蜗杆传动机构的特点
蜗杆名词解释
蜗杆（Worm gear）是一种机械传动装置，由蜗轮和蜗杆组成。
蜗轮是一个带有螺旋齿的圆盘，而蜗杆是一个带有蜗旋的螺杆。
蜗轮的螺旋齿与蜗杆的蜗旋齿相互咬合，形成传动机构。
蜗杆传动具有一些特殊的特点和应用。
首先，蜗杆传动的传动比（即输入轴转动一周，输出轴转动的圈数）通常很高，可以达到很大的减速比。
这使得蜗杆传动在需要高减速比的应用中非常有用，如机床、输送带、提升装置等。
其次，蜗杆传动具有自锁性，即使在没有外部力的情况下，输出轴也不会主动转动回传动方向，这在某些需要防止倒转的场合非常重要。
蜗杆传动还有一些特殊的优点和限制。
例如，由于蜗杆的工作面积大，摩擦损失较大，传动效率通常较低。
此外，蜗杆传动在传动过程中也会产生较大的热量，需要考虑冷却和润滑等问题。
因此，在选择传动方式时，需要综合考虑传动比、自锁性、效率和冷却等因素。
总之，蜗杆是一种常见的机械传动装置，通过蜗轮和蜗杆的咬合来实现传递动力和减速的功能。
它在一些特殊的应用领域中具有重要的作用。
《机械设计》第12章 蜗杆传动
阿基米德蜗杆：αx=20°
标准值
法向直廓蜗杆、渐开线蜗杆：αn=20°
s
pz=zpx1 px1
2.蜗杆导程角γ和分度圆直径d1 螺纹
蜗杆
ψ πd1
tanψ =
s πd1
=
np πd1
∴ d1
=
Z1 tanγ
m
=
qm
γ πd1
tanγ
=
pZ πd1
=
πmZ πd1
1
=
mZ 1 d1
q
=
Z1 tanγ
具有良好的减摩性、耐磨性、跑合性和抗胶合能力
特点：软硬搭配
蜗杆硬：优质碳素钢、合金结构钢 经表面硬化及调制处理
蜗轮软：铸锡青铜、无锡青铜、灰铸铁
1、蜗杆材料
蜗杆一般采用碳素钢或合金钢制造。 对于高速重载的传动，蜗杆常用低碳合金钢， 如20Cr，20CrMnTi等，经渗碳淬火，表面硬度 HRC56～62，并应磨削。
MPa
= 12.86MPa < [σ F ]
齿根的弯曲疲劳强度校核合格。
（5）验算传动效率h
蜗杆分度圆速度为
v1
=
π d1n1
60×1000
=
3.14×112×1450 60×1000
m/
s
=
8.54m /
s
vs
= v1
cosλ
8.54
=
m / s = 8.59m / s
cos6.412°
查表4.9得
ρ v = 1°09′(1.15°)
h
(0.95
~
0.97)
tan tan( v)
H
480 d2
蜗杆传动机构的特点
蜗杆传动机构的特点
蜗杆传动机构是一种常用于减速装置的传动机构，具有如下特点：
1. 高传动比：蜗杆传动机构的传动比通常较大，可达到10:1
以上。
这使得它适用于需要较大减速比的场合，如工程机械、电动车辆等。
2. 大传动力：蜗杆传动机构的传动力矩较大，能够承受较大的负载。
这使得它适用于一些需要承受较大力矩的场合，如起重设备、石油机械等。
3. 反向离合功能：蜗杆传动机构具有一种特殊的反向离合功能，即只要蜗杆传动机构的输出端受到外力作用，传动机构就可以自动离合，避免了因外力反向作用引起的机械系统损坏。
4. 高传动效率：由于蜗杆传动机构的蜗杆与蜗轮摩擦面积大，因此其传动效率较高，一般可达到80%以上。
5. 安全可靠：蜗杆传动机构具有较好的自锁性能，即在没有外力作用时，输出轴不会自动运动。
这使得它在工作条件较为恶劣、要求安全可靠的场合得到广泛应用。
总之，蜗杆传动机构具有传动比大、传动力大、反向离合功能、传动效率高、安全可靠等特点，因此在各种机械传动装置中得到广泛应用。
蜗杆传动的基本参数
蜗杆传动的基本参数蜗杆传动是一种常见的传动机构，其主要由蜗轮与蜗杆组成。
蜗轮是一种齿轮，其齿形特殊，呈蜗旋线形状，而蜗杆是一种圆柱形的螺旋状轴。
蜗杆传动具有结构紧凑、承载能力大、传动比大、传动效率高等优势，在各种机械设备和工业领域中广泛应用。
蜗杆的蜗杆头径是指蜗杆轴上蜗杆的直径大小。
蜗杆头径会影响蜗杆传动的承载能力，一般来说，蜗杆头径越大，蜗杆传动的承载能力越大。
蜗杆步距是指蜗轮一次旋转所推动蜗杆前进的距离。
蜗杆步距决定了蜗杆传动的细分能力，即蜗轮每转一周，蜗杆前进一个步距，从而确定了蜗杆传动的传动比。
蜗杆长度是指蜗轮的宽度。
蜗杆长度会影响蜗杆传动的工作平稳性和传递扭矩的能力。
蜗杆的模数是指蜗轮齿廓和蜗杆螺旋线的截面形状的尺寸之比，是一个重要的参数。
模数的选择需要综合考虑蜗杆传动的应力和变形。
压力角是指蜗杆螺旋线与轴向的夹角，是蜗杆传动的设计中重要的参数之一、压力角的大小会影响蜗杆传动的接触性能和传动效率。
旋向是指蜗杆螺旋线的旋转方向，一般分为左旋和右旋两种。
蜗轮的模数是指蜗轮齿廓和蜗杆螺旋线的截面形状的尺寸之比。
蜗轮的模数需要与蜗杆的模数匹配，以确保传动的精度和工作平稳性。
压力角是指蜗轮齿廓与垂直于传动方向的线之间的夹角。
压力角的选择需要综合考虑蜗轮的齿强度和接触性能。
齿数是指蜗轮上齿的数量，影响蜗杆传动的传动比。
齿宽是指蜗轮齿廓沿蜗轮轴向的宽度。
齿宽需要满足传动扭矩和载荷要求。
螺旋角是指蜗轮上蜗杆螺旋线的扭曲角度。
螺旋角的选择需要考虑蜗杆传动的传动比和传动效率。
蜗轮蜗杆传动详解
§蜗杆传动的特点和类型 §圆柱蜗杆传动的主要参数 §蜗杆传动的失效形式、材料和结构 §圆柱蜗杆传动的效率、润滑
《机械设计基础 》
Northwest A&F University
第一节 蜗杆传动的特点和类型
蜗杆传动是由蜗杆和蜗轮组成的，用于传，蜗轮是从动件。
第三节蜗杆传动的失效形式、材料和结构
二、蜗杆和蜗轮的结构
由于蜗杆的直径不大，所以常和轴做成一个整体（蜗杆 轴），当蜗杆的直径较大时，可以将轴与蜗杆分开制作。
无退刀槽，加工螺旋部分时只能用铣制的办法。
有退刀槽，螺旋部分可用车制，也可用铣制加工，但该结构
的刚度 较前一种差。
Northwest A&F University
蜗杆导程角
蜗轮螺旋角 径向间隙 标准中心距
第十二章 蜗杆传动
符号
d ha
hf da
df
c
a
计算公式
蜗杆
蜗轮
d1 mq
d2 mz
ha m h f 1.2m
d a1 (q 2)m da2 (Z2 2)m
d f 1 (q 2.4)m arctg Z1
q
d f 2 (Z 2 2.4)m
第十二章 蜗杆传动
第六节圆柱蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算
二、蜗杆传动的润滑
➢ 目的：减摩、散热。 ➢ 润滑油的粘度和给油方法可参照表11-5选取。 ➢ 一般根据相对滑动速度选择润滑油的粘度和给油方法。
蜗杆下置时，浸油深度应为蜗杆的一个齿高； 给油方法： 油池润滑： 蜗杆上置时，浸油深度约为蜗轮外径的 1/6～1/3。
圆弧圆柱蜗杆传动
环面蜗杆传动 蜗杆的外形是圆弧回转面，同时啮合的齿数多，传动平稳； 齿面利于润滑油膜形成，传动效率较高；
涡轮涡杆传动的特点
涡轮涡杆传动的特点
1.高效率：涡轮涡轮传动相对于齿轮传动和链传动等机械传动，具有更高的传动效率，可以达到90%以上。
2.高速比：涡轮涡轮传动在小尺寸中输出高扭矩，大速比。
可大幅度减少设备的体积和重量，满足高效率、小型化和轻量化的发展趋势。
3.高精度：涡轮涡轮传动具有高精度的传动特点，可实现精度高达0.1微米，适用于对精度要求较高的设备。
4.可靠性高：涡轮涡轮传动中没有摩擦部件，传动过程中没有磨损，故可靠性高，无需常规维护。
5.可逆性：涡轮涡轮传动不受传动方向的限制，可以灵活转向，实现正反转。
6.噪声小：由于涡轮涡轮传动没有摩擦轮齿等机械接触，传动过程中噪声较小。
7.结构简单：涡轮涡轮传动不需要复杂的变速机构，结构简单，易于制造和安装。
6-9 蜗杆传动
蜗杆
1
2
左旋
动画
蜗杆传动的特点和用途 1）传动比大，结构紧凑。 i=10—40,最大可达80。 若只传递运动，传动比可达1000。 2）传动平稳、振动、冲击噪声小。 3) 可制成具有自锁性的蜗杆。 4) 效率较低。η =0.7—0.8。 5) 轮齿间的相对滑动速度大，传动效 率低，需用减摩耐摩的材料制造蜗轮， 成本高。
整体式蜗轮
齿圈式蜗轮
镶铸式蜗轮
螺栓联接式蜗轮
观看涡轮照片
五 蜗杆传动的效率
1 蜗杆传动效率
h h1 h 2 h 3
h1─计及啮合摩擦损耗的效率； h2─计及轴承摩擦损耗的效率； h3─计及溅油损耗的效率； h1是对总效率影响最大的因素，可由下式确定： tan 式中： －蜗杆的导程角； h1 tan( v ) －当量摩擦角。
平面定轴轮系从动轮的转向，也可以采用画箭头的方法确定。 箭头方向表示齿轮（或构件）最前点的线速度方向。
3）空间定轴轮系传动速比的计算
传动速比的大小仍采用 推广式计算，确定从动轮的 转向，只能采用画箭头的方 法。圆锥齿轮传动，表示齿 轮副转向的箭头同时指向或 同时背离相互啮合处。 蜗杆传动，从动蜗轮转向 判定方法用蜗杆“左、右手 法则” 。
角标a和b分别表示输入和输出 轮系的速比计算，包括计算其速比的大小和确定输出轴 的转动方向两个内容。 最简单的定轴轮系是由一对齿轮所组成的。其传动速比为 i=n1/n2 = ±z2/ z1
一对齿轮的传动比大小为其齿数的反比。若考虑转向关 系，外啮合时，两轮转向相反，传动比取“-”号；内啮合时， 两轮转向相同，传动比取“+”号。
方向判断如图所示
例：如图所示的轮系，已知 z1=24， z2=46， z2’＝23， z3=48， z4=35， z4’＝
蜗杆传动的特点及应用
蜗杆传动的特点及应用蜗杆传动是一种常用的传动形式，具有以下特点及其广泛的应用领域。
一、特点：1. 转速比大：蜗杆传动由蜗杆与蜗轮组成，通过螺旋线的特性，能实现大的转速比。
一般情况下，转速比可达10:1至80:1。
2. 传动效率低：蜗杆传动具有传动效率较低的特点，一般在50%至90%之间。
这是由于蜗杆与蜗轮的啮合过程中存在滑动摩擦，造成能量的损失。
3. 负载能力强：蜗杆传动可承受较大的负载，常用于需要高扭矩输出的场合。
其原因是蜗杆的螺旋线角度较大，能够提供较高的力矩输出。
4. 噪音低：由于蜗杆传动的啮合方式较为平稳，且工作时的摩擦损失较大，因此噪音低。
5. 自锁性能好：蜗杆传动具有很好的自锁性能，即使不带制动装置，也能实现自锁。
这一特点使得蜗杆传动在需要防止逆转的场合具有广泛的应用。
二、应用领域：1. 工程机械：蜗杆传动在各类工程机械中广泛应用，如挖掘机、高空作业平台等。
其扭矩输出大、传动稳定，能够满足大型机械设备的工作需求。
2. 汽车制造：蜗杆传动在汽车制造中的应用主要体现在汽车座椅的调节、车窗升降等方面。
由于蜗杆传动自锁性能好，可以确保座椅和车窗在固定位置稳定。
3. 纺织设备：蜗杆传动在纺织设备中具有重要的应用，如纺纱机、织布机等。
其优点在于传动稳定、传动比例大，能够满足纺织设备对转速和力矩的要求。
4. 食品加工：蜗杆传动在食品加工设备中的应用主要体现在混合搅拌设备、切割设备等。
由于蜗杆传动的传动效率低、噪音低的特点，能够提供更好的操作环境。
5. 机械加工：蜗杆传动在机械加工中的应用主要体现在钻床、铣床等设备上。
由于蜗杆传动能够提供较高的力矩输出，适用于加工过程中需要大力矩的场合。
6. 冶金设备：蜗杆传动在冶金设备中应用广泛，如轧机、钢丝拉拔机等。
冶金设备对传动精度和负载能力要求较高，蜗杆传动能够满足这些要求。
总结以上特点和应用领域，蜗杆传动作为一种传动方式，具有转速比大、负载能力强、噪音低等优点，广泛应用于工程机械、汽车制造、纺织设备、食品加工、机械加工和冶金设备等领域中。
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蜗杆传动机构的特点
蜗杆传动机构是一种常见的传动装置，具有以下几个特点。
1. 转速比大：蜗杆传动机构的转速比通常较大，可以达到几十甚至几百倍。
这是由于蜗杆的螺旋形状决定的，使得蜗杆在传动过程中可以实现大范围的速度降低。
2. 传动效率低：蜗杆传动机构的传动效率较低，一般在30%~80%之间。
这是由于蜗杆与蜗轮之间的摩擦和滑动造成的，导致能量损失较大。
因此，在选择传动装置时，需要根据实际应用需求综合考虑。
3. 传动平稳：蜗杆传动机构的传动平稳性较好。
由于蜗杆与蜗轮之间的啮合面积大，传动过程中摩擦力较大，因此具有较好的抗冲击和减振性能。
这使得蜗杆传动机构在一些对传动平稳性要求较高的场合得到广泛应用。
4. 结构紧凑：蜗杆传动机构通常具有结构紧凑的特点。
蜗杆与蜗轮之间的啮合角度较小，使得整个传动装置的体积相对较小，可以在有限的空间内实现较大的速度降低。
因此，蜗杆传动机构在机械设计中常被用于空间有限的场合。
5. 可靠性高：蜗杆传动机构的可靠性较高。
蜗杆与蜗轮的啮合面积大，摩擦力大，使得传动装置的承载能力较强，能够承受较大的负
载。
同时，蜗杆传动机构的结构简单，零部件较少，减少了故障的可能性，提高了传动装置的可靠性。
6. 自锁性能好：蜗杆传动机构具有较好的自锁性能。
蜗杆与蜗轮的摩擦力使得蜗杆传动机构具有一定的防逆转能力，即使在停机或负载变化时，也能保持传动装置的稳定性，避免了意外事故的发生。
7. 加工精度要求高：蜗杆传动机构的加工精度要求较高。
蜗杆和蜗轮的啮合面积大，工作时摩擦力较大，因此需要保证蜗杆和蜗轮的啮合面具有较高的配合精度，避免因加工精度不足而导致的传动效率下降、噪声增加等问题。
蜗杆传动机构具有转速比大、传动效率低、传动平稳、结构紧凑、可靠性高、自锁性能好以及加工精度要求高等特点。
这些特点使得蜗杆传动机构在一些特定的工程领域，如工程机械、船舶、起重设备等方面得到了广泛应用。