机械设计基础第七章 蜗杆传动PPT课件
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机械设计基础第七章 蜗杆传动PPT教案
t2
a1
t1
a2
也可按照主动件左右手定则来判断
第22页/共47页
蜗轮齿面接触疲劳强度计算的校核公式为： （钢制蜗杆与青铜或铸铁蜗轮）
H
480 mz2
KT2 d1
[ ]H
MPa
式中：T2—作用在蜗轮上的转矩(N.mm)
K—载荷系数，K=l～1.4（滑动速度小、载荷平
稳 、制造安装精度高时取小值
） [ ]H —蜗轮材料的许用接触应力，MPa
机械设计基础第七章 蜗杆传动
会计学
1
中间平面： 通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面。
第1页/共47页
与齿轮传动相比较，蜗杆传动的特点： 1 单级传动比大（10~80），结构紧凑。 2 传动平稳，噪声小 3 可实现自锁（蜗杆导程角γ<当量摩擦角ρv） 4 传动效率低（η=0.7~0.8) 5 成本高
1
2
传动比
i n1 Z 2 n2 Z1
蜗杆头数Z1：Z1 ， 易自锁，i 大，效率低。 Z1 过多加工困难
蜗杆头数Z通常取为：1，2，4, 6 1
蜗轮齿数Z=iZ，一般取Z=26~80
2
1
2
蜗杆头数与蜗轮齿数的荐用值
传动比i z2 / z1 5～6
z 蜗杆头数 1 6
蜗轮齿数 z2
30～36
7～13
14～27
28～40
4
2
1,2
28～52
28～54Байду номын сангаас
28～80
第12页/共47页
＞40 1
i
4 齿面间相对滑动速度s
相对滑动速度沿蜗杆轮
齿螺旋线方向
s
12
机械设计蜗杆传动ppt课件
d1
潘存云教授研制
d 编辑版pp2pt
潘存云教授研制
27
作者： 潘存云教授
表11－2 蜗杆分度圆直径与其模数的匹配标准系列 mm
m
d1
m
d1
m
d1
m
d1
1 18
(22.4)
1.25 20
2.5 28 (35.5)
4
22.4
45
11..66
2200 q=12.5 2288 潘存云教授q3研.=制1517.53(258.5)
第11章 蜗杆传动
§11-1 蜗杆传动概述及蜗杆传动的类型 §11-2普通蜗杆传动的主要参数与几何尺寸计算 §11-3 普通圆柱蜗杆传动的承载能力计算 §11-4圆弧圆柱蜗杆传动设计计算 §11-5 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 §11-6 圆柱蜗杆与蜗轮的结构设计
新疆大学专用
编辑版pppt
1
作者： 潘存云教授
直径不同的蜗杆。由于切制蜗轮的滚刀必须与蜗杆的形状相当（尺寸相
同），因此对同一模数的蜗杆，有一个分度圆直径就需要一把蜗轮 滚 刀，
这 样 刀 具 品 种 的 数 量 势 必 太 多。
– 为 了 减 少 刀 具 数 量 并 便 于 标 准 化、系 列 化，
国标GB10085-88 准中，对每一个模数 m 规定了
蜗杆的旋向：右旋蜗杆和左旋蜗杆 （一般为右旋）
蜗杆的头数：单头蜗杆(蜗杆上只有一条螺旋线，即蜗杆转一周， 蜗轮转过一齿)；双头蜗杆(蜗杆上有两条螺旋线，即蜗杆转一周， 蜗轮转过两个齿)。
蜗轮形状象斜齿轮，只是它的轮齿沿齿长方向又弯曲成圆弧形，
以便与蜗杆更好地啮合。
编辑版pppt
新疆大学专用
《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。
蜗轮蜗杆传动PPT课件
蜗杆传动
蜗杆传动的类型和特点 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算
精品课件资料
（一）教学要求 1、了解蜗杆传动特点、类型 2、掌握蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算 3、熟悉普通圆柱蜗杆传动的正确啮合条件、
强 度计算及热平衡计算等。 （二）教学的重点与难点
重点：普通圆柱蜗杆传动的几何参数计算、 正确啮合条件、强度计算。
VS
V1 cos
d1n1 60 1000 cos
(m / s) V1
较大的VS易发生齿面磨损和胶 合；如润滑条件良好（形成油膜条 件）则较大的VS则有助于形成润滑 油膜，减少摩擦、磨损，提高传动 效率。
精品课件资料
2.失效形式： 主要有点蚀、齿根折断、齿面胶合和磨损。最常见失
效是齿面胶合和过度磨损。
11.8 常用各类齿轮传动的选择
11.8.1 各类齿轮传动性能的比较
精品课件资料
11.8.2 传动类型的选择
在选择传动类型时应考虑以下几个方面 传递大功率时，一般均采用圆柱齿轮。 在联合使用圆柱、圆锥齿轮时，应将圆锥齿轮放在高 速级
圆柱齿轮和谐齿轮相比，一般斜齿轮的强度比直齿轮 高，且传动平稳，所以用于高速场合。直齿轮用于低速 场合
为了减摩，通常蜗杆用碳钢和合金钢制成，高速重载 的蜗杆常用15Cr、20Cr渗碳(shentan)淬火，或45钢、 40Cr淬火。低速中轻载的蜗杆可用45钢调质。
蜗轮用有色金属，常用材料有：铸造锡青铜、铸造铝 青铜、灰铸铁等。
精品课件资料
11.4.2 蜗杆、蜗轮的结构
1.蜗杆的结构 蜗杆通常与轴做成一体，称为蜗杆轴。 （1）铣(xi)制蜗杆
精品课件资料
精品课件资料
总效率：
1 2 3
蜗杆传动的类型和特点 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算
精品课件资料
（一）教学要求 1、了解蜗杆传动特点、类型 2、掌握蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算 3、熟悉普通圆柱蜗杆传动的正确啮合条件、
强 度计算及热平衡计算等。 （二）教学的重点与难点
重点：普通圆柱蜗杆传动的几何参数计算、 正确啮合条件、强度计算。
VS
V1 cos
d1n1 60 1000 cos
(m / s) V1
较大的VS易发生齿面磨损和胶 合；如润滑条件良好（形成油膜条 件）则较大的VS则有助于形成润滑 油膜，减少摩擦、磨损，提高传动 效率。
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2.失效形式： 主要有点蚀、齿根折断、齿面胶合和磨损。最常见失
效是齿面胶合和过度磨损。
11.8 常用各类齿轮传动的选择
11.8.1 各类齿轮传动性能的比较
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11.8.2 传动类型的选择
在选择传动类型时应考虑以下几个方面 传递大功率时，一般均采用圆柱齿轮。 在联合使用圆柱、圆锥齿轮时，应将圆锥齿轮放在高 速级
圆柱齿轮和谐齿轮相比，一般斜齿轮的强度比直齿轮 高，且传动平稳，所以用于高速场合。直齿轮用于低速 场合
为了减摩，通常蜗杆用碳钢和合金钢制成，高速重载 的蜗杆常用15Cr、20Cr渗碳(shentan)淬火，或45钢、 40Cr淬火。低速中轻载的蜗杆可用45钢调质。
蜗轮用有色金属，常用材料有：铸造锡青铜、铸造铝 青铜、灰铸铁等。
精品课件资料
11.4.2 蜗杆、蜗轮的结构
1.蜗杆的结构 蜗杆通常与轴做成一体，称为蜗杆轴。 （1）铣(xi)制蜗杆
精品课件资料
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总效率：
1 2 3
机械设计基础蜗杆传动
分度圆直径是蜗杆和蜗轮设计的重要参数，与传动比、中心距等密切相关。
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。
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。
蜗杆传动PPT幻灯片
蜗杆传动标记：
80
•32
a=0.5(d1+d2)=0.5m(q+z2)
•13
§7—3 蜗杆传动的失效形式，材料和结构 一、齿面间滑动速度VS
、 分别为蜗杆、蜗轮 在节点C的速度 γ为蜗杆导程角
较大的VS引起： 1、易发生齿面磨损 和胶合 2、如润滑条件良好 （形成油膜条件）则较 大的VS则有助于形成 润滑油膜，减少摩擦、 磨损，提高传动效率
整体式蜗轮 配合式蜗轮 拼铸式蜗轮 螺栓联接式蜗轮
•19
•20
§7—4 蜗杆传动的强度计算
一、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，可分解出径向载荷Fr、周向载 荷Ft、轴向载荷Fa。
Ft1
Fa
2
2T1 d1
Fa1 Ft2
2T2 d2
F r 1 F r 2 F t2t an
正确啮合条件
ma1=mt2=m
αa1=αt2=200
γ=β
•8
2、导程角
在m和d1为标准值时，z1↑→γ↑
γ越大传动效率越高，传递动力时要求效率高 γ=15 °-30 °且应采用多头蜗杆 γ越小传动效率越低,要求反行程自锁时 γ<=3°30'
3、传动比 I,蜗杆的头数z1,,蜗轮齿数z2
i n1 z2 d 2 n2 z1 d 1
Fn
2T2
d2cosn cos
•21
蜗杆传动受力方向判断
力的方向和蜗轮转向的判别
圆周力
径向力
Ft——主反从 同 轴向力
Fr——指向各自的轴线 左手或右手：ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ杆旋向
Fa1——蜗杆左右 手螺旋定则
80
•32
a=0.5(d1+d2)=0.5m(q+z2)
•13
§7—3 蜗杆传动的失效形式，材料和结构 一、齿面间滑动速度VS
、 分别为蜗杆、蜗轮 在节点C的速度 γ为蜗杆导程角
较大的VS引起： 1、易发生齿面磨损 和胶合 2、如润滑条件良好 （形成油膜条件）则较 大的VS则有助于形成 润滑油膜，减少摩擦、 磨损，提高传动效率
整体式蜗轮 配合式蜗轮 拼铸式蜗轮 螺栓联接式蜗轮
•19
•20
§7—4 蜗杆传动的强度计算
一、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，可分解出径向载荷Fr、周向载 荷Ft、轴向载荷Fa。
Ft1
Fa
2
2T1 d1
Fa1 Ft2
2T2 d2
F r 1 F r 2 F t2t an
正确啮合条件
ma1=mt2=m
αa1=αt2=200
γ=β
•8
2、导程角
在m和d1为标准值时，z1↑→γ↑
γ越大传动效率越高，传递动力时要求效率高 γ=15 °-30 °且应采用多头蜗杆 γ越小传动效率越低,要求反行程自锁时 γ<=3°30'
3、传动比 I,蜗杆的头数z1,,蜗轮齿数z2
i n1 z2 d 2 n2 z1 d 1
Fn
2T2
d2cosn cos
•21
蜗杆传动受力方向判断
力的方向和蜗轮转向的判别
圆周力
径向力
Ft——主反从 同 轴向力
Fr——指向各自的轴线 左手或右手：ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ杆旋向
Fa1——蜗杆左右 手螺旋定则
机械设计基础-蜗杆传动(PPT58页)
通常情况下取蜗轮齿数z2 =28~80。若z2 <28，会使传动 的平稳性降低，且易产生根切；若z2过大，蜗轮直径 增大，与之相应蜗杆的长度增加，刚度减小，从而影
响啮合的精度。z1、z2可根据传动比i按表10-1选取。
传动比i
7~13
14~27
28~40
>40
蜗杆头数z1
4
2
2,1
1
蜗轮齿数z2 28~52
第一节 概述
一、蜗杆传动的组成
螺杆与螺纹一样，有单头、多头之分，也有左旋、右 旋之分。蜗轮的形状像斜齿轮， 它的螺旋角的大小、方向和螺 杆螺旋升角的大小、方向相同， 为了改善蜗杆与蜗轮的啮合情 况，通常将蜗轮圆柱表面的母 线做成圆弧形，部分地包围着 蜗杆，故在轴向剖面中，蜗轮 轮齿沿齿宽方向是圆弧形。
通常λ=3.5°~27°，升角小时传动效率低，但可实现 自锁；升角大时传动效率高，但加工较困难。
3.蜗杆分度圆直径d1和蜗杆直径系数q 加工蜗杆时，蜗杆滚刀的参数应与相啮合的蜗杆完全 相同，几何尺寸基本相同。由
tan L d1z1 dm 1zd 1m 1
可得蜗杆的分度圆直径可写成
d1mtaz1n
第二节 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算
在中间平面上，蜗轮与蜗杆的啮合相当于渐开线齿轮 与齿条的啮合，因此，设计蜗杆传动时，其参数和尺 寸均在中间平面内确定，并沿用渐开线圆柱齿轮传动 的计算公式。
一、蜗杆传动的主要参数
1.蜗杆头数z1、蜗轮齿数z2 蜗杆头数（齿数） z1即为蜗杆螺旋线的数目，蜗杆的 头数z1一般取1、2、4。当传动比大于40或要求蜗杆自 锁时，取z1 =1；当传递功率较大时，为提高传动效率 、减少能力损失，常取z1为2、4。蜗杆头数越多，加 工精度越难保证。
蜗杆传动ppt
参数——标准参数
一、主要参数及其选择
1、模数m，压力角 ma1 mt2 m
正确啮合条件： a1 t2 20
2、蜗杆分度圆直径
标准化，减小刀具数目。
蜗杆：d1 ma1 q
q d1 m
意义：q d1 蜗杆刚度
m , q ——见表11-2
3、蜗杆头数Z1，蜗轮齿数Z2 螺距一定，头数多效率高。
二、受力分析
Fn Ft Fa Fr
T2 T1 i
大小
方向
圆周力 轴向力
Ft1
2T1 d1
Fa 2
Fa1
Ft 2
2T2 d2
与 n1 相反 左右手螺旋
径向力 Fr1 Fr2 Fa1tg 指向轮心
三、强度计算 特点：相当于斜齿轮、斜齿条传动。
设计方法：同齿轮。
1. 齿根弯曲疲劳强度计算——依据：相当于外伸梁
3、常用材料 要求 ：强度、耐磨性、跑合性。
蜗杆
蜗轮
低速、不重要 vs≤2m/s 一般情况 vs≤4m/s
重要、高速、重载 vs>4m/s
45 钢、40Cr 调质
45 钢、40Cr 淬火
15Cr 20Cr 渗碳淬火
灰铸铁 HT150 HT200 铝铁青铜（无锡）
ZCuAl10Fe3 锡青铜
ZCuSn10P1 ZcuSnPb5Zn5
应用：铸铁或小青铜蜗轮。 4. 拼铸式
应用：成批生产。
例题：试设计一搅拌机用的闭式蜗杆减速器中的普 遍圆柱蜗杆传动。已知：输入功率P=9kW,蜗杆转 速n1=1450r/min,传动比i12=20,传动不反向，工作载 荷较稳定，但有不大的冲击。要求寿命Lh=12000h。
解：1. 选择蜗杆传动类型 2. 选择材料 3. 按齿面接触疲劳强度进行设计 1）确定作用在蜗轮上的转矩T2 2）确定载荷系数K 345） ） ）确 确 确定 定 定弹接许性触用影系接响数触系应Z数力Z[E]H
一、主要参数及其选择
1、模数m，压力角 ma1 mt2 m
正确啮合条件： a1 t2 20
2、蜗杆分度圆直径
标准化，减小刀具数目。
蜗杆：d1 ma1 q
q d1 m
意义：q d1 蜗杆刚度
m , q ——见表11-2
3、蜗杆头数Z1，蜗轮齿数Z2 螺距一定，头数多效率高。
二、受力分析
Fn Ft Fa Fr
T2 T1 i
大小
方向
圆周力 轴向力
Ft1
2T1 d1
Fa 2
Fa1
Ft 2
2T2 d2
与 n1 相反 左右手螺旋
径向力 Fr1 Fr2 Fa1tg 指向轮心
三、强度计算 特点：相当于斜齿轮、斜齿条传动。
设计方法：同齿轮。
1. 齿根弯曲疲劳强度计算——依据：相当于外伸梁
3、常用材料 要求 ：强度、耐磨性、跑合性。
蜗杆
蜗轮
低速、不重要 vs≤2m/s 一般情况 vs≤4m/s
重要、高速、重载 vs>4m/s
45 钢、40Cr 调质
45 钢、40Cr 淬火
15Cr 20Cr 渗碳淬火
灰铸铁 HT150 HT200 铝铁青铜（无锡）
ZCuAl10Fe3 锡青铜
ZCuSn10P1 ZcuSnPb5Zn5
应用：铸铁或小青铜蜗轮。 4. 拼铸式
应用：成批生产。
例题：试设计一搅拌机用的闭式蜗杆减速器中的普 遍圆柱蜗杆传动。已知：输入功率P=9kW,蜗杆转 速n1=1450r/min,传动比i12=20,传动不反向，工作载 荷较稳定，但有不大的冲击。要求寿命Lh=12000h。
解：1. 选择蜗杆传动类型 2. 选择材料 3. 按齿面接触疲劳强度进行设计 1）确定作用在蜗轮上的转矩T2 2）确定载荷系数K 345） ） ）确 确 确定 定 定弹接许性触用影系接响数触系应Z数力Z[E]H
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≤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
d1 a=（d1+d2）/2 da1= d1+2m df1= d1-2.4m
γ=arctan （z1m/d1） P=πm
d2=mz2
喉圆 da2= d2+2m df2= d2-2.4m de2= da2+（1~2）m Ra2= df1/2+0.2m Rf2= da1/2+0.2m z1≤3时，b≤0.75 da1 z1=4时，b≤0.67 da1
277.8 352.5 446.5 556
6.3
(31.5) 40 (50) 71 504 640 800 1136
8
d1 / m m
(40) 50 (63) 90
m2d1 / mm3
1000 1250 1575 2250
m / mm
10
d1 / m m
(71) 90 (112) 160
m2d1 / mm3 1.9000 11200 16000
＞40 1
蜗轮齿数 z 2
30～36
28～52
28～54
28～80
i14
4 齿面间相对滑动速度s
相对滑动速度沿蜗杆轮
齿螺旋线方向
s
2 1
2 2
1 cos
d 1 n1
60 1000 cos
当润滑、散热等条件不良时, s 大，
会使齿面产生磨损和胶合；
而当具备良好的润滑条件、特别是能
形成油膜时, s 大有助于形成油膜,
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
1
整体概述
概述一
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概述二
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概述三
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2
中间平面： 通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面。 3
与齿轮传动相比较，蜗杆传动的特点： 1 单级传动比大（10~80），结构紧凑。 2 传动平稳，噪声小 3 可实现自锁（蜗杆导程角γ<当量摩擦角ρv） 4 传动效率低（η=0.7~0.8) 5 成本高
a （a为常数 6
蜗轮的加工
与蜗杆相啮合的蜗轮一般是在滚齿机上用蜗轮滚 刀切制的。滚刀形状和尺寸必须和与被加工蜗轮 相啮合的蜗杆相当,只是滚刀外径要比实际蜗杆 大2倍顶隙。 蜗轮在中间平面上的齿形是渐开线齿形。
渐开线蜗杆的齿形：在垂直于蜗杆轴线的截面内 为渐开线,在通过蜗杆轴线的截面内为凸廓曲线 。
ma1 mt2 m
a1 t2
标准压力角
20
9
2．蜗杆分度圆直径 d 1 、蜗杆导程角 及蜗轮螺旋
角
蜗杆分度圆柱：齿厚与齿槽宽相等的圆柱。直径
为 d1
为了限制蜗轮滚刀的数目并便于滚刀的标准化， 对每一标准模数规定了一定数量的蜗杆分度圆 直径d1
10
表7.1 模数m、蜗杆分度圆直径d1及m2 d1值 (摘自GB10085-88)
(50) 63 (80) 112 (62)
1985 2500 3175 4445
4032
12.5
80 (100) 140 5376 6400 8960
16
(90) 112 (140)
14062 17500 21875 31250
200 (112) 140 (180) 250
11
28672 35840 46080 64000
传动比
i n1 Z 2 n2 Z1
蜗杆头数Z1：Z1 ， 易自锁，i 大，效率低。 Z1 过多加工困难
蜗杆头数Z1通常取为：1，2，4, 6
蜗轮齿数Z2=iZ1，一般取Z2=26~80
蜗杆头数与蜗轮齿数的荐用值
传动比i z2 / z1 5～6
蜗杆头数 z 1
6
7～13 4
14～27 2
28～40 1,2
减少摩擦、磨损, 提高传动效率和承
载能力。
15
5 中心距a 中心距计算公式
a (d 1 d 2 )/2 m z 1 z 2 /2
7.2.2 普通圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算
h
* a
1
c* 0.2
16
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
m
1
1.25
1.6
2
d1
18
m2d1
18
20 20.4 31.25 35
20 28 51.2 71.68
(18) 22.4 (28) 35.5 72 89.6 112 142
m
2.5
3.15
4
d1
(22.4) 28 (35.5) 45
m2d1
140 175 221.9 281
m / mm
5
(28) 35.5 (45) 56
蜗杆分度圆柱上的导程角（蜗杆导程角 ） ：
蜗杆分度圆柱螺旋线上任一点的切线与垂直于蜗杆 轴线的平面之间所夹的锐角
tgz1 P a 1/d 1z1 m /d 1
12
当两轴的交错角为900时：
2
正确啮合条件
ma1 mt2 m
a1 t2
2
13
3 传动比 i 、蜗杆头数Z1和蜗轮齿数Z2