第七章 蜗杆传动
蜗杆传动课件
蜗杆传动课件蜗杆传动课件蜗杆传动是一种常见的机械传动方式，它通过蜗杆和蜗轮之间的啮合来实现转动传递。
在工业领域中，蜗杆传动广泛应用于各种机械设备中，如起重机、输送机、搅拌机等。
本文将介绍蜗杆传动的原理、特点以及应用。
一、蜗杆传动的原理蜗杆传动是一种通过蜗杆和蜗轮之间的啮合来实现转动传递的机械传动方式。
蜗杆是一种螺旋形状的轴，蜗轮则是一个具有螺旋槽的圆盘。
当蜗杆旋转时，它的螺旋形状会使蜗轮产生旋转运动。
由于蜗杆的斜面角度较小，蜗轮的转速相对较低，但扭矩较大。
这使得蜗杆传动适用于需要大扭矩和较低转速的场合。
二、蜗杆传动的特点1. 大传动比：蜗杆传动的传动比可以达到较大的数值，通常在10:1至60:1之间。
这使得蜗杆传动在一些需要较大减速比的设备中非常实用。
2. 紧凑结构：由于蜗杆传动的传动比较大，所以可以通过较小的尺寸实现较大的减速比。
这使得蜗杆传动在空间有限的场合中非常适用。
3. 自锁性：蜗杆传动具有自锁性，即在没有外力作用下，蜗杆传动可以防止被传动部件的逆转。
这使得蜗杆传动在一些需要防止逆转的场合中非常有用，如起重机的升降装置。
4. 传动效率较低：由于蜗杆传动的摩擦损失较大，所以传动效率相对较低。
通常情况下，蜗杆传动的传动效率在50%至80%之间。
因此，在对传动效率要求较高的场合中，蜗杆传动可能不是最佳选择。
三、蜗杆传动的应用1. 起重机：蜗杆传动广泛应用于各种起重机中，如桥式起重机、门式起重机等。
蜗杆传动的大传动比和自锁性使得起重机的升降装置更加安全可靠。
2. 输送机：蜗杆传动也常用于输送机中，用于驱动输送带或链条的运动。
蜗杆传动的紧凑结构和大传动比使得输送机的传动装置更加节省空间且具有较大的减速比。
3. 搅拌机：蜗杆传动还广泛应用于各种搅拌机中，如混凝土搅拌机、食品搅拌机等。
蜗杆传动的大扭矩和较低转速使得搅拌机可以更好地完成搅拌工作。
总结蜗杆传动是一种常见的机械传动方式，它通过蜗杆和蜗轮之间的啮合来实现转动传递。
机械基础之蜗杆传动
机械基础之蜗杆传动1. 概述蜗杆传动是一种常见的机械传动方式，用于将大扭矩通过蜗杆传递给小扭矩的蜗轮。
它是一种精密传动装置，因其传递扭矩平稳可靠而被广泛应用于各种工业机械设备中。
2. 结构蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成。
蜗杆是一种带有螺旋齿的圆柱形轴，其外形类似于蜗牛的螺旋壳。
蜗轮是一种带有封闭螺旋槽的圆盘，其形状与蜗杆的齿相匹配。
蜗轮的齿数通常为1，而蜗杆的螺旋齿数通常为多个。
3. 工作原理当蜗杆转动时，其螺旋齿会将蜗轮推动转动。
由于蜗杆的斜面设计，每转动一圈，蜗轮只转动一颗齿。
这种结构使得蜗杆传动具有很大的减速比，通常可以达到20:1以上。
同时，由于蜗杆和蜗轮的齿轮接触表面较大，使得传动效率较低。
4. 优点和应用蜗杆传动具有以下优点： - 减速比大：通常可以达到20:1以上的减速比。
- 扭矩传递平稳：由于每转动一圈蜗杆，蜗轮只转动一颗齿，使得扭矩传递非常平稳可靠。
- 自锁性：由于摩擦力的存在，在没有外力作用下，蜗杆传动可以固定位置，不会自动转动。
蜗杆传动广泛应用于各种工业机械设备中，如： - 起重机械：使用蜗杆传动可以实现对重物的精确起重与放下。
- 工业机械：这种传动方式可以用于带有大扭矩输出要求的设备，如搅拌机、制动器等。
- 游乐设备：蜗杆传动可以用于旋转设备的减速与传动。
5. 注意事项在使用蜗杆传动时，需要注意以下几点： - 润滑：蜗杆传动的润滑非常重要，可以使用润滑油或润滑脂对齿轮进行润滑，以确保传动效率和寿命。
- 定期维护：定期检查蜗杆传动的磨损情况，并及时更换磨损严重的零部件，以延长传动的使用寿命。
- 负载限制：应根据蜗杆传动的设计参数和工作环境确定其负载限制，以防止传动失效或损坏。
6. 总结蜗杆传动是一种重要的机械传动方式，通过蜗杆和蜗轮的组合，可以实现大扭矩到小扭矩的平稳传递。
其优点包括减速比大、扭矩传递平稳和自锁性，广泛应用于工业机械设备中。
在使用蜗杆传动时，需要注意润滑、定期维护和负载限制等细节，以保证传动的正常运行和寿命。
机械设计基础第七章 蜗杆传动PPT课件
≤3
m
/ s, 9级精度适用于
≤1.5
2
m /sΒιβλιοθήκη 本章以阿基米德蜗杆传动为例，讨论普通圆柱蜗
杆传动的设计计算问题。
7.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 7.2.1 普通圆柱蜗杆传动的主要参数 蜗杆传动的设计计算以中间平面的参数为基准8
1. 模数m和压力角 在中间平面内, 蜗杆的轴面模数和压力角应与蜗轮 的端面模数和压力角分别相等,且等于标准值。
z1=1、2时，L≥(11+0.06 z2)m; z2=4时，L≥(12.5+0.09 z2)m; 磨削蜗杆加长量：
7.1.2 蜗杆传动的类型 圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动、锥蜗杆传动
4
环面蜗杆传动
5
{普通圆柱蜗杆传动（直线刀刃加工）
圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆传动（凸圆弧刀刃加工） 根据齿面形状不同，普通圆柱蜗杆分为 阿基米德蜗杆、渐开线蜗杆和法向直廓蜗杆
阿基米德蜗杆的加工：
车制阿基米德蜗杆时, 刀具切削刃的平面通过 蜗杆轴线 。 蜗杆齿形在通过蜗杆轴 线的截面内为侧边呈直 线的齿条齿形,在垂直 于蜗杆轴线的截面内为 阿基米德螺旋线。
阿基米德蜗杆难于磨削
渐开线蜗杆和法向直廓蜗杆可以磨削 7
蜗杆有左、右旋之分，常用右旋蜗杆
蜗杆可分为单头蜗杆（一条螺旋线,即Z1=1）、双 头蜗杆（两条螺旋线Z1=2,）和多头蜗杆（Z1=4、6 等）,通常取Z1=1 、2或4。 对于动力传动，常按7、8、9级精度制造
7级精度适用于 2 ≤7.5 m / s, 8级精度适用于 2
蜗杆螺旋部分长度
符号 d a da df de2 Ra2 Rf2 b
γ p L
蜗杆
蜗轮
《机械设计基础》第7章蜗杆传动
2023REPORTING 《机械设计基础》第7章蜗杆传动•蜗杆传动概述•蜗杆传动的工作原理•蜗杆传动的参数设计•蜗杆传动的性能分析•蜗杆传动的结构设计•蜗杆传动的应用实例与优缺点分析目录20232023REPORTINGPART01蜗杆传动概述有自锁性，但效率低。
传动平稳，噪声小。
结构紧凑，传动比较大。
定义：蜗杆传动是由蜗杆和蜗轮组成的一种交错轴间的传动，通常两轴交错角为90°。
特点定义与特点普通圆柱蜗杆传动阿基米德蜗杆（ZA型）、法向直廓蜗杆（ZN型）、渐开线蜗杆（KI型）等。
圆弧圆柱蜗杆传动轴向圆弧圆柱蜗杆（86型）、法向圆弧圆柱蜗杆（68型）等。
环面蜗杆传动一次包络环面蜗杆、二次包络环面蜗杆等。
用于需要自锁的场合，如卷扬机、起重机等。
特殊应用一般应用：用于传递两交错轴之间的运动和动力，通常用于减速传动。
用于分度机构或增速机构。
用于需要较大传动比的场合，如机床、汽车等。
01030204052023REPORTINGPART02蜗杆传动的工作原理蜗杆与蜗轮在传动过程中，通过螺旋面的紧密配合实现动力传递。
配合关系蜗杆和蜗轮的螺旋角、导程角、中心距等参数需满足一定的匹配关系，以确保传动的平稳性和效率。
配合条件适当的配合间隙对蜗杆传动的性能至关重要，过紧或过松的配合间隙都会影响传动的精度和寿命。
配合间隙蜗杆与蜗轮的配合蜗杆传动的传动比等于蜗轮齿数与蜗杆头数的比值，传动比较大，可实现较大的减速效果。
传动比计算转速与转矩关系传动效率在蜗杆传动中，输入转速与输出转矩成反比关系，即输入转速越高，输出转矩越小。
由于蜗杆传动存在滑动摩擦，其传动效率相对较低，一般不超过50%。
030201轴向力分析轴向力主要由蜗杆的螺旋线方向和角度决定，轴向力过大会导致轴承过早损坏和轴向窜动。
径向力分析蜗杆传动中，径向力主要由蜗杆的螺旋角和导程角决定，径向力的大小直接影响轴承的寿命和传动的稳定性。
摩擦力分析蜗杆传动中的摩擦力主要来源于蜗杆和蜗轮之间的滑动摩擦，摩擦力的大小直接影响传动的效率和寿命。
机械设计基础蜗杆传动
类型与特点
圆柱蜗杆传动
圆柱蜗杆传动具有结构紧 凑、传动比大、工作平稳 、噪音小等优点。常用于 减速装置中。
环面蜗杆传动
环面蜗杆传动的特点是承 载能力高、传动效率高， 但制造和安装精度要求较 高。
锥蜗杆传动
锥蜗杆传动具有较大的传 动比和较紧凑的结构，但 制造和安装精度也较高。
降低摩擦系数
加强冷却和润滑
通过采用先进的表面处理技术或添加减摩 剂等措施，降低蜗杆和蜗轮之间的摩擦系 数，从而减少摩擦损失。
采用有效的冷却和润滑措施，控制传动的工 作温度，以降低热损失和摩擦损失。
05
蜗杆传动的结构设计与制造工艺
结构设计要点
选择适当的蜗杆类型
根据传动要求选择合适的蜗杆类型，如圆柱 蜗杆、环面蜗杆等。
04
蜗杆传动的效率与润滑Biblioteka 效率分析1 2 3
蜗杆传动效率的计算公式
效率 = (输出功率 / 输入功率) × 100%。由于蜗 杆传动中存在滑动摩擦和滚动摩擦，因此其效率 通常低于齿轮传动。
影响蜗杆传动效率的因素
包括蜗杆头数、导程角、摩擦系数、中心距、传 动比等。其中，蜗杆头数和导程角对效率影响较 大。
首先根据蜗杆和蜗轮的相对位置及运动关系，确定作用在蜗杆和蜗轮上的外力 ；然后分析这些外力在蜗杆和蜗轮上产生的内力，包括弯矩、扭矩和轴向力等 。
蜗杆传动的受力特点
由于蜗杆和蜗轮的螺旋角不同，使得作用在蜗杆和蜗轮上的外力产生不同的分 力，这些分力在蜗杆和蜗轮上产生的内力也不同。因此，蜗杆传动的受力分析 较为复杂。
装配顺序与方法
按照先内后外、先难后易的原则进行 装配，注意保证蜗杆和蜗轮的正确啮 合。
(完整版)蜗杆传动题目及答案
第七章蜗杆传动（1）说明蜗杆头数z1及蜗轮齿数z2的多少对蜗杆传动性能的影响？（2）闭式蜗杆传动为什么要进行热平衡计算？（3）蜗杆传动有哪些特点？应用于什么场合？（4）蜗杆导程角γ大小不同时，其相应的蜗杆加工方法有何特点？蜗杆传动以什么面定义标准模数？（5）为什么要引入蜗杆直径系数？如何选用？它对蜗杆传动的强度、刚度、啮合效率及尺寸有何影响？（6）蜗杆传动的正确啮合条件是什么？自锁条件是什么？（7）影响蜗杆传动效率的主要因素有哪些？导程角γ的大小对效率有何影响？（8）为什么蜗杆传动只计算蜗轮齿的强度，而不计算蜗杆齿的强度？在什么情况下需要进行蜗杆的刚度计算？许用应力如何确定？（9）蜗杆传动的热平衡如何计算？可采用哪些措施来改善散热条件？二、填空题：（1）减速蜗杆传动中，主要的失效形式为、、，常发生在。
（2）普通圆柱蜗杆传动变位的主要目的是和。
（3）有一标准普通圆柱蜗杆传动，已知z1=2，q=8，z2=42，中间平面上模数m=8mm，压力角α=200，蜗杆为左旋，则蜗杆分度圆直径d1= mm，传动中心距a=mm，传动比i=。
蜗杆分度圆柱上的螺旋线角升γ=arctan蜗轮为旋，蜗轮分度圆柱上的螺旋角β=。
（4）蜗杆传动中，蜗杆导程角为γ，分度圆圆周速度为v1，则其滑动速度vs为，它使蜗杆蜗轮的齿面更容易发生和。
（5）两轴交错角为900的蜗杆传动中，其正确的啮合条件是，和（等值同向）。
（6）闭式蜗杆传动的功率损耗，一般包括三个部分：，和。
（7）在蜗杆传动中，蜗杆头数越少，则传动效率越低，自锁性越好，一般蜗杆头数取z1=。
（8）阿基米德蜗杆传动在中间平面相当于与相啮合。
（9）变位蜗杆传动只改变的尺寸，而尺寸不变。
（10）在标准蜗杆传动中，当蜗杆为主动时，若蜗杆头数z1和模数m一定时，增大直径系数q，则蜗杆刚度；若增大导程角γ，则传动效率。
（11）蜗杆传动发热计算的目的是防止而产生齿面失效，热平衡计算的条件是单位时间内等于同时间内的。
第7章-蜗杆传动
a
1 2
(d1
d2)
m 2
(q
z2 )
m 2
( z1
z2 )
十 几何计算（略），表7.3
机械设计 第7章 蜗杆传动
7.3 蜗杆传动的滑动速度及传动效率 一、蜗杆传动的滑动速度
V1 ——蜗杆节点圆周速度
2 d2
V2——蜗轮节点圆周速度
蜗杆蜗轮齿面间相对滑动速度Vs
VS
V1
cos
d1n1
60 1000 cos
35 m/s
由于 i 大，可用于机床分度机构、仪器仪表中。
2、特点
优点： 1）工作平稳：兼有斜齿轮与螺旋传动的优点。
2）i大 i z2 蜗杆——1、2、4、6 z1 齿轮——z1>17
传递动力时：i=8~100（常用15~50）
传递运动时：i=几百~上千（单头，η↓）
机械设计 第7章 蜗杆传动
4
铸锡青铜：vs≥12~26m/s 铸铝青铜：vs≤12m/s，抗胶合能力差 铸铝黄铜：抗点蚀能力强,耐磨性差,用于vs小场合 HT、QT：vs≤2m/s
大直径蜗轮：铸铁（蜗杆用青铜）
2、蜗杆
碳钢
硬面蜗杆：首选 淬火→磨削
材料
热处理
合金钢
调质蜗杆：缺少磨削设备时
选用。
机械设计 第7章 蜗杆传动
17
7.5、蜗杆和蜗轮的结构 1、蜗杆：与轴一体。车制、铣制。
∵vs↑→η↓、发热↑ →主要为：胶合、磨损、点蚀 蜗轮强度较弱，失效主要发生在蜗轮上。
二、设计准则
开式蜗杆传动以保证蜗轮齿根弯曲疲劳强度进行设计； 闭式传动以保证蜗轮齿面接触疲劳强度进行设计，校核齿根 弯曲疲劳强度，并进行热平衡计算。
机械原理—蜗杆传动概述课件
受力分析
法向力与切向力
蜗杆传动中，蜗杆和蜗轮受到法向力 和切向力的作用。这些力的大小和方 向随着传动状态的变化而变化。
摩擦力分析
蜗杆传动中的摩擦力是影响传动效率 的重要因素。分析摩擦力的性质和变 化规律有助于提高传动效率。
动态特性
动态响应
蜗杆传动的动态响应包括速度、加速度和位移的变化。这些动态特性的变化规 律影响传动的稳定性和精度。
其传动精度和效率。
寿命预测
基于应力寿命的预测方法
根据材料的S-N曲线和应力水平，预测蜗杆和蜗轮的寿命。
基于磨损的寿命预测
通过监测蜗杆和蜗轮的磨损量，预测其寿命。这种方法适用于润滑 不良或低速重载的情况。
基于疲劳断裂的寿命预测
通过疲劳试验或有限元分析，预测蜗杆和蜗轮的疲劳寿命。这种方 法适用于高循环载荷的情况。
热设计。
设计实例
实例一
某减速器蜗杆传动的设计，通过参数优化和材料选择，实现了高 效率和长寿命。
实例二
某大型设备蜗杆传动的优化设计，采用特殊的润滑和热设计，确 保了稳定可靠的运行。
实例三
某精密仪器中的蜗杆传动，紧凑的设计满足了空间限制，同时保 证了高精度和高稳定性。
THANKS
感谢观看
传动需求。
维护简便
蜗杆传动的结构简单， 维护方便，使用寿命较
长。
应用领域
01
02
03
工业领域
蜗杆传动广泛应用于各种 工业机械中，如印刷机、 包装机、纺织机等。
汽车领域
汽车变速器和转向器中常 采用蜗杆传动，实现动力 的传递和变速。
航空领域
在飞机起落架和发动机系 统中，蜗杆传动也得到了 广泛应用。
02
振动与噪声
7蜗杆传动2解析PPT教学课件
Ft2
n2
1 Fa1 Ft1
2
n1
Ft2
2
1
Fa2 Ft1 n2
径向力Fr 的方向：略
Fa1 第20页/共31页
7.5蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算
• 一、蜗杆传动的效率
➢ 与齿轮传动类似，闭式蜗杆传动的功率损耗包括三部分： 轮齿啮合摩擦损耗，轴承中摩擦损耗以及搅动箱体内润滑 油的油阻损耗。其总效率为 η=η1η2η3
Fr1 Fr2 Ft2tg
第13页/共31页
蜗杆传动受力方向判断
蜗杆的旋转方向和螺旋线方向如图所示，试判断蜗杆、 蜗轮所受径向力、圆周力和轴向力的方向，以及蜗轮的旋 转方向。
第14页/共31页
蜗杆传动受力方向判断
蜗杆的旋转方向和螺旋线方向如图所示，试判断蜗杆、 蜗轮所受径向力、圆周力和轴向力的方向，以及蜗轮的旋 转方向。
蜗杆传动受力方向判断
蜗杆的旋转方向和螺旋线方向如图所示，试判断蜗杆、 蜗轮所受径向力、圆周力和轴向力的方向，以及蜗轮的旋 转方向。
径向力 Fr1 =径向力 Fr2
周向力 Ft1 =轴向力 Fa2
Ft1 Ft 2
Fr 2 Fa2 Fa1
周向力 Ft2 =轴向力 Fa1
Fr1
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蜗杆传动受力方向判断
蜗杆的旋转方向和螺旋线方向如图所示，试判断蜗杆、 蜗轮所受径向力、圆周力和轴向力的方向，以及蜗轮的旋 转方向。
Ft1 Ft 2
径向力 Fr1 =径向力 Fr2
Fr 2 Fa2
周向力 Ft1 =轴向力 Fa2
n2 周向力 Ft2 =轴向力 Fa1
Fa1
从动轮转向 n2
Ft——主反从同
第2页/共31页
《机械设计基础》第7章 蜗杆传动
tanγ= z1/q d1 = q m q是d1与m的比值，不一定是整数。 m一定时，q越小（或d1越小）导程角γ越大，传动效率 越高，但蜗杆的强度和刚度降低。 设计蜗杆传动，在刚度准许的情况下，要求传动效率高 时q选小值；要求强度和刚度大时q选大值。
蜗杆直径系数q
q = d1/m
P1----蜗杆传动输入功率，kW；ks----为散热系数，根据箱体周围通风 条件，一般取ks =10～17[w/(m2·℃)]；自然通风良好地方取大值，反 之取小值； η----传动效率；A----散热面积m2。 t0----周围空气温 度℃ 通常取20℃； [t1]----许可的工作温度，通常取70～90℃。
齿圈与轮芯用铰制孔螺栓联接。由于装拆方便，常用尺寸较大或磨损后 需要更换蜗轮齿圈的场合.
浇铸式：（图7-10c） 该型式仅用于成批生产的蜗轮。齿圈最小厚度c=2m，但不小于10 mm
§7-4 蜗杆传动的强度 计算 蜗杆传动的受力分析
蜗轮旋转方向的判定
蜗轮旋转方向，按照蜗杆的螺旋线旋向和旋转方
蜗杆传动的特 点
§7-2 蜗杆传动的主要参数和几何尺 寸 概念（图7-6）
连心线：蜗杆轴线与蜗轮轴线的公垂线。 中间平面：圆柱蜗杆轴线和连心线构成的平面。 所以中间平面内蜗杆与蜗轮的啮合相当于渐开线 齿轮与齿条（直线）的啮合
规定：设计计算以中间平面参数及其几何尺寸关系为准。 主要参数
1.模数m和压力角α；2.传动比i，蜗杆头数z1和蜗 轮齿数z2 ； 3.蜗杆导程角γ； 4.蜗杆分度圆直径d1和蜗杆直径系数q ；5.中心距a。
5.中心距a。
标准蜗杆传动其中心距计算公式：
a=
d1+d2 2
= m (q+z2) 2
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和齿形角 ? 。
? 中间平面：通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面。 对于蜗杆，其为蜗杆的轴面；对于蜗轮，中间平面 为蜗轮的端面
? 蜗杆传动的设计计算以中间平面为准。
蜗杆传动中间平面主要参数关系
节距与模数的关系
a ? (d1 ? d2 ) / 2
齿顶高系数及顶隙系数：
ha* ? 1 c* ? 0.2
名称 分度圆直径 中心距 齿顶圆直径 齿根圆直径 蜗轮最大外圆直径 蜗轮齿顶圆弧半径 蜗轮齿根圆弧半径 蜗轮轮缘宽度 蜗杆分度圆柱上导程角
蜗杆螺旋部分长度
符号 d a da df de2 Ra2 Rf2 b
γ p L
Pa1 ? Pt2 ? P ma1 ? mt 2 ? m
? a1 ? ? t2 ? ?
蜗杆的导程角与蜗轮螺旋角的关系
? ? ?2
蜗杆正确啮合条件
ma1 ? mt2 ? m ；
? a1 ? ? t2 ? ? ；
? ? ?2
2 、蜗杆分度圆直径 d1和导程角 ?
? 蜗杆的分度圆直径：蜗杆上理论齿 厚等于齿槽宽的圆柱称为蜗杆的分 度圆柱。
阿基米德蜗杆
? 加工时，标准齿条 形车刀水平放置在 蜗杆轴线平面内；
? 轴截面齿形为直齿 齿条形齿廓；
? 法截面齿形为外凸 曲线齿廓；
? 横截面齿廓为阿基 米德螺旋线。
渐开线蜗杆
?可用两把刀具加工，刀 具顶面与基圆柱相切， 一把刀具的刀刃高于蜗 杆轴线，另一把刀具的 刀刃低于蜗杆轴线；
?横截面为渐开线齿廓， 轴截面为凸曲线齿廓；
(50) 71
m2d1 140 175
352.5 446.5 504 640 800
mm 221.9
556
1136
281
3、蜗杆头数Z1和蜗轮齿数Z2
? 蜗杆头数：是指组成蜗杆螺纹线的数量 Z1，
通常取为：1，2，4, 6
(若要得到大传动比，可取 Z1＝1，但此时传动效 率低； Z1越大传动效率越高，但加工越困难。）
? 蜗轮齿数 Z2 ? i ? Z1 ，一般取Z2=26~80
（Z2过少易根切，过多会使结构尺寸过大，蜗杆长 度增加，导致蜗杆刚度降低，影响啮合精度。）
? 传动比：
i ? n1 ? Z2 n2 Z1
蜗杆头数与蜗轮齿数的荐用值
传动比 i 蜗杆头数 z1 蜗轮齿数 z2
7~13 4
28~52
14~27 2
第七章 蜗杆传动
7.1 蜗杆传动的特点和类型
7.1.1 蜗杆传动的特点及应用
蜗杆传动的特点：
1、能够实现空间交错轴之间的传动，通常 交错角为90°；
2、单级传动比大（一般为10～80），结构 紧凑；
3、传动平稳，噪音小； 4、可以实现自锁（当 ? ? ?v 时）； 5、传动效率低，通常为70％~80％； 6、成本较高。
?齿廓能磨削加工，加工 精度高，多用于较高速 , 较精密或较大功率传动 .
法向直廓蜗杆
? 车刀刀刃平面位于螺 旋线的法面上；
? 横截面为延伸渐开线 齿廓，法截面为直线 齿廓；
? 齿廓可以进行磨削加 工，多用于精密传动。
? 根据蜗杆的头数不同：单头蜗杆、 双头蜗杆、多头蜗杆等。
7.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸
7.1.2 蜗杆传动的类型
? 根据蜗杆的形状不同，蜗杆传动分为 圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动和锥蜗杆传 动三大类。
环面、圆柱及锥蜗杆传动
圆柱蜗杆传动
环面蜗杆传动
锥蜗杆传动
? 根据刀具加工位置的不同（根据垂 直于蜗杆轴线剖面上的齿廓形状）， 普通圆柱蜗杆分为：
阿基米德蜗杆、渐开线蜗杆、法向 直廓蜗杆。
磨损和轮齿的折断，而且失效通常发生在蜗轮轮 齿上。 7.3.2 设计准则
闭式蜗杆传动中，蜗轮轮齿多因齿面胶合或点 蚀而失效，因此通常按齿面接触疲劳强度进行设 计。并进行热平衡计算。
开式蜗杆传动中，多发生齿面磨损和轮齿折断， 因此应按齿根弯曲疲劳强度进行设计。
7.3.3 蜗杆和蜗轮材料的选择
? 对材料的要求： 蜗杆和蜗轮的材料不仅要求具有足够
蜗杆分度圆柱上的导程角
tan ? ? z1Pa1 / ? d1
? z1m / d1
?
d1
?
z1m
tan ?
? d1 ? qm ? z1m
ｑ为蜗杆的直径系数； Z１为蜗杆的头数；
? 加工蜗轮的滚刀是和蜗杆尺寸参数完全相同的蜗杆 滚刀。一个蜗杆对应一个蜗杆滚刀。为了限制加工 蜗轮时滚刀的数目并便于滚刀的标准化，因此对每 一标准模数规定了一定数量的蜗杆分度圆直径 d1
的强度，更重要的是要求具有良好的减 摩性、耐磨性及跑和性能。 ? 蜗杆材料：
蜗杆一般用碳素钢或合金钢制成，要 求齿面光洁并具有较高的硬度。
蜗轮材料
? 蜗轮常用材料：铸造锡青铜、铸造铝铁青铜、灰 铸铁
z1=1、2时，L≥(11+0.06 z2)m; z2=4时，L≥(12.5+0.09 z2)m; 磨削蜗杆加长量： 当m<10(mm)时，加长25（mm） 当m=10～16(mm)时，加长35～40（mm）
7.3 蜗杆传动的失效形式、设计准则和材料选择
7.3.1 蜗杆传动的失效形式 蜗杆传动的失效形式主要是齿面胶合、点蚀、
28~54
28~40 >40 2、1 1 28~80 >40
4、齿面间相对滑动速度
?s ?
?
2 1
?
?
2 2
?
?1 cos ?
? 式中：d1--蜗杆分 度圆直径， mm ；
? n1--蜗杆的转速， r/min；
? ? 蜗杆分度圆上的
导程角。
7.2.2 普通圆柱蜗杆传动的几何计算 中心距计算公式：
蜗杆
蜗轮
d1 a=（d1+d2）/2 da1= d1+2m df1= d1-2.4m
γ=arctan （z1m/d1） P=πm
d2=mz2
da2= d2+2m df2= d2-2.4m de2= da2+m Ra2= df1+0.2m Rf2= da1+0.2m z1≤3时，b≤0.75 da1 z1=4时，b≤0.67 da1
m
1
Байду номын сангаас
1.25
1.6
2
mm
d1
18
mm
20 20.4 20 28 (18) 22.4 (28) 35.5
m2d1
18
mm
31.25 35 51.2 72 89.6 112
71.68
142
m
2.5
3.15
4
mm
d1 (22.4) 28 (28) 35.5 (45) 56 (31.5) 40
mm (35.5) 45