝸輪蝸桿的特點最為明顯，結構簡單、傳動比大、具有自鎖性能。

3.6.1 蝸輪蝸桿的設計

蝸桿傳動的主要參數有模數m、壓力角a、蝸桿頭數z1、蝸桿直徑系數q和蝸桿分度圓柱導程角γ等。由于要求實現大傳動比和反行程，要求自鎖的蝸桿傳動取z1=1。根據蝸桿頭數z1與蝸輪齒數z2的薦用值可知，取傳動比i=30，z2=30。考慮到蝸輪蝸桿中心距不能過小，取，m=5，查GB/T 10085—1988可知，m=5，=1，q=10，蝸桿分度圓直徑為50mm。

根據阿基米德蝸桿傳動主要幾何尺寸的計算公式可知：

中心距：；

蝸桿齒頂圓直徑：；

蝸桿齒根圓直徑：；

蝸桿分度圓直徑：；

蝸輪分度圓直徑：；

蝸輪喉圓直徑：；

蝸輪齒根圓直徑：；

蝸輪外徑：，取；

蝸桿螺紋長度：，取L=50mm；

蝸輪齒根圓弧面半徑：；

蝸輪齒頂圓弧面半徑：。

由于球閥球體工作只需旋轉90°，故可用120°的扇形蝸輪代替全蝸輪，這樣既簡化了結構，縮小了體積，又節省了原材料。

3.6.2 蝸輪蝸桿的強度校核

因為蝸桿傳動的失效一般發生在蝸輪上，所以只需要進行蝸輪輪齒的輕度計算。齒面接觸疲勞強度的校核和計算公式如下：

　　（3-78）

式中 ZF —彈性模數，MPa，查表得；

KA —載荷系數，取KA=1.0；

T2 —蝸輪轉矩，T2=1.36′106；

m —模數，m=5；

d1 —蝸桿分度圓直徑，mm，d1=50mm；

z2 —蝸輪齒數，z2=30；

σHP —蝸輪的許用接觸應力，MPa，σHP=250MPa。

3.6.3 閥蓋的設計計算

閥蓋厚度的計算方法與它的形狀有關。

平板閥蓋一般用于工作壓力不高的止回閥上，可分為圓形和非圓形兩類。圓形平板閥蓋的計算如下：

按墊片的不同結構形式又可分為兩種：

① 全平面墊片平板閥蓋。

② 凸面法蘭墊片平板閥蓋。

本設計選用凸面法蘭墊片平板閥蓋，其厚度計算見表3-7。

根據設計，墊片系數m為2.5，墊片寬度bD為25mm，墊片平均直徑dD為185.5mm。

根據δ和df/dD的值取CY=1.0。