涡轮蜗杆讲义传动机构1
蜗轮蜗杆乐高知识点
蜗轮蜗杆乐高知识点蜗轮蜗杆是乐高机械学习中的一个重要知识点，它是一种常见的传动机构。
蜗轮蜗杆传动具有传动比大、减速比稳定、传动效率高等特点，在各种机械设备中得到广泛应用。
本文将介绍蜗轮蜗杆的基本原理、结构特点、应用领域等相关知识点。
一、蜗轮蜗杆的基本原理蜗轮蜗杆传动是一种通过蜗杆带动蜗轮旋转的传动方式。
它由蜗轮和蜗杆两个部分组成，其中蜗轮是一个齿轮，齿数较少，一般为1至4个；蜗杆是一种螺旋线形的轴，它与蜗轮啮合，通过旋转带动蜗轮转动。
蜗轮蜗杆传动的原理是利用蜗杆的螺旋线形与蜗轮的齿轮啮合，实现转速减小、扭矩增大的效果。
蜗杆的螺旋线斜度很小，因此每转动一周，蜗轮只能转动少数齿数。
这使得蜗轮蜗杆传动具有较大的传动比，在工程中常用于减速装置。
二、蜗轮蜗杆的结构特点1. 轴向布局：蜗轮蜗杆传动的蜗杆与蜗轮呈轴向布局，占用空间小，结构紧凑。
2. 传动比稳定：蜗轮蜗杆传动的传动比只取决于蜗轮的齿数，与输入转速无关，因此传动比稳定。
3. 传动效率高：蜗轮蜗杆传动的传动效率通常较高，一般在80%以上，可以达到90%左右。
三、蜗轮蜗杆的应用领域蜗轮蜗杆传动由于其特殊的结构特点，在各个领域得到广泛应用。
1. 工业机械：蜗轮蜗杆传动常用于工业机械的减速装置，例如工厂中的输送机、搅拌机、切割机等。
2. 交通运输：蜗轮蜗杆传动常用于汽车、船舶等交通工具中的行驶装置，实现转速减小和扭矩增大。
3. 机器人：蜗轮蜗杆传动在机器人领域也有广泛应用，用于机器人的关节传动，实现机械臂的运动控制。
4. 家用电器：蜗轮蜗杆传动常用于家用电器中的马达减速装置，例如洗衣机、搅拌机等。
四、蜗轮蜗杆乐高的学习与应用乐高机械学习是一种通过乐高积木搭建各种机械结构，并通过学习乐高机械原理来实现运动的过程。
蜗轮蜗杆乐高是其中的一个重要知识点，通过搭建蜗轮蜗杆传动的乐高模型，可以更好地理解蜗轮蜗杆传动的原理和特点。
在乐高机械学习中，蜗轮蜗杆乐高模型的搭建需要注意以下几点：1. 确定传动比：根据实际需求确定蜗轮和蜗杆的齿数，以达到所需的传动比。
蜗轮蜗杆传动
蜗轮蜗杆传动的主要参数啮合条 件与旋向判别
• 模数 压力角
• 蜗杆的轴向模数和蜗轮的端面模数相等。 • 蜗杆的轴向压力角和蜗轮的端面压力角相
等。
蜗轮蜗杆的旋向
• 判断蜗轮相对于蜗杆的转向用左手或右手法则， 挡蜗杆为右旋（蜗杆也分左右旋且判断方法与斜 齿轮方向判断方法相同）时用右手法则，蜗轮蜗 杆减速机蜗杆为左旋时用左手法则。弯曲四指， 是指向蜗杆的旋向方向（直箭头表示蜗杆可见侧 的圆周运动方向），则拇指的反方向就是涡轮相 对于蜗杆的运动方向，蜗杆减速机中蜗杆、涡轮 转向间的关系取决于两者间的相对位置、蜗杆的 旋向及其旋转方向。
蜗轮蜗杆的结ห้องสมุดไป่ตู้、材料及润滑
• 1、蜗杆结构
蜗轮和蜗杆常用材料
• 蜗杆常用钢材制造，蜗轮常用有色金属 （铜合金，铝合金）制造。
• 青铜是金属冶铸史上最早的合金。在纯铜 （紫铜）中加入锡或铅的合金。
蜗轮蜗杆传动的失效和润滑
• 蜗轮蜗杆传动摩擦产生的热量较大，工作 时需要有良好的润滑条件，润滑的目的是 减摩与散热，以调高传动的效率，防止胶 合及减少磨损。润滑方式有油池润滑和喷 油润滑。
蜗轮
与蜗杆组成交错轴齿副且轮齿沿着齿宽 方向呈内凹弧形的斜齿轮称为蜗轮。
蜗轮蜗杆的自锁
• 具有自锁性。蜗杆的螺旋升角很小时，蜗 杆只能带动蜗轮传动，而蜗轮不能带动蜗 杆转动。蜗轮蜗杆减速机中蜗杆螺旋角较 小时，如单头蜗杆，在蜗杆停止转动时， 蜗轮给蜗杆一个反向滑力，不能使蜗杆反 向转动，这种现象叫蜗杆自锁。
蜗轮蜗杆传动
2019.10
作用
• 用于传递空间垂直交错两轴间的运动和力。 • 特点：传动比大，结构紧凑。
蜗轮蜗杆传动概述
• 蜗轮蜗杆传动是用来传递空间相互垂直不 相交的两轴间的运动或动力的传动机构。 蜗轮蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成。蜗杆为 主动件，带动蜗轮转动。
蜗轮蜗杆传动原理
蜗轮蜗杆传动蜗轮蜗杆传动用于两轴交叉成90度，但彼此既不平行又不相交的情况下，通常在蜗轮传动中，蜗杆是主动件，而蜗轮是被动件。
蜗轮蜗杆传动有如下特点：1）结构紧凑、并能获得很大的传动比，一般传动比为7-80。
2) 工作平稳无噪音3) 传动功率范围大4）可以自锁5）传动效率低，蜗轮常需用有色金属制造。
蜗杆的螺旋有单头与多头之分。
传动比的计算如下：I=n1/n2=z/Kn1-蜗杆的转速 n2-蜗轮的转速 K-蜗杆头数 Z-蜗轮的齿数蜗轮及蜗杆机构一、用途：蜗轮蜗杆机构常用来传递两交错轴之间的运动和动力。
蜗轮与蜗杆在其中间平面内相当於齿轮与齿条,蜗杆又与螺杆形状相似。
二、基本参数：模数m、压力角、蜗杆直径系数q、导程角、蜗杆头数、蜗轮齿数、齿顶高系数（取1）及顶隙系数（取0.2）。
其中，模数m和压力角是指蜗杆轴面的模数和压力角，亦即蜗轮轴面的模数和压力角，且均为标准值；蜗杆直径系数q为蜗杆分度圆直径与其模数m的比值，三、蜗轮蜗杆正确啮合的条件1 中间平面内蜗杆与蜗轮的模数和压力角分别相等，即蜗轮的端面模数等於蜗杆的轴面模数且为标准值；蜗轮的端面压力角应等於蜗杆的轴面压力角且为标准值，即==m ，==2 当蜗轮蜗杆的交错角为时，还需保证，而且蜗轮与蜗杆螺旋线旋向必须相同。
四、几何尺寸计算与圆柱齿轮基本相同，需注意的几个问题是：蜗杆导程角()是蜗杆分度圆柱上螺旋线的切线与蜗杆端面之间的夹角,与螺杆螺旋角的关系为，蜗轮的螺旋角，大则传动效率高，当小於啮合齿间当量摩擦角时，机构自锁。
引入蜗杆直径系数q是为了限制蜗轮滚刀的数目，使蜗杆分度圆直径进行了标准化m一定时，q大则大，蜗杆轴的刚度及强度相应增大；一定时，q小则导程角增大，传动效率相应提高。
蜗杆头数推荐值为1、2、4、6，当取小值时，其传动比大，且具有自锁性；当取大值时，传动效率高。
与圆柱齿轮传动不同，蜗杆蜗轮机构传动比不等於，而是，蜗杆蜗轮机构的中心距不等於，而是。
机械设计-蜗轮蜗杆斜齿锥齿轮传动受力分析例题1
机械设计---蜗轮蜗杆、斜齿轮、锥齿轮传动机构受力分析例题【例题1】如图所示为一蜗杆—圆柱斜齿轮—直齿圆锥齿轮三级传动。
已知蜗杆1为主动件，且按图示方向转动。
试在图中绘出：
（1）各轴转向。
（2）使II、III轴轴承所受轴向力较小时的斜齿轮轮齿的旋向。
（3）各轮所受诸轴向分力的方向。
【解】
（1）各轴转向如图所示（4分）。
（2）斜齿轮轮齿的旋向如图（2分）。
（3）各轮所受诸轴向分力的方向如图。
（8分）
【解析】
蜗轮蜗杆传动受力分析:
径向力F r:由啮合点指向各自的回转中心。
圆周力F t:主动轮所受圆周力与啮合点切向速度
方向相反(阻力);
从动轮所受圆周力与啮合点切向速度方向相同(动力)。
轴向力F a:主动轮(蜗杆)受力方向用左右手螺旋法则。
从动轮受力方向与F t1相反。
斜齿圆柱齿轮传动受力分析
径向力F r:由啮合点指向各自齿轮的回转中心。
圆周力F t:主动轮所受圆周力与啮合点切向速度方向相反(阻力)。
从动轮所受圆周力与啮合点切向速度方向相同(动力)。
轴向力F a:主动轮受力方向用左右手螺旋法则判定，从动轮受力方向与主动轮相反。
锥齿轮受力分析
径向力F r:由啮合点指向各自的回转中心。
轴向力F a:由啮合点指向各自齿轮的大端(与齿轮转向无关，方常作为隐含条件)。
圆周力F t:主动轮所受圆周力与啮合点切向速度方向相反(阻力)。
从动轮所受圆周力与啮合点切向速度方向相同(动力)。
蜗轮蜗杆知识PPT
§8-2普通蜗杆传动的参数与尺寸 -16-
z1与z2的荐用值表
i=z2/z1
§8-1蜗杆传动的特点及类型 -4-
二、蜗杆传动的类型
按蜗杆的 形状分为
圆柱蜗杆传动 环面蜗杆传动 锥蜗杆传动
蜗杆传动的类型
§8-1蜗杆传动的特点及类型 -5-
1. 圆柱蜗杆传动
蜗杆传动的类型
普通圆柱蜗杆传动
圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆（ZC）
1）普通圆柱蜗杆传动
普通圆柱蜗杆其齿面一般是在车床上用直线刀刃
材料
热处理
合金钢
调质蜗杆：缺少磨削设备时选用。
§8-3普通圆柱蜗杆传动的承载能力计算 -27-
三、蜗杆传动的受力分析及计算载荷 普通蜗杆传动的承载能力计算2
1、蜗杆传动的受力分析 蜗杆传动的受力分析与斜齿圆柱齿轮的受力
分析相同，轮齿在受到法向载荷Fn的情况下，可 分解出径向力Fr、圆周力Ft、轴向力Fa。
h3─溅油损耗的效率；
vs v1
§8-3普通圆柱蜗杆传动的承载能力计算
-24-
h1是对h总1 效 t率an影t(a响n最v大) 的（因蜗素杆普 平，通衡蜗1 杆为可传动的主效由率润动滑下与热件式）确定：
式中： －蜗杆的导程角；
v－当量摩擦角，其值根据滑动速度vs由表8-4查取；p157
tan z1m
蜗轮咽喉母圆半径 b2——蜗轮齿宽 B2——蜗轮宽度
1 rg2 a 2 da2
蜗轮齿宽角90~110°
机械设计基础第12章蜗轮蜗杆
机械设计基础第12章蜗轮蜗杆蜗轮蜗杆是一种常见的传动机构，广泛应用于机械设备中。
蜗轮蜗杆传动具有体积小、传动比大、传动平稳等特点，在机械设计中有着重要的应用价值。
蜗轮蜗杆传动是一种通用型的不可逆传动，典型的结构包括蜗轮和蜗杆两个部分。
蜗轮是一种螺旋状的齿轮，其齿面与蜗杆的蜗杆螺旋面相配合。
蜗杆是一种具有螺旋线形状的轴，其作为传动元件，通过旋转运动驱动蜗轮。
蜗轮齿与蜗杆螺旋线的位置关系使得蜗轮只能顺时针旋转，而无法逆时针旋转。
这种结构特点决定了蜗轮蜗杆传动是一种不可逆传动。
蜗轮蜗杆传动的主要工作原理是靠蜗杆的螺旋面与蜗轮的齿轮面的啮合来实现传动。
在传动过程中，蜗杆通过旋转带动蜗轮转动，从而实现动力传递。
由于蜗杆的螺旋面与蜗轮的齿轮面接触面积小，所以传动效率相对较低。
为了提高传动效率，降低摩擦损失，需要在蜗轮齿面和蜗杆螺旋面之间添加润滑油。
蜗轮蜗杆传动具有很高的传动比，可达到1:40以上，因此在机械设备中常常使用蜗轮蜗杆传动来实现大速比的传动。
例如在起重机构中，通常采用蜗轮蜗杆传动来提高起重高度。
此外，蜗轮蜗杆传动还可以实现两个轴的不同速度传动，例如在机械车床中使用蜗轮蜗杆传动来实现工件的不同转速。
在机械设计中，蜗轮蜗杆传动的设计需要根据实际应用情况确定传动比、工作环境要求等参数。
首先需要确定传动比，在确定传动比的同时要考虑传动效率和传动正反转的能力。
其次，需要根据工作环境来选择蜗杆和蜗轮的材料，以提高传动的可靠性和耐用性。
还需要注意蜗杆和蜗轮的几何尺寸和配合精度，以保证传动的准确性和稳定性。
此外，在设计过程中还需要进行强度校核、轴承选择等工作，以确保传动的安全可靠。
总之，蜗轮蜗杆传动在机械设计中具有重要的应用价值。
它的特点是传动比大、传动平稳，适用于需要大速比、不可逆传动的场合。
在设计蜗轮蜗杆传动时，需要根据实际应用情况，确定传动比、材料、尺寸、配合精度等参数，以保证传动的稳定性和可靠性。
机械设计基础：蜗杆机构
二、蜗杆蜗轮传动的方向判断
蜗轮的转向不仅与蜗杆的转向有关，而且与其螺旋线方向有关 蜗杆同螺旋相似，分为左旋和右旋。为了在车床上加工的方便， 尽可能使用右旋蜗杆。 顺时针旋转时旋入的螺纹，称为右旋螺纹； 逆时针旋转时旋入的螺纹，称为左旋螺纹。
右旋蜗杆
右手法则：四指弯曲方向同螺纹 转动方向一致，拇指 指向螺杆相对螺母的 运动方向。
机械设计基础
蜗杆机构
一、蜗轮蜗杆的形成
蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成，用于传递空间两交错轴间的运动 和动力，通常蜗杆为主动。两轴线的交错角Σ可为任意值，一 般采用Σ=90°
圆弧圆柱蜗杆机构
ห้องสมุดไป่ตู้
蜗杆：
齿数z1特别少（一般 z1=1~4），它的齿可以 绕圆柱一周以上，变成 一个螺旋。
传动比：
i z2 z1
蜗轮回转方向
右旋蜗杆：
右手法则：书P75
左手法则：以左手握住蜗杆， 四指指向蜗杆的转向， 则拇指的指向为啮合 点处蜗轮的线速度方 向。
左旋蜗杆：
左手法则：书P75
右手法则：以右手握住蜗杆， 四指指向蜗杆的转向， 则拇指的指向为啮合 点处蜗轮的线速度方 向。
例题：P86 习题5-1
左旋蜗杆
左手法则：四指弯曲方向同螺纹 转动方向一致，拇指 指向螺杆相对螺母的 运动方向。
两类问题：
1. 已知蜗杆、蜗轮的轮齿旋向和二者之一的转向，确定另一个 的转向；
2. 已知蜗轮、蜗杆的转向，确定二者轮齿的转向。
蜗杆蜗轮机构转向的箭头标注
右旋蜗杆
蜗杆回转方向
蜗杆上一点 线速度方向
机构运 动简图
蜗轮蜗杆模数表
蜗轮蜗杆模数表一、蜗轮蜗杆传动的基本知识1.1 传动原理蜗轮蜗杆传动是一种常见的传动机构，由一个蜗轮和一个蜗杆组成。
蜗轮是呈蜗牛壳形的圆盘，在其周边有螺旋状的齿轮，称为蜗牙；蜗杆是一种纽带状的齿轮。
传动时，当蜗杆旋转时，蜗牙将蜗杆转动，实现传动功能。
1.2 优点和应用领域蜗轮蜗杆传动具有传动比大、传动精度高、输运平稳、结构简单等优点，因此在很多领域有着广泛的应用，如机械加工、食品包装、仓储物流等。
二、蜗轮蜗杆模数表的作用蜗轮蜗杆模数表是蜗轮蜗杆传动设计中的重要工具，它将蜗轮蜗杆传动的主要参数整理成表格形式，方便工程师在设计中参考使用。
模数表中包含了蜗轮蜗杆的模数、齿数、蜗杆减速比等信息。
2.1 模数的定义模数是蜗轮蜗杆传动中的一个重要参数，它表示蜗轮齿轮齿数与直径的比值。
模数越大，蜗轮齿轮越大，传动比越小，传动效果越大。
模数表中列出了常见的模数值，方便设计者根据实际需求选择合适的模数。
2.2 齿数的选择蜗轮蜗杆传动中，齿数的选择直接影响到传动的效果。
齿数的选取要满足传动比要求，同时还要考虑到蜗轮蜗杆的结构尺寸、齿轮数和传动精度等因素。
模数表中一般会给出不同齿数对应的传动比和减速比，设计者可以根据需求选择合适的齿数。
2.3 蜗杆减速比的计算蜗轮蜗杆传动的减速比是指蜗轮每转一圈，蜗杆转动的圈数。
减速比可以通过蜗轮齿数与蜗杆齿数的比值来计算。
模数表中一般会给出不同蜗杆减速比对应的齿轮数，方便设计者根据需要进行计算和选择。
三、蜗轮蜗杆模数表的使用方法3.1 确定传动需求在使用蜗轮蜗杆模数表之前，首先需要确定传动的需求，包括传动比、最大扭矩、转速、传动效率等。
这些参数将直接影响到蜗轮蜗杆传动的设计和选择。
3.2 查找模数表根据确定的传动需求，通过查找蜗轮蜗杆模数表，找到合适的模数和齿数范围。
模数表中通常按照模数从小到大的顺序列出了齿数和传动比等信息，设计者可以根据自己的需求快速找到合适的参数。
3.3 进行计算和选择根据找到的模数和齿数范围，设计者可以通过计算和比较不同参数的传动效果，选择最合适的蜗轮蜗杆传动方案。
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用途
蜗轮蜗杆机构常用来传递两交错 轴之间的运动和动力。蜗轮与蜗杆 在其中间平面内相当于齿轮与齿条, 蜗杆又与螺杆形状相似。
基本参数
模数m、压力角、蜗杆直径系数q、 导程角、蜗杆头数 、蜗轮齿数、齿顶 高系数（取1）及顶隙系数（取0.2）。
其中，模数m和压力角是指蜗杆轴面 的模数和压力角，亦即蜗轮端面的模 数和压力角，且均为标准值；蜗杆直 径系数q为蜗杆分度圆直径与其模数m 的比值。
精品
涡轮蜗杆传动机构1
涡轮蜗杆外部形状
蜗轮蜗杆减速机
涡轮蜗杆简介
蜗轮是一种与蜗杆相啮合、齿 形特殊的齿轮。蜗轮齿部的切削 加工一般用滚齿机完成，主要有 滚齿和飞刀切齿两种方法。制造 精密蜗轮时，可在滚齿或切齿后 再进行剃齿、珩齿或研齿等精整 加工。
结构：由蜗杆与蜗轮互相啮 合组成的交错轴间的齿轮传动。 通常两轴的交错角为90°。一 般蜗杆为主动件，蜗轮为从动 件。
蜗轮及蜗杆机构的特点
1）可以得到很大的传动比：两轮啮合齿面 间为线接触，其承载能力大大高于交错轴 斜齿轮机构
2）蜗杆传动相当于螺旋传动，为多齿啮合传 动，故传动平稳、噪音很小
3）具有自锁性。当蜗杆的导程角小于啮合轮 齿间的当量摩擦角时，机构具有自锁性， 可实现反向自锁，即只能由蜗杆带动蜗轮， 而不能由蜗轮带动蜗杆。如在其重机械中 使用的自锁蜗杆机构，其反向自锁性可起 安全保护作用
蜗轮、蜗杆的结构
1.蜗轮的结构 常用蜗轮的结构形式如
下：
2.蜗杆的结构 蜗杆通常与轴做成一体，称为蜗杆轴。
（1）铣制蜗杆
（2）车制蜗杆
工作特点
通过涡轮以及蜗杆90度的交叉配合实现传动。 结构紧凑、并能获得很大的传动比，一般传动比为
7-80。 工作平稳无噪音。 传动功率范围大。 可以自锁。 传动效率低，蜗轮常需用有色金属制造。蜗杆的螺
4）传动效率较低，磨损较严重。蜗轮蜗杆啮 合传动时，啮合轮齿间的相对滑动速度大， 故摩擦损耗大、效率低。另一方面，相对滑 动速度大使齿面磨损严重、发热严重，为了 散热和减小磨损，常采用价格较为昂贵的减 摩性与抗磨性较好的材料及良好的润滑装置， 因而成本较高 5）蜗杆轴向力较大
ห้องสมุดไป่ตู้
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