试论蜗轮蜗杆自锁失效原因分析
试论蜗轮蜗杆自锁失效原因分析
摘要：自锁性是蜗轮蜗杆机构的特点，然而，传动机构在某些情况下会出现失
效的情况。
笔者通过对徐州供电公司220kV倪村输变电工程中GW22B-126配套
的蜗轮蜗杆自锁失效进行分析，研究其失效的机制，并且深入探讨驱动制动装置
的功能。
关键词：自锁性；蜗轮蜗杆；自锁失效；分析
引言
机械传动形式中必不可少的就是涡轮蜗杆传动，是其组成中最重要的一部分。
这种传动
形式可以使得升降台在升降过程中避免了台面发生自动回落的事故进而可以维持整个生产线
的运转。
蜗轮传动的主要组成结构
其主要组成包括涡轮和蜗杆两个部分。
一般情况下，二者成90°的方向角。
因此，交错轴的运动通常会应用蜗杆蜗轮机构。
二、立辊轧机在轧钢过程中的重要作用
立辊轧机在轧钢过程中的重要作用有如下两个方面。
一方面，可以在宽度方向上侧压板坯。
另外一方面，可以阻碍穿带板坯在宽度方向上的延伸。
立辊轧机的传动机制就是利用马
达来推动蜗轮蜗杆驱动立辊发生开度变化。
蜗轮蜗杆系统因具有较好的自锁性功能而广泛应用于传动设备中。
然而，在现实的操作
中会存在不好的一面。
就是在承载的过程中，一旦马达驱动这个蜗轮蜗杆传动失去作用时，
立辊开度就无法持续进而其自锁的功能就会消失。
一般情况下蜗轮蜗杆系统都具有较好的自
锁功能，可为何会产生自锁功能失效这个问题。
本文就自锁性功能影响因素进行系列综述。
蜗杆蜗轮系统自锁性功能失效原因
蜗杆蜗轮机构具有传动比稳定、紧密结构、无噪声以及性能稳定等优点。
此外，蜗杆蜗
轮的主动件的反向变化可以使得蜗轮蜗杆发生自锁从而防止了事故的发生。
比如，起重装置
就是利用了蜗轮蜗杆可以自锁的作用，使得其吊起的工程材料等能够稳固的悬空在空中。
基
于对机构传动的自锁性能的评估，蜗杆蜗轮自锁性的内在机制要摸清。
关于自锁性问题的讨论
目前机械行业的减速机构一般采用蜗杆蜗轮机构。
蜗轮蜗杆的自锁性功能在那些要求安
装蜗杆涡轮机机构的机械装置中起着重要的不可或缺的作用。
然而，在现实的生产中，我们
又很难把握好自锁功能。
比如，正在处于上升通道中的保温罩，即使电动机电源被切断了，
蜗轮蜗杆立马会自锁，但是保温罩却不会下降。
而一旦切断电源后，保温罩就会下降，机构
的自锁现象却时有时无。
而当这个保温罩下降速度超过一定阶段后，自锁现象基本消失完全。
2.蜗轮蜗杆的自锁机制
当机构在传动时，蜗轮蜗杆的摩擦角ψ大于螺旋升γ（γ〉ψ）时，则会有良好的自锁功能。
在图1中，我们发现当摩擦力F增加到最大值Fmax时，此时，夹角ψ为最大值，我们
把角ψ规定为摩擦角。
由图可知，tanψ=μN/N=F/N=μ 静摩擦系数等于摩擦角ψ的正切值。
根据力的平衡与分解原理可知，当主动力R方向与法线方向的家教小于摩擦角ψ，也就
是主动力R在摩擦角ψ下方也就是内部，这个时候其法线方向的分力与N是一对平衡力。
同时，平行于斜面方向的分力必须小于最大静摩擦力，当这个摩擦力未达到最大值，则系统保
持力平衡状态从而处于静止状态。
因此，当主动力R的作用线在ψ下方也就是在摩擦角之内，则不管主动力R的大小，会
存在一个反力R＇与之保持力平衡，从而使得物体保持静止状态；相反，当主动力R的作用
线处于摩擦角之外，那么不管这个力大小，物体由于力系统不平衡而不能保持平衡状态。
这
种情况下的平衡状态与力大小无关而仅摩擦角方向有关条件叫做自锁条件。
因而，关于蜗轮蜗杆机构在传递过程中的功能研究：蜗杆的螺旋升角γ，蜗轮对蜗杆的
作用力方向为竖直方向，作用力R作用线与法线夹角也是γ，因此，当螺旋升角γ在摩擦角
内ψ，即存在γ∠ψ，这个时候就会发生自锁作用。
3、自锁功能失效解析
分析研究自锁功能的前提是确保蜗轮蜗杆机构尚未发生磨损变形等异常，设螺旋升角r
等于C，因为tanψ=u，即ψ=arctanμ，相对变量为摩擦系数，对摩擦系数u的变化进行研究
分析。
机械传动摩擦的过程中，除原材料自身外，摩擦洗漱还跟接触面的粗糙程度、润滑系数
以及硬度等因素相关。
假设蜗轮蜗杆为油浴润滑模式，接触面产生薄膜，因为其粗糙程度比
较小，从而摩擦系数u就会相应比较小。
根据ψ=arctanμ可知，磨擦角ψ也会相应减小。
当
摩擦角ψ小到不能再大于螺旋升角γ时，如图所示可以使得自锁作用失去。
所以，基于机械型发生的摩擦系数f在工况条件下显然是不合适的。
研究分析对立辊传
动机构的蜗轮蜗杆情况：其螺旋升角r=29°40′37″，蜗杆和涡轮材质型号分别为SCM440-QT，FH20。
参照机械手册，一般状态下，钢和铜的磨擦角ψ等于10.2°，相对应的摩擦系数等于f
等于0.18，而在润滑状态下，摩擦角ψ减小为6.84°，而摩擦系数f也相应的减小为0.12.两
种状态下的摩擦角ψ均小于螺旋升角r。
但相应的摩擦系数不太妥当。
所以，润滑条件未充
分考虑的影响选型的蜗轮蜗杆在工况状态下自锁功能弱的一个重要因素。
机构制动机制的研究
自锁功能失败后，常有马达制动失败的情况发生。
而当恢复了包闸的功能时，整体的传
动机构自锁效果也立马恢复正常状态。
据一般的推敲研究，抱闸对马自达也只是起到一个制
动的效果。
当马达速度下降到5%时，抱闸也停止工作。
然而，抱闸的制动作用会提高整个传动系统的自锁功能究竟为何？简言之，如图所示，当外部动力的合力R’的作用线不在摩擦角
的范围内，自锁功能就会消失。
所以，外力合力是导致自锁功能产生的重要原因。
如图所示，当抱闸产生效果时，就等于是在原来合力R之外又产生了一个新的动力R1，
动力R与R1又合成新的动力R’，当动力R’作用线与法线的夹角γ’小于润滑状态下的摩擦角ψ’，又产生了自锁功能恢复的条件了。
这样，传动机构的自锁功能又出现了。
所以可以断定：之前对抱闸仅仅对马达起一个制动的效果的传统观点是不准确的。
其另
外一个功能就是提高整个传动机构的自锁作用。
当传动系统因因润滑等一些不可避免的状况时，系统的自锁功能失去后，抱闸会立马产生一个新的力与原来的合力重新合成一个新的动
力R’，这个新的动力R’的作用线位于摩擦力作用线的下方，也就是γ∠ψ，自锁功能重新显现。
所以，对整个传动系统中自锁功能影响的另外一个重要因素就是抱闸的作用。
5. 振动对自锁功能的影响及相应的对策
在传动过程中，不可避免会产生振动，而振动会磨损蜗轮蜗杆，造成严重损害，从而影
响其自锁功能，此外振动还会使蜗轮和蜗杆的轴线发生偏离，导致相应的齿轮不能正常的契合。
因此，将涡轮与蜗杆合理的布置在合适的位置对自锁功能的蜗杆而言非常重要，这可以
大大的减小因振动对机构损害。
结束语
（一）在蜗轮蜗杆机构传动时，当其摩擦角ψ大于γ时，会具有良好的自锁功能。
（二）蜗轮蜗杆的自锁功能重要影响因素为其润滑程度。
（三）蜗轮蜗杆的另外一个重要影响因素
为设备的制动装置。
因此，增加摩擦角降低螺旋升角增大摩擦角来实现传动机构的自锁功能。
参考文献
[1] 刘其兵,严红. 蜗轮蜗杆参数化设计及运动仿真[J]. 航空精密制造技术. 2012(04)
[2] 宋伟刚,王力. 蜗轮蜗杆油的选用方法[J]. 黑龙江造纸. 2007(01)。
蜗轮蜗杆自锁失效原因分析_张天才
124推 介Design 摘 要：蜗轮蜗杆机构在具备一定条件后就会具有较好的自锁性，但是传动机构却会出现失效的状态。
通过对失效的机理进行分析得出结论，同时对驱动制动装置的功能作用进行深入分析。
关键词：自锁 摩擦角 螺旋升角蜗轮蜗杆自锁失效原因分析张天才 河南省新乡市第134厂高群永 上海宝钢集团一、 轧钢作业时立辊轧机的主要功能轧钢作业时立辊轧机的主要功能有两个：其一是对板坯进行宽度方向侧压、其二是限制穿带板坯的宽度方向的延展。
其传动机构为马达驱动蜗轮蜗杆推动立辊开度变化。
在传动设备中，因为蜗轮蜗杆机构具备良好的自锁性而应用于广泛。
但是在实际运用的过程中存在这种情况：当马达驱动蜗轮蜗杆传动时，当在承载过程中如果马达制动机构失效的时候，立辊开度就无法保持，这就意味着蜗轮蜗杆的自锁性能丧失了。
蜗轮蜗杆机构一般都具备良好的自锁性，而为什么此蜗轮蜗杆机构的自锁性会失效呢，本文着重论述影响其自锁性的因素。
二、自锁原理蜗轮蜗轮传动时，当蜗杆的螺旋升角γ小于摩擦角ψ时（γ∠ψ），该机构具有很好的自锁性。
如图1所示：摩擦力F达到最大值Fmax时，这时的夹角也达到最大值ψ,把ψ定义为摩擦角。
tan ψ=F/N=μN/N=μ 摩擦角ψ的正切等于静摩擦系数。
因为根据力平衡与分解可得：当主动力R在摩擦角之内，其与法线（N方向）夹角小于摩擦角ψ，法向分力必于与N平衡，同时切向分力则必小于最大静摩擦力，摩擦力F未达到最大值，则力系平衡。
如果作用于物体的主动力R的作用线在摩擦角之内，则无论这个力怎样大，总有一个全反力R＇与之平衡，物体保持静止；反之，如果主动力R的作用线在摩擦角之外，则无论这个力多么小，物体也不可能保持平衡。
这种与力大小无关而与摩擦角有关的平衡条件称为自锁条件。
因此，对应于蜗轮蜗杆机构的传递性质分析：蜗杆的螺旋升角γ，蜗轮作用于蜗杆上的力始终为竖直方向，主作用力与法线夹角也为γ，根据自锁原理，若存在自锁则摩擦角必须涵盖于γ，即存在γ∠ψ，此为蜗轮蜗杆的自锁条件。
蜗轮蜗杆自锁的条件
蜗轮蜗杆自锁的条件
蜗轮蜗杆自锁是一种微型轮系的运动特性的重要现象。
它可以使轮系在某一节点上锁定，即使进行恒定速度转动也不能改变这种状态。
它是压力、摩擦力和其他影响因素所引
起的，因此是一种自然而又不可避入的现象。
1、轴系的受力：蜗轮蜗杆的轴向力一般比承受的其他重力的力大，这样就导致蜗轮
整体的变形扩大，使得蜗轮把轴系的端面挤出来，形成嵌入式轴系。
2、蜗轮轴节点的受力情况：
蜗轮轴的端面是表面处于一定压力下的，如果此时没有正确的油膜来支撑，就可能受
到垂直方向的冲击，会造成灌油口受损，以及滑替螺柱被挤出，导致蜗轮轴节点锁定；
3、蜗轮轴系的转速：
当外力使蜗轮轴运转时，压力会随着转速的变化而变化，即拉力也随着转速的变化而
变化，若转速太低时，蜗轮轴系突然不会自锁，而若转速太高时，则压力也不会太大，仍
会造成轴系自锁；
4、输出端的组件受力情况：
对于一套蜗轮蜗杆传动系统，其输出端的轴与蜗轮轴的联结受力情况是非常重要的，
一旦输出端的轴的受力不均，就会影响到轴承的压力及蜗轮轴的受力，从而导致轴系自锁。
总而言之，蜗轮蜗杆自锁具有极强的安全性，只要系统的工作情况符合以上条件，那
么就可以形成蜗轮蜗杆自锁的现象。
11-蜗轮蜗杆传动解析
nn
延伸渐开线 延伸渐开线蜗杆(ZI)
加工：刀具平面垂直于螺线n Nhomakorabean
特点：端面---延伸渐开线
法面---直线
2
第一节 蜗杆传动的特点和类型
渐开线
基圆
渐开线蜗杆(ZI)
加工：刀刃与蜗杆的基圆柱相切 特点：端面---渐开线
后两种蜗杆的加工，刀具安装较困难，生产率低，故常用阿 基米德蜗杆。
第二节圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸
(12-4)
➢ 注意： a≠0.5m(z1+z2) 。中心距的常用值见表12-3注。
二、圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算
设计蜗杆传动时，一般是先根据传动的功用和传动比的要
求，选择蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2，然后再按强度计算确定 模数m和蜗杆分度圆直径d1(或q)，再根据表12-3计算出蜗杆、 蜗轮的几何尺寸(两轴交错角为90°、标准传动)。
一般取 z2＝32～80。（Z1与Z2的荐用值表：12-2）
3. 蜗杆直径系数q和导程角γ
由于蜗轮是用与蜗杆尺寸相同的蜗轮滚刀配对加工而成的，为了限 制滚刀的数目，国家标准对每一标准模数规定了一定数目的标准蜗 杆分度圆直径d1（参见表12-1）。
直径d1与模数m的比值称为蜗杆的直径系数q。即：
蜗轮常用材料有：铝青铜： vs≤ 8 m/s 的场合。（抗胶合能力差）
灰铸铁： vs≤ 2 m/s 的场合。
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。
=0.5×4×(10+39)=98mm
试论蜗轮蜗杆自锁失效原因分析
试论蜗轮蜗杆自锁失效原因分析摘要：自锁性是蜗轮蜗杆机构的特点，然而，传动机构在某些情况下会出现失效的情况。
笔者通过对徐州供电公司220kV倪村输变电工程中GW22B-126配套的蜗轮蜗杆自锁失效进行分析，研究其失效的机制，并且深入探讨驱动制动装置的功能。
关键词：自锁性；蜗轮蜗杆；自锁失效；分析引言机械传动形式中必不可少的就是涡轮蜗杆传动，是其组成中最重要的一部分。
这种传动形式可以使得升降台在升降过程中避免了台面发生自动回落的事故进而可以维持整个生产线的运转。
蜗轮传动的主要组成结构其主要组成包括涡轮和蜗杆两个部分。
一般情况下，二者成90°的方向角。
因此，交错轴的运动通常会应用蜗杆蜗轮机构。
二、立辊轧机在轧钢过程中的重要作用立辊轧机在轧钢过程中的重要作用有如下两个方面。
一方面，可以在宽度方向上侧压板坯。
另外一方面，可以阻碍穿带板坯在宽度方向上的延伸。
立辊轧机的传动机制就是利用马达来推动蜗轮蜗杆驱动立辊发生开度变化。
蜗轮蜗杆系统因具有较好的自锁性功能而广泛应用于传动设备中。
然而，在现实的操作中会存在不好的一面。
就是在承载的过程中，一旦马达驱动这个蜗轮蜗杆传动失去作用时，立辊开度就无法持续进而其自锁的功能就会消失。
一般情况下蜗轮蜗杆系统都具有较好的自锁功能，可为何会产生自锁功能失效这个问题。
本文就自锁性功能影响因素进行系列综述。
蜗杆蜗轮系统自锁性功能失效原因蜗杆蜗轮机构具有传动比稳定、紧密结构、无噪声以及性能稳定等优点。
此外，蜗杆蜗轮的主动件的反向变化可以使得蜗轮蜗杆发生自锁从而防止了事故的发生。
比如，起重装置就是利用了蜗轮蜗杆可以自锁的作用，使得其吊起的工程材料等能够稳固的悬空在空中。
基于对机构传动的自锁性能的评估，蜗杆蜗轮自锁性的内在机制要摸清。
关于自锁性问题的讨论目前机械行业的减速机构一般采用蜗杆蜗轮机构。
蜗轮蜗杆的自锁性功能在那些要求安装蜗杆涡轮机机构的机械装置中起着重要的不可或缺的作用。
蜗轮蜗杆设计
蜗轮蜗杆设计蜗杆传动从属齿轮传动，在现代工业中应用非常广泛。
蜗轮蜗杆包含两个部分：蜗杆和蜗轮，其齿形大多数由直线、平面或者平面上的曲线经过一次或两次展成运动形成。
由于蜗轮蜗杆结构性特点，它用于传递空间两相错轴间的运动和动力。
蜗杆传动机构多数情况下蜗杆为主动件，蜗轮为被动件。
蜗杆传动具有传动比大、体积小、运转平稳、噪音小等特点。
在机床制造业中，平常圆柱蜗杆传动的应用尤为普遍，并且几乎成了一般低速传动工作台和连续分度机构的唯一传动形式；冶金工业轧机压下机构都采用大型蜗杆传动;煤矿设备中的各种类型的绞车及采煤机组牵引传动;起重运输业中各种提升设备及无轨电车等都采用蜗杆传动。
其他，在精密仪器设备、军工、宇宙观测仪器中，蜗杆传动常用作分度机构、操纵机构、计算机构、测距机构等等，大型天文望远镜、雷达等也离不开蜗杆传动。
关键词：蜗轮蜗杆目录T O C\o"1-3"\h\z\u第一章蜗杆传动的类型和特点 (89)1.1蜗杆传动的类型 (89)1.2蜗杆传动的特点 (90)第二章蜗轮传动的基本参数和几何尺寸计算 (91)2.1蜗杆传动的基本参数 (91)2.2蜗杆传动的几何尺寸计算 (94)第三章蜗轮传动的失效形式、设计准则、材料和结构 (95)3.1蜗杆传动的失效形式和设计准则 (95)3.2蜗杆、蜗轮的材料和结构 (96)第四章蜗轮传动的强度计算 (98)4.1蜗杆传动的受力分析 (98)4.2蜗轮齿面接触疲劳强度计算 (98)4.3蜗轮轮齿的齿根弯曲疲劳强度计算 (100)第五章蜗轮传动的效率、润滑和热平衡计算 (101)5.1蜗杆传动的效率 (101)5.2蜗杆传动的润滑 (101)5.3蜗杆传动的热平衡计算........................错误!未定义书签。
结论.. (105)致谢 (106)参考文献 (107)第一章蜗杆传动的类型和特点蜗杆传动由蜗杆、蜗轮和机架组成，用来传递空间两交错轴的运动和动力。
(改进)蜗轮蜗杆自锁性
蜗轮减速机特点与自锁功能的应用实际上蜗轮减速机就是蜗轮蜗杆减速器，因为蜗轮与蜗杆在减速器的应用当中都是成对出现的。
减速器中有一个蜗杆就一定会有一个蜗轮，因此蜗轮减速器只是人们对蜗轮蜗杆减速器的一种口语化叫法。
但通常大家更喜欢把蜗轮蜗杆减速器称为蜗轮蜗杆减速机。
或者说蜗轮蜗杆减速机是更通用的一种叫法。
下面你可以点击查看.简单介绍一下蜗轮及蜗杆机构的特点可以得到很大的传动比，比交错轴斜齿轮机构紧凑，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，因而成本较高蜗杆轴向力较大蜗轮蜗杆减速机自锁功能的应用在减速机的传动方式中,蜗轮传动具备其他齿轮传动所没有特性,即蜗杆可以轻易转动蜗轮，但蜗轮无法转动蜗杆。
这是因为蜗轮蜗杆的结构和传动是通过摩擦实现的造成的。
蜗轮蜗杆传动方式具有的自锁止功能在机械应用很有用处，比如卷扬机，输送设备等等。
然而也是因为蜗轮蜗杆的摩擦传动方式，也造成了蜗轮蜗杆的传动效率相对齿轮传动要低很多。
备注：不过要注意的一点是，不是所有的蜗轮减速机都具有很好的自锁功能，蜗轮的自锁功能要达到一定的速比才能实现。
这和导程角有关，即小速比的蜗轮蜗杆自锁功能就不那么理想。
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于齿轮与齿条,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）。
蜗轮蜗杆减速机常见原因及解决方法
蜗轮蜗杆减速机常见原因及解决方法齿轮-蜗轮蜗杆减速机是一种结构紧凑、传动比大，在一定条件下具有自锁功能的传动机械。
而且安装方便、结构合理，得到越来越广泛的应用。
它是在蜗轮蜗杆减速器输入端加装一个斜齿轮减速器，构成的多级减速器可获得非常低的输出速度，比单级蜗轮减速机具有更高的效率，而且振动小、噪声及能低。
一、常见问题及其原因1．减速机发热和漏油。
为了提高效率，蜗轮减速机一般均采用有色金属做蜗轮，蜗杆则采用较硬的钢材。
由于是滑动摩擦传动，运行中会产生较多的热量，使减速机各零件和密封之间热膨胀产生差异，从而在各配合面形成间隙，润滑油液由于温度的升高变稀，易造成泄漏。
造成这种情况的原因主要有四点，一是材质的搭配不合理；二是啮合摩擦面表面的质量差；三是润滑油添加量的选择不正确；四是装配质量和使用环境差。
2．蜗轮磨损。
蜗轮一般采用锡青铜，配对的蜗杆材料用45钢淬硬至HRC4555，或40Cr淬硬HRC5055后经蜗杆磨床磨削至粗糙度Ra0.8m。
减速机正常运行时磨损很慢，某些减速机可以使用10年以上。
如果磨损速度较快，就要考虑选型是否正确，是否超负荷运行，以及蜗轮蜗杆的材质、装配质量或使用环境等原因。
3．传动小斜齿轮磨损。
一般发生在立式安装的减速机上，主要与润滑油的添加量和油品种有关。
立式安装时，很容易造成润滑油量不足，减速机停止运转时，电机和减速机间传动齿轮油流失，齿轮得不到应有的润滑保护。
减速机启动时，齿轮由于得不到有效润滑导致机械磨损甚至损坏。
4．蜗杆轴承损坏。
发生故障时，即使减速箱密封良好，还是经常发现减速机内的齿轮油被乳化，轴承生锈、腐蚀、损坏。
这是因为减速机在运行一段时间后，齿轮油温度升高又冷却后产生的凝结水与水混合。
当然，也与轴承质量及装配工艺密切相关。
二、解决方法1．保证装配质量。
可购买或自制一些专用工具，拆卸和安装减速机部件时，尽量避免用锤子等其他工具敲击；更换齿轮、蜗轮蜗杆时，尽量选用原厂配件和成对更换；装配输出轴时，要注意公差配合；要使用防粘剂或红丹油保护空心轴，防止磨损生锈或配合面积垢，维修时难拆卸。
机械课件第12章蜗轮蜗杆
蜗轮蜗杆的设计流程
确定传动比
根据实际需求确定蜗轮蜗杆的传动比 ，以满足工作要求。
设计蜗轮蜗杆的结构
根据实际应用需求，设计蜗轮蜗杆的 结构，包括蜗杆的长度、直径、螺旋
线方向等。
选择设计参数
根据工作条件和强度要求，选择合适 的模数、压力角、蜗杆直径等设计参 数。
蜗轮蜗杆传动由两个交错轴线、相互咬合的蜗轮 02 和蜗杆组成，通过蜗轮的旋转带动蜗杆的旋转。
蜗轮蜗杆传动具有传动比大、结构紧凑、传动平 03 稳、自锁等特点，广泛应用于各种机械传动系统
中。
蜗轮蜗杆的传动比计算
01 蜗轮蜗杆的传动比等于蜗轮的齿数除以蜗杆的齿 数，即i=z2/z1。
02 传动比的大小取决于蜗轮和蜗杆的齿数比，可以 根据实际需求选择合适的齿数比来满足不同的传 动要求。
02 传动比的计算是蜗轮蜗杆设计中的重要参数，对 于确定传动系统的性能和尺寸至关重要。
蜗轮蜗杆的效率分析
1
蜗轮蜗杆的效率受到多种因素的影响，包括润滑 条件、齿面摩擦、齿面磨损、制造精度等。
2
在理想情况下，蜗轮蜗杆的传动效率可以达到 90%以上，但在实际应用中，由于各种因素的影 响，效率可能会降低。
校核强度和稳定性
根据设计参数和实际工况，对蜗轮蜗 杆进行强度和稳定性的校核，确保其 能够满足工作要求。
蜗轮蜗杆的制造工艺
01
02
03
铸造工艺
通过铸造方法制造蜗轮蜗 杆的毛坯，常用的铸造工 艺有砂型铸造、金属型铸 造等。
切削加工
对铸造毛坯进行切削加工 ，以获得精确的外形和尺 寸，包括车削、铣削、磨 削等加工方式。
蜗轮蜗杆传动升降台自锁失效分析
蜗轮蜗杆传动升降台自锁失效分析摘要：蜗轮蜗杆传动升降台是一种常见的机械装置，用于提升和下降重物。
其基本结构主要由蜗轮蜗杆机构、升降机构、驱动系统以及控制与安全系统等组成。
自锁性能是衡量其传动的关键指标之一，会受到多种因素的影响，其中蜗轮蜗杆中心的安装误差是导致自锁失效的重要因素之一。
安装误差会对蜗轮蜗杆的受力情况产生影响，改变接触面上的压力和摩擦力分布，从而使蜗轮蜗杆传动中的自锁性能下降。
因此，设计和制造过程中需要严格控制安装误差范围，保证升降台的自锁性能达到最佳状态。
关键词：蜗轮蜗杆；传动；自锁失效蜗轮蜗杆传动升降台的自锁失效是指在其升降过程中，由于某种原因导致蜗轮无法在蜗杆上实现自锁，从而使得升降台无法稳定支撑重物。
导致蜗轮蜗杆传动升降台自锁失效的主要原因有两个：一是装配角度过大，二是蜗轮蜗杆的制造精度或安装精度不足。
在蜗轮蜗杆传动中，蜗杆通过借助自身斜面的优势，在高速旋转时将蜗轮限制在一定位置上，实现自锁。
如果装配角度过大，会导致自锁失效，容易出现蜗轮沿蜗杆轴向移动，无法实现自锁。
因此，在装配时，要根据不同的机械设备和使用情况，掌握蜗轮蜗杆装配角度的要求，避免装配错误。
一、蜗轮蜗杆传动升降台的基本结构蜗轮蜗杆传动升降台是一种常见的机械装置，主要用于提升和下降重物。
这种升降台主要由蜗轮、蜗杆、升降机构以及驱动系统等部分组成。
下面将详细分析这些基本结构。
1.蜗轮蜗杆机构：蜗轮蜗杆机构是蜗轮蜗杆传动升降台的核心部分，它主要负责将电机的旋转运动转化为升降台的垂直升降运动。
蜗轮和蜗杆都是具有螺旋形状的齿轮，其中蜗杆具有较小的导程角，而蜗轮则具有较大的螺旋角。
当蜗杆在蜗轮上旋转时，由于导程角和螺旋角的配合，使得蜗轮能够沿着螺旋线方向上下移动。
2.升降机构：升降机构是蜗轮蜗杆传动升降台的执行部分，它主要由一套垂直的导轨和滑块组成。
滑块与蜗轮相连，随着蜗轮的上下移动而升降。
导轨起到支撑和导向的作用，确保滑块沿着垂直方向移动的稳定性和安全性。
双蜗轮蜗杆消隙的原理
双蜗轮蜗杆消隙的原理介绍双蜗轮蜗杆消隙是一种常见的传动装置，主要用于将旋转运动转换为直线运动或者将扭矩放大。
本文将详细探讨双蜗轮蜗杆消隙的原理及其应用。
什么是蜗轮蜗杆传动蜗轮蜗杆传动是指通过蜗轮和蜗杆的衔接来传递动力的一种机械传动方式。
蜗轮蜗轮是一种外圆齿轮，具有斜面螺旋齿，其轴线与蜗杆轴线相交。
蜗轮的齿数较少，通常只有1至5个。
蜗杆蜗杆是一种带有轴承的螺旋齿条，其横截面呈现圆形或者三角形。
蜗杆的轴线与蜗轮轴线垂直，并且与蜗轮齿轮的斜面啮合。
传动原理当蜗杆旋转时，其斜面齿轮与蜗轮之间发生啮合，使蜗轮产生旋转运动。
由于蜗杆斜面齿轮的齿数较少，旋转一周时蜗轮只前进很小的距离，因此蜗轮蜗杆传动具有很大的减速比。
同时，由于蜗杆斜面的特殊结构，传动具有自锁效果，不会因外界扭矩的影响而产生反转。
双蜗轮蜗杆传动的消隙机制在传统的蜗轮蜗杆传动中，由于齿轮啮合时难免存在间隙，传动精度受到一定的影响。
为了解决这个问题，人们提出了双蜗轮蜗杆传动的消隙机制。
消隙原理双蜗轮蜗杆传动的消隙机制是通过两个蜗轮的反向旋转来消除齿轮啮合时的间隙。
具体原理如下：1.两个蜗轮分别与一个蜗杆啮合，但其相对位置相反。
2.当两个蜗轮一起转动时，由于其相对位置的差异，一个蜗轮的齿轮啮合处将向前移动，而另一个蜗轮的齿轮啮合处将向后移动。
3.通过合理的设计，两个蜗轮的位移可以正好抵消彼此的间隙。
这样，整个传动系统的效率和精度都将得到提高。
优点双蜗轮蜗杆传动的消隙机制具有以下优点：•提高传动精度：通过消除齿轮啮合时的间隙，传动精度得到提高。
•减小噪声：由于齿轮间隙的消除，传动过程中的摩擦和噪声减小。
•增加传动效率：传统蜗轮蜗杆传动由于间隙存在，会产生一定的传动损失；而双蜗轮蜗杆传动通过消除间隙，能够提高传动效率。
双蜗轮蜗杆传动的应用双蜗轮蜗杆传动由于其消隙机制的特殊性，被广泛应用于许多领域。
工业机械双蜗轮蜗杆传动在工业机械中被广泛应用于需要较高传动精度和效率的场合，如机床、起重装置等。