《机械设计基础》课程教案主题11 蜗杆传动
蜗杆传动教案范文
蜗杆传动教案范文教案：蜗杆传动【教学目标】1.了解蜗杆传动的基本原理和组成结构；2.掌握蜗杆传动的优点和应用范围；3.能够用蜗杆传动解决实际问题。
【教学重点】1.蜗杆传动的基本原理和组成结构；2.蜗杆传动的优点和应用范围。
【教学难点】蜗杆传动的优点和应用范围的深入理解。
【教学方法】1.讲解与演示相结合的方法；2.案例分析和讨论。
【教学过程】【Step 1】导入与目标检测（5分钟）教师通过引入一个实际应用问题，如机械手臂的控制，让学生思考如何实现这一过程。
然后引导学生讨论可能的传动方式，并引出蜗杆传动。
【Step 2】蜗杆传动的基本原理（15分钟）1.教师通过图示和实物展示蜗杆传动的基本原理，解释蜗杆的构造和工作方式。
2.引导学生分析蜗杆传动的工作原理，包括蜗杆与蜗轮之间的接触、相对运动和传递转矩的过程。
【Step 3】蜗杆传动的组成结构（20分钟）1.教师讲解蜗杆传动的组成结构，包括蜗杆、蜗轮、轴承等。
2.教师通过实物展示和图示，让学生了解蜗杆传动的实际构造。
【Step 4】蜗杆传动的优点和应用范围（20分钟）1.教师讲解蜗杆传动的优点，如传递大功率、承载能力强、平稳运行等。
2.引导学生思考蜗杆传动的应用范围，如机械工程、电气工程、航天工程等。
【Step 5】案例分析与讨论（20分钟）1.教师提供一个实际应用案例，让学生通过蜗杆传动解决问题。
2.学生分组讨论，并在讨论中解决问题。
3.学生展示自己的解决方案，并进行讨论和反思。
【Step 6】小结与延伸（10分钟）1.教师对本节课的内容进行小结，并再次强调蜗杆传动的优点和应用范围。
2.教师提供一些延伸问题，让学生进一步思考和学习。
【Step 7】作业布置（5分钟）布置作业：要求学生选择一个机械设备，探究其传动部分是否采用蜗杆传动，并分析其原因和优点。
【教学反思】本节课通过引入实际问题，让学生在思考中获得对蜗杆传动的认识。
在讲解蜗杆传动的原理和结构时，结合图示和实物展示，使得学生能够更加直观地理解。
机械工程基础(机械工业版)授课教案：蜗杆传动
机械工程基础（机械工业版）授课教案一、课前引入（5´）复习1，齿轮的失效形式有哪些？2、对齿轮材料主要的性能要求有哪些？二、讲授新课（80´）蜗杆传动（一）、初识蜗杆传动首先播放一段视频《认识蜗轮蜗杆传动》再来分析图5-41展示了常见的蜗杆传动形式图5-41 蜗杆传动的类型（二）、普通圆柱蜗杆传动的主要参数圆柱蜗杆传动的主要参数包括以下几个。
①模数m与压力角α。
②蜗杆分度圆直径d1与蜗杆直径系数q。
③蜗杆头数（齿数）z1、蜗轮齿数z2。
④传动比i：i＝z1/z2。
（三）、蜗杆传动回转方向的判别蜗杆传动中，蜗轮的转向，按照蜗杆的螺旋线旋向和转向，用左右手定则确定，如图5-42所示。
图5-42 蜗杆传动回转方向的判定（四）、齿轮的润滑蜗杆传动的正确啮合条件与齿轮齿条传动相同。
蜗杆传动示意图如图5-43所示。
图5-43 蜗杆传动示意图三、课堂总结（4´）本堂课主要讲解和分析了蜗杆传动形式及其主要参数，利用左右手定则判别蜗杆传动的传动回转方向，同时要求同学们掌握蜗杆传动的正确啮合条件。
四、作业布置（1´）P127 10、11五、课堂后记一、课前引入（5´）复习1、左右定则判别蜗杆传动回传方向；2、别蜗杆传动的正确啮合条件？二、讲授新课（80´）（一）、认识轮系列举例子1、齿轮系在汽车差速器上的应用列举例子2、一对齿轮啮合分析：1、大齿轮转过一周，小齿轮转过数周，磨损量更大，因此相对而言大齿轮寿命较低。
为了达到等寿命要求，必须使用更好的材料制作,提高了成本。
2、大齿轮和小齿轮尺寸差异过大，增加了小齿轮的制造难度。
3、传动较大传动比时,用一对齿轮啮合,必将使两齿轮的尺寸相差悬殊，外轮廓尺寸庞大，因而一对齿轮的传动比一般不大于8。
思考：如何去解决以上问题？列举实例1：钟表里的轮系同时仔细观察下列2个图，分析它们的不同1、轮系运行时，各个齿轮的轴线相对于机架的位置都是固定的，各齿轮绕自身的轴线旋转，轴线不做任何运动，这是一类相对简单的轮系为定轴轮系。
机械设计蜗杆传动ppt课件
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潘存云教授研制
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潘存云教授研制
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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
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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-蜗杆传动的强度计算
润滑油量适当浸油深度 ；
1/3蜗轮外径——上置式蜗杆，润滑较差，但搅油损失小
i个蜗杆齿高——下（侧）置式蜗杆，润滑较好，但搅油损失大
3、蜗杆传动热平衡计算
蜗杆传动效率较低，摩擦发热较大，温升较高，过高的温度使润滑油稀释，粘度下降，啮合时从齿面间被稀释，会加剧磨损和胶合。所以蜗杆传动设计要进行热平衡计算。
教学后记：
教研室主任意见：
教学方法：采用多媒体教学（动画演示运动），结合教具，提高学生的学习兴趣。
课程作业或思考题：
1、蜗杆传动的润滑方法？2、蜗杆传动的涡轮转动方向的判断方式？3、蜗杆传动为什么要进行热平衡计算？
参考资料或常用网址：韩玉成.机械设计基础.北京.电子工业出版社；庄宿涛.成都.西南交通大学出版社；徐刚涛.北京.高等教育出版社；http//
抚州职业技术学院教案
课程名称：机械设计基础
任课老师（职称）：周晓良（副教授）
授课对象及时间：2014级综合班、2013五年制班
授课题目（章节）：蜗杆传动的强度计算
教具：多媒体
基本教材：陈立德《机械设计基础》（第四版）
课时安排：2
教学目的（分掌握、熟悉、了解三个层次）：
1.熟悉判断蜗轮传动的转向的方影响系数
——载荷系数KA——工况系数
——齿面载荷分布系数：载荷平稳时， ；载荷变化较大，或有冲击、振动时，
KV——动载荷系数 ——精制蜗杆
——一般蜗杆
设计公式
mm 定m,q，
——蜗轮齿面许用接触应力
3、蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算
弯曲疲劳强度校核公式：
2.了解蜗杆传动的润滑方式
3.掌握蜗轮强度计算方法及蜗杆传动的热平衡计算方法
蜗杆传动教案设计
蜗杆传动教案设计一、教学目标让学生理解蜗杆传动的原理、特点和应用，掌握蜗杆传动的相关计算，培养学生的空间想象能力和分析问题的能力。
二、教学重难点重点：蜗杆传动的特点和主要参数。
难点：蜗杆传动的受力分析。
三、教学准备多媒体课件、蜗杆传动模型。
四、教学过程师：同学们，咱们今天来学习一种新的传动方式，叫蜗杆传动。
大家先看看这个模型，有什么发现呀？生：看着像齿轮，但又不太一样。
师：对啦，这就是蜗杆传动。
那大家想想，蜗杆传动和我们之前学的齿轮传动有什么区别呢？生：好像形状不太一样。
师：非常好，这只是其中一个方面哦。
那蜗杆传动有什么特点呢？生：不知道。
师：蜗杆传动的特点呀，有传动比大、传动平稳、可以自锁等等。
那大家知道蜗杆传动都用在哪些地方吗？生：不太清楚。
师：像一些减速装置呀，就会用到蜗杆传动。
接下来咱们重点来学习一下蜗杆传动的主要参数。
大家看课件，这个是什么呀？生：是蜗杆的直径系数。
师：没错，那它有什么作用呢？生：……师：它呀，会影响蜗杆的尺寸和强度哦。
然后还有蜗杆的头数、蜗轮的齿数这些参数。
那蜗杆传动的受力分析怎么看呢？大家结合这个图来思考一下。
生：有点难理解。
师：别着急，咱们一起来分析分析。
看这里，这个力是怎么来的呢？生：好像是因为转动产生的。
师：对啦，非常棒！那这个力又有什么特点呢？……师：好啦，今天的内容就学到这里，大家都理解了吗？生：差不多理解了。
五、教学反思通过本次教学，学生对蜗杆传动有了初步的认识和理解，但在受力分析部分还需要进一步加强练习和巩固。
在今后的教学中，要更加注重引导学生思考和分析问题，培养学生的自主学习能力。
同时，要多准备一些实例，让学生更好地理解和应用所学知识。
《机械设计基础》电子教案 第11章 蜗杆传动
第三节 蜗杆传动的失效形式、设计 准则、材料和结构
三、蜗杆、蜗轮的材料和结构
1.蜗杆、蜗轮的材料 蜗杆和蜗轮材料的合理选择是提高蜗杆传动承载能力和效率 的重要途径之一。根据蜗杆传动的失效形式可知.蜗杆、蜗轮 的材料不仅要有足够的强度.更重要的是有良好的减摩性、耐 磨性和抗胶合能力.且易跑合。因此.蜗杆、蜗轮二者应选用 不同金属、不同硬度的材料。考虑一般蜗杆为主动件.啮合次 数多、直径小.应选用齿面强度高、硬度高、刚性好的材料。 而蜗轮则用耐摩擦、减摩性能好的材料。
2.圆弧齿圆柱蜗杆传动 圆弧齿圆柱蜗杆传动是一种非直纹面圆柱蜗杆.在中间平面上 蜗杆的齿廓为凹圆弧.与之相配的蜗轮齿廓为凸圆弧.这种蜗 杆传动的特点如下。 (1)蜗杆与蜗轮两共扼齿面是凹凸啮合.增大了综合曲率半径. 因而单位齿面接触应力(赫兹应力)减小.接触强度得以提高。
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第一节 蜗杆传动的组成、特点和类 型
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第三节 蜗杆传动的失效形式、设计 准则、材料和结构
二、轮齿的失效形式和设计准则
1.失效形式 与齿轮传动相似.蜗杆传动的失效形式有齿面点蚀、磨损、胶 合和轮齿折断等。由于蜗杆传动的工作齿面间相对滑动速度 较大、发热量大.增大了产生齿面胶合和磨损的可能性.尤其 在润滑不良、散热条件不好时.齿面胶合的可能性更大。因此. 蜗杆传动的承载能力往往受材料副(即蜗杆和蜗轮两者的材料 相互影响)抗胶合能力的限制。当材料副(如表面硬化钢对锡 青铜)抗胶合能力强.润滑、散热条件又好的情况下.亦可能出 现点蚀。
第十一章 蜗杆传动
第一节 蜗杆传动的组成、特点和类型 第二节 蜗杆传动的基本参数和几何尺寸计
算 第三节 蜗杆传动的失效形式、设计准则、
机械设计课程设计蜗杆传动
机械设计课程设计蜗杆传动一、课程目标知识目标：1. 理解蜗杆传动的原理、类型及适用条件；2. 掌握蜗杆传动的设计方法、步骤及注意事项；3. 了解蜗杆传动的强度计算、传动效率及润滑方式；4. 掌握蜗杆、蜗轮的加工工艺及装配要求。
技能目标：1. 能够运用所学知识进行蜗杆传动的设计，并绘制出完整的零件图和装配图；2. 学会使用计算软件进行蜗杆传动的强度计算及优化；3. 能够分析蜗杆传动在实际应用中的优缺点，并提出改进方案。
情感态度价值观目标：1. 培养学生的创新意识和实践能力，激发他们对机械设计的兴趣；2. 增强学生的团队合作意识，提高沟通与协作能力；3. 引导学生关注蜗杆传动在工业生产中的应用，认识到机械设计在国民经济发展中的重要性。
课程性质：本课程为机械设计课程设计的一部分，旨在让学生通过实际操作，掌握蜗杆传动的设计方法和过程。
学生特点：学生已具备一定的机械设计基础，具有较强的动手能力和一定的创新能力。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和设计水平。
在教学过程中，注重培养学生的独立思考能力和团队协作精神，使他们在完成设计任务的同时，提升自身的综合素质。
通过本课程的学习，使学生能够达到预定的学习成果，为后续的专业课程和实际工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 蜗杆传动原理及类型- 蜗杆传动的定义、工作原理- 蜗杆传动的类型、特点及适用范围2. 蜗杆传动设计方法与步骤- 蜗杆、蜗轮的设计计算- 蜗杆传动强度计算与校核- 蜗杆传动设计步骤及注意事项3. 蜗杆传动零件加工与装配- 蜗杆、蜗轮的加工工艺- 零件公差与配合的选择- 蜗杆传动装配工艺及要求4. 蜗杆传动在实际应用中的案例分析- 分析蜗杆传动在工程实际中的应用案例- 探讨蜗杆传动的优缺点及改进措施5. 蜗杆传动课程设计实践- 完成蜗杆传动设计任务，绘制零件图和装配图- 使用计算软件进行蜗杆传动强度计算及优化- 撰写课程设计报告，总结设计过程及心得教学内容安排与进度：第一周：蜗杆传动原理及类型第二周：蜗杆传动设计方法与步骤第三周：蜗杆传动零件加工与装配第四周：蜗杆传动在实际应用中的案例分析第五周：蜗杆传动课程设计实践教材章节关联：本教学内容与教材中关于蜗杆传动章节相关内容紧密关联，涵盖了蜗杆传动的基本原理、设计方法、加工装配及实际应用等方面，确保学生能够系统地掌握蜗杆传动的相关知识。
《机械设计基础》电子教案(1) 第十一章 蜗杆传动
• 一、蜗杆传动的组成
• 蜗杆传动是由蜗杆和蜗轮组成的，蜗杆类似于螺杆，蜗轮类似于一个 具有凹形轮缘的斜齿轮，如图11一1所示。一般蜗杆为主动件，蜗轮 为从动件，通常两轴在空间交错成900，主要用于传递空间交错的两 轴之间的运动和动力。
• (3)具有自锁性。当蜗杆的导程角小于轮齿间的当量摩擦角时，可实 现自锁。此时只能蜗杆带动蜗轮旋转，而蜗轮不能带动蜗杆转动。例 如，手动链轮式起吊机械就是利用蜗杆传动的自锁性来制造的，这种 起吊机械在重物吊起后不因物体的自重而落下，解决了起吊过程中的 安全问题。
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第一节 蜗杆传动的组成、特点和类型
• 蜗杆传动按照蜗杆的形状不同，可分为圆柱蜗杆传动[图11-2 (a)]、环 • 面蜗杆传动[图11 -2 (b)]和锥面蜗杆传动[图11一2 (c)]。圆柱蜗杆传
动按照蜗杆的轴面齿形形状不同，可分为普通圆柱蜗杆传动和圆弧齿 圆柱蜗杆传动。普通圆柱蜗杆传动按螺旋面的形状，分为阿基米德圆 柱蜗杆传动、渐开线圆柱蜗杆传动、法面直齿廓圆柱蜗杆传动和锥面 包络圆柱蜗杆传动等。圆柱蜗杆传动机构加工方便，环面蜗杆传动机 构承载能力较强，锥面蜗杆传动机构的结构不对称，不能正、反转。 • 1.普通圆柱蜗杆传动 • 普通圆柱蜗杆传动应用较广，多用直母线刀刃在车床上加工而成。
• 本章主要介绍了普通圆柱蜗杆传动的特点、类型、基本参数、几何关 系、失效形式、强度计算及传动效率等。通过学习，要了解蜗杆传动 的特点、啮合特点、运动关系、类型、失效形式、设计准则;掌握蜗 杆传动的基本参数、几何尺寸、强度、效率、热平衡的选择计算方法; 学会蜗杆传动的受力分析、材料选择。
最新机械设计基础教案——第11章 蜗杆传动
第11章 蜗杆传动（一）教学要求1、 了解蜗杆传动特点、类型及主要参数，了解滑动速度、效率2、 掌握蜗轮强度计算方法及蜗杆传动，热平衡计算方法（二）教学的重点与难点1、 蜗杆传动特点、参数计算、特性系数q2、 齿面接触疲劳强度、齿根弯曲强度和热平衡计算（三）教学内容11．1 蜗杆传动的类型及特点用于实现空间交错轴间的运动传递，一般交错角︒=∑90。
其特点是结构紧凑、传动比大、传动平稳、易自锁。
缺点是摩擦磨损大、发热量大，η低。
一、蜗杆传动的类型按蜗杆形式：圆柱蜗杆（常用） 环面蜗杆 锥蜗杆（较少）1、圆柱蜗杆传动：普通圆柱蜗杆（在车床上用直线刀刀刃车削而得到）阿基米德蜗杆（ZA ）——最常用，垂直于轴线平面的齿廓为阿基米德螺线，在过轴线的平面内齿廓为直线，在车床上切制时切削刃顶面通过轴线。
︒=4020α，加工简单，磨削有误差，精度较低，刀子轴线垂直于蜗杆轴线，（图11-4）法向直廓蜗杆（ZN ）——切削时刀刃垂直于轮齿法面，法面齿廓（延伸渐开线~）——直线，轴面齿形为渐开线，端面齿形为一延伸渐开线，磨削有误差、精度较低。
（图11-5）渐开线蜗杆（ZI ）——刀刃平面与蜗杆基圆柱相切，端面齿莆为渐开线，由渐开线齿轮演化而来（Z 小，β大），在切于基圆的平面内一侧齿形为直线，可滚齿，并进行磨削，精度、η高。
适于较高速度和较大的功率。
（图11-6）2、环面蜗杆传动（图11-2）——蜗杆轴向为凹圆弧面，蜗轮的节圆位于蜗杆的节弧面上，中间平面内，蜗杆、蜗轮均为直线齿廓，特点：同时啮合齿数多，∵轮齿接触线与蜗杆齿运动的方向近似垂直，∴易于形成动压油膜、效率高，η=90°，承载能力强。
3、锥蜗杆传动（图11-3）——蜗杆齿分布在节锥上的等导程螺旋。
蜗轮——如同曲线齿锥齿轮：特点：同时接触齿数多，重合度大，传动比范围大，侧隙可调。
但传动具有不对称性，正反传动时受力、承载与效率均不同。
较少。
二、蜗杆传动的特点1、 传动比大2、连续啮合，传动平稳，冲击载荷小，噪音低3、具有自锁性，即当P V ≤4、齿面滑动速度VS 大、磨损、发热，容易使润滑失效，η较低，易磨损、胶合。
《机械设计基础(活页式教材)》电子教案 蜗杆传动
3.锥蜗杆传动
如图所示，蜗杆为一等导程的锥形螺纹，故称锥蜗杆。涡轮像一个曲线齿圆锥齿轮，故称锥轮。他们的轴线在空间交错，交错角通常为90°。锥蜗杆传动的特点是：啮合齿数多，重合度大，故传动平稳，承载能力高，涡轮能用淬火钢制造，可节省有色金属。
12.1 蜗杆传动的类型和特点
12.2.1 蜗杆传动的主要参数及其选择
12.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸
式中 、 为标准值。ZA型蜗杆 ，ZI、ZN型蜗杆的法向压力角 。
2.蜗杆分度圆直径d1和蜗杆直径系数q
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。
12.1 蜗杆传动的类型和特点
③ 法向直廓圆柱蜗杆(ZN型)
如图所示，亦称延伸渐开线蜗杆。蜗杆的法向剖面N-N上具有直线齿廓，轴向剖面I-I具有外凸曲线。端面齿廓为延伸渐开线。蜗杆可以车制，车削时刀具法向放置，有利于车削 ＞15°的多头蜗杆，还可以磨削加工。这种蜗杆加工简单，加工精度容易保证，常用于机床的多头精密蜗杆的传动。
阿基米德蜗杆（ZA型）渐开线蜗杆（ ZI型） 法向直廓蜗杆（ZN型）锥面包络圆柱蜗杆 （ZK型）
圆柱蜗杆传动
环面蜗杆传动
锥蜗杆传动
普通圆柱蜗杆传动
圆弧圆柱蜗杆传动
其蜗杆的螺旋面是用刃边为凸圆弧形 的车刀切制而成的。
其蜗杆体在轴向的外形是以凹弧面为母线所形成的旋转曲面，这种蜗杆同时啮合齿数多，传动平稳；齿面利于润滑油膜形成，传动效率较高；
在中间平面内蜗杆与蜗轮的啮合就相当于渐开线齿条与齿轮的啮合。在蜗杆传动的设计计算中，均以中间平面上的基本参数和几何尺寸为基准 。
机械基础教案-蜗杆传动
教师授课教案2016下-2017上学年一学期课程机械基础教学内容旧知复习：1.直齿圆柱齿轮传动的特点、基本参数、几何尺寸的计算。
2.按设计步骤正确设计标准直齿圆柱齿轮传动。
3.齿轮的失效形式、常用材料。
讲授新课：项目二机械传动任务3 蜗杆传动一、蜗杆传动的组成和特点1．蜗杆传动的组成蜗杆传动由蜗杆、蜗轮和机架组成。
2. 蜗杆传动的特点蜗杆传动具有以下特点：（1）传动比大，一般为28～80。
传动平稳，结构紧凑，体积小。
（2）蜗杆传动具有自锁功能，只能蜗杆带动蜗轮，反之不能传动。
（3）蜗轮与蜗杆齿面的滑动速度大，摩擦发热严重，传动效率较低，仅为0.7～0.9。
（4）蜗轮常用青铜作材料，制造成本较高。
二、蜗杆传动的基本参数1. 模数m蜗杆的模数指轴面模数，用m1x 表示；蜗轮的模数指端面模数，用m2t表示。
2. 压力角α蜗杆的压力角指轴向压力角，用1xα表示；蜗轮的压力角指端面压力角，用2tα表示。
3. 蜗杆的升角γ1和蜗轮的螺旋角β2蜗杆的升角指蜗杆的分度圆螺旋线的切线与端平面之间的夹角，用γ1表示；蜗轮的螺旋角指蜗轮的分度圆轮齿的旋向与轴线间的夹角，用β2表示。
4．蜗杆的直径系数将蜗杆的分度圆柱沿端面展开，即可得到如图所示的展开图。
图中p x 1为齿距，γ1为导程角，z 1为蜗杆的头数，按几何关系可得出tan γ1=1111111d mz d m z d p z x ==πππ 令 q=11tan γz ，称q 为蜗杆的直径系数，所以d 1=m11tan γz =mq得出： q =md 1（2-29）即蜗杆的直径系数q 是蜗杆的分度圆直径d 1与轴向模数m 的比值。
5. 蜗杆的齿顶高系数为h *a =1；顶隙系数为c*＝0.2。
三、蜗杆传动的几何尺寸计算1. 蜗杆传动的传动比i =1221z z n n = （2-30）2. 蜗杆传动的几何尺寸计算 几何尺寸计算公式见表2-19。
四、蜗杆传动的正确啮合条件蜗杆与蜗轮正确啮合时，必须同时满足蜗杆的轴向模数与蜗轮的端面模数相等；蜗杆的轴向压力角与蜗轮的端面压力角相等；蜗杆的升角与蜗轮的螺旋角相等；且均为标准值。
机械基础蜗杆传动教学教案 中职教育.doc
蜗杆传动蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成，用于传递空间交错的两轴间的运动和动力，一般交错角为908, 通常蜗杆为主动件，蜗轮为从动件一、蜗杆传动的特点1.传动比大，结构紧凑。
用于传递动力时，i=8-80,用于传递运动时，i可达1000o2.传动平稳，无噪声。
因为蜗杆与蜗轮齿的啮合是连续的，同时啮合的齿数较多所以平稳性好。
3.当蜗杆的螺旋角小于轮齿间的当量摩擦角时，蜗杆传动能自锁，即只能由损杆带动蜗轮，而不能蜗轮带动蜗杆。
4.传动效率低。
因为在传动中摩擦损失大，其效率-般为叮二0.7〜0.8,具有自锁性传动时效率门二0. 4〜0. 5。
故不适用于传递大功率和长期连续工作。
5.为了减少摩擦，蜗轮常用贵重的减摩材料（如青铜）制造，成本高。
二、蜗杆传动的主要参数蜗杆传动的设计计算中，均以主平面（通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面）的参数和几何关系为基准。
（一）主要参数I.模数、压力角、螺旋升角入与蜗轮的分度圆螺旋角|3为了保证轮齿的正确啮合，蜗杆的轴向模数m xl应等于蜗轮的端面模数蜗杆的轴向压力角ay应等于蜗轮的端面压力角a。
蜗杆分度圆上的螺旋线升角人应等于蜗轮分度圆上的螺旋角|3,旦两者螺旋方向相同。
蜗杆的轴向压力角ax （蜗轮的端面压力角％）为标准压力角20%~ m xl=m l2= m.au=cti2= aX = P通常取蜗杆的头数Z户1〜4。
当Z0时，导程角小，效率低，—般用于分度传动或自锁传动中，Z=2〜4常用于动力传动和有较高效率。
若头数多，导程角大，制造困难。
蜗轮齿数根据传动比和蜗杆的头数决定：Z2=iZ b通常取Z广20〜28, Z?不应少于28齿，以免根切和降低传动的平稳性。
三、蜗杆传动的受力分析1.蜗杆传动回I转方向的确定（1）螺旋方向的判定蜗杆传动与斜齿轮传动一样，也有左旋与右旋之分。
蜗杆、蜗轮的螺旋方向可用右手法则判定：手心对•着自己，四指顺着蜗杆（蜗轮）的轴线方向摆肩。
（a）右旋蜗杆（b）右旋蜗轮图11 -45蜗杆蜗轮旋向判定若啮合与右手拇指指向一致，该蜗杆（蜗轮）为右旋，反之为左旋。
机械设计基础-11.2蜗杆传动的类型
第二节蜗杆传动的类型按蜗杆的形状蜗杆传动可分为：圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动和锥蜗杆传动等。
(a)圆柱蜗杆传动 (b)环面蜗杆传动 (c)锥面蜗杆传动一、圆柱蜗杆传动圆柱蜗杆传动分为普通圆柱蜗杆传动和圆弧圆柱蜗杆传动。
1、普通圆柱蜗杆传动普通圆柱蜗杆传动多用直母线刀刃加工。
按齿廓曲线的不同，普通圆柱蜗杆传动可分为四种。
(1) 阿基米德蜗杆(ZA蜗杆) 蜗杆的齿面为阿基米德螺旋面，在轴向剖面Ⅰ－Ⅰ上具有直线齿廓，端面齿廓为阿基米德螺旋线。
加工时，车刀切削平面通过蜗杆轴线。
车削简单，但当导程角大时，加工不便，且难于磨削，不易保证加工精度。
一般用于低速、轻载或不太重要的传动。
(2) 渐开线蜗杆(ZI蜗杆)蜗杆齿面为渐开螺旋面，端面齿廓为渐开线。
加工时，车刀刀刃平面与基圆相切。
可以磨削，易保证加工精度。
一般用于蜗杆头数较多，转速较高和较精密的传动。
(3) 法向直廓蜗杆(ZN蜗杆)蜗杆的端面齿廓为延伸渐开线，法面N－N齿廓为直线。
车削时车刀刀刃平面置于螺旋线的法面上，加工简单，可用砂轮磨削，常用于多头精密蜗杆传动。
(4) 锥面包络蜗杆(ZK蜗杆) 蜗杆齿面是圆锥面族的包络曲面，在各个剖面上的齿廓都呈曲线。
加工时，采用盘状铣刀或砂轮放置在蜗杆齿槽的法向面内，由刀具锥面包络而成。
切削和磨削容易，易获得高精度。
目前应用广泛。
2、圆弧圆柱蜗杆传动(ZC型)圆弧圆柱蜗杆的齿形分为两种：其一是蜗杆轴向剖面为圆弧形齿廓，用圆弧形车刀加工，切削时，刀刃平面通过蜗杆轴线（图a）。
另一种蜗杆用轴向剖面为圆弧的环面砂轮，装置在蜗杆螺旋线的法面内，由砂轮面包络而成(图b)，可获很高的精度，我国正推广后者。
圆弧圆柱蜗杆传动，在中间平面上蜗杆的齿廓为内凹弧形，与之相配的蜗轮齿廓则为凸弧形，是一种凹凸弧齿廓相啮合的传动(图c)，综合曲率半径大，承载能力高，一般较普通圆柱蜗杆传动高50～150%；同时，由于瞬时接触线与滑动速度交角大(图d)，有利于啮合面间的油膜形成，摩擦小，传动效率高，一般可达90%以上；能磨削，精度高。
蜗杆传动 教学设计
蜗杆传动教学设计蜗杆传动是一种常见的机械传动方式，通过蜗轮和蜗杆之间的啮合来实现动力传递。
在教学中，可以通过以下步骤来进行设计教学：1. 引入知识：首先，介绍蜗杆传动的基本概念和结构，包括蜗轮、蜗杆的定义和特点。
可以通过图片和动画的方式呈现，让学生对蜗杆传动有一个直观的认识。
2. 工作原理：接下来，解释蜗杆传动的工作原理。
蜗杆传动是一种经济、实用、平稳且传动比较大的传动方式，适用于低速大扭矩的传动。
可以通过示意图和实物来演示蜗杆传动的工作原理，让学生能够更好地理解。
3. 啮合角和传动比：介绍蜗杆传动中的啮合角和传动比的概念。
啮合角是指蜗轮和蜗杆的啮合面的夹角，决定了蜗杆传动的传动比。
传动比是指输出轴转速与输入轴转速之间的比值。
通过计算实例和图表，帮助学生掌握如何计算和应用传动比。
4. 优缺点：介绍蜗杆传动的优缺点。
蜗杆传动具有传动比大、结构简单、噪音小等优点，但也存在传动效率低、制造成本高等缺点。
通过讨论和比较，让学生对蜗杆传动的优缺点有一个全面的了解。
5. 应用案例：引入蜗杆传动的应用实例。
讲解蜗杆传动在工程和日常生活中的应用，如工厂中的输送带、电动车的巡航控制等。
通过实例分析，让学生能够将理论知识与实际应用相结合。
6. 实验设计：设计相关实验来加深学生对蜗杆传动的理解。
可以设计拆卸蜗杆传动装置、测量传动比的实验，让学生亲自操作并观察实验结果，加深对蜗杆传动的理解和掌握。
7. 综合评价：对学生进行综合评价，可以设计小组或个人作业来检验学生对蜗杆传动的理解与应用能力。
例如，设计蜗杆传动机械装置，计算传动比和效率等。
同时，可以要求学生写出关于蜗杆传动的优缺点的论述。
以上是一个大致的教学设计，可以根据具体的教学需求进行调整和完善。
通过这样的教学设计，能够帮助学生全面了解蜗杆传动，并掌握相关的计算和应用能力。
机械设计基础 蜗杆传动
按材料和尺寸的不同，蜗轮的结构分为多种形式。 1.整体式蜗轮 主要用于直径较小的青铜蜗轮或铸铁蜗轮
2.齿圈式蜗轮
为了节省贵重金属，直径较大的蜗轮常采用组合结构，齿圈用 青铜材料，齿芯用铸铁或铸钢制造。两者采用H7/r6配合（基孔 制配合，孔公差等级为7级，轴公差等级为6级），并用4~6个直 径为1.2m~1.5m的螺钉加固。m为蜗轮的模数。为了便于钻孔， 应将螺孔中心线向材料较硬的轮芯部分偏移2~3mm。这种结构 用于尺寸不太大而且工作温度变化较小的场合。
3.螺栓连接式蜗轮
这种结构的齿圈与轮芯用普通螺栓或铰制孔螺栓连接 ，由于装拆方便，常用于尺寸大或磨损后需要更换蜗 轮齿圈的场合。
4.镶铸式蜗轮 将青铜轮缘铸在铸铁轮芯上，轮芯上制出榫（sǔn）槽 ，以防轴向滑动。
榫（sǔn）：竹、木、石制器物或构件上利 用凹凸方式相接处凸出的部分。
四、蜗杆传动的安装
阿基米德蜗杆传动(ZA型)
阿基米德蜗杆的外形像梯形螺杆，在轴向剖面上，其牙形 角呈直边齿条形（牙形角为40°），在垂直于轴线的剖面上 为阿基米德螺旋线，加工方法与普通梯形螺纹相似，应使刀 刃顶平面通过蜗杆轴线。该类型蜗杆具有加工、测量简单、 方便等优点；单齿面不便于磨削，不宜采用硬齿面，传动效 率低，只是用于低速轻载的传动中。
1. 为了减摩，通常蜗杆用钢材（耐磨），蜗轮用有色金属（ 铜合金、铝合金，较好的减摩性）。
2. 高速重载的蜗杆常用15Cr、20Cr渗碳淬火，或45钢、40Cr 淬火。
3. 低速中轻载的蜗杆可用45钢调质。 4. 蜗轮常用材料有：铸造锡青铜、铸造铝青铜、灰铸铁等。
三、蜗杆、涡轮的结构
蜗杆的直径较小，通常和轴制成一个整体。螺旋部分 常用车削[ xiāo]加工，也可以用铣削加工；车削加工 时需要有退刀槽，因此刚性较差（区分车削和铣削）
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****职业技术学院教案图11-1（1）普通圆柱蜗杆传动普通圆柱蜗杆传动主要分为如图11－1所示的三种。
a.阿基米德圆柱蜗杆（ZA蜗杆）如图7－4所示，其齿面为阿基米德螺旋面。
加工时，梯形车刀切削刃的顶平面通过蜗杆在轴向剖面I-I具有直线齿廓，法向剖面N-N上齿廓为外凸线，端面上齿廓为阿基米德螺线。
这种蜗杆切制简单，但难以用砂轮磨削出精确齿形，精度较低。
图11-2b.渐开线圆柱蜗杆（ZI蜗杆）如图11-1b所示。
加工时，车刀刀刃平面与基圆或上或下相切，被切出的蜗杆齿面是渐图11-3合，增大了综合曲率半径，因而单位齿面接触应力减小，接触强度得以提高。
瞬时啮合时的接触线方向与相对滑动速度方向的夹角（润滑角）大，易于形成和保持共轭齿面间的动压油膜，使摩擦系数减小，齿面磨损小，传动效率可达95％以上。
在蜗杆强度不削弱的情况下，能增大涡轮的齿根厚度，使涡轮轮齿的弯曲强度增大。
，制造工艺简单，重量轻。
传动中心距难以调整，对中心距误差的敏感性强。
蜗杆分度曲面是圆环面的蜗杆称为环面蜗杆，和相应的涡轮组成的传动称为环面蜗杆传。
它又分为：直廓环面蜗杆传动（俗称球面蜗杆传动）；平面包络环面蜗杆传；渐开线包络环面蜗杆传动和锥面包络环面蜗杆传动。
下面我们看一个环面蜗杆，当其轴向齿廓为直线时图11-4图7-1、压力角α、蜗杆头数z1和涡轮齿数z2及蜗杆等。
进行蜗杆传动设计时，首先要正确地选择参数。
这些参数之间是相互联系地，不能孤立地去确定，而应该根据蜗杆传动地工作条件和加工条件，考虑参数之间地相互影响，蜗杆传动的尺寸计算与齿轮传动一样，也是以模数m作为计算的主要参数。
在中间平面蜗杆的轴向模数和轴向压力角分别与涡轮的端面模数和端为此将此平面内的模数和压力角规定为标准值，标准模数见书中所附表格，标图7-81为蜗杆的轴向齿距（周节）。
增大，则d1变大，蜗杆的刚度给强度相应提高，因****职业技术学院教案表11-1 蜗杆传动的典型结构11.7 普通圆柱蜗杆传动的精度等级选择及安装和维护蜗杆传动精度等级的选择圆柱蜗杆传动在GB10089－88中规定了12个精度等级，1级精度最高，12级精度最低。
最新机械基础教案-第十章 蜗杆传动
第十章蜗杆传动（5学时）一、教学目标及基本要求1、了解蜗杆传动的类型，掌握蜗杆传动的几何参数的计算和选择方法，并着重了解蜗杆直径系数q的含义及引入此系数的意义。
2、蜗杆传动的力分析及强度计算。
3、了解蜗杆传动的承载能力计算。
4、了解蜗杆传动的热平衡的重要性并掌握其计算方法。
5、了解圆柱蜗杆的刚度计算及蜗杆、蜗轮的结构设计。
二、教学内容第一节概述第二节普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算第三节蜗杆传动的滑动速度和效率第四节蜗杆传动的失效形式和材料选择第五节蜗杆的受力分析及计算载荷第六节普通圆柱蜗杆传动的承载能力计算第七节圆柱蜗杆的刚度计算第八节蜗杆传动的润滑与热平衡计算第九节蜗杆与蜗轮的结构设计三、教学内容的重点和难点重点：1、蜗杆的直径系数、蜗杆传动的传动比、蜗轮齿数的选择2、蜗杆传动的受力分析、强度计算3、蜗杆传动的热平衡计算难点：蜗杆传动的受力分析及设计计算。
四、教学内容的深化与拓宽见参考书。
五、教学方式与手段及教学过程中应注意的问题充分利用多媒体教学手段，围绕教学基本要求进行教学。
在教学过程中，注意突出重点，多采用启发式教学以及教师和学生的互动。
六、主要参考书目1. 龙振宇主编．机械设计．北京：机械工业出版社，20022. 濮良贵主编．机械设计．北京：清华大学出版社，20013. 邱宣怀主编，机械设计（第四版），高等教育出版社，19984. 余俊等主编，机械设计（第二版），高等教育出版社，1986七、相关的实践性环节无八、课外学习要求见参考书目。
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主题11蜗杆传动
一、教学目标
1、能计算蜗杆传动的几何尺寸
2、掌握蜗杆传动的失效形式和设计准则
3、了解蜗杆传动特点、类型及主要参数
4、掌握蜗杆传动几何尺寸的计算
5、掌握蜗杆传动的失效形式和设计准则
二、课时分配
本章绪论共 5 个单元，本章安排 6个学时。
其中理论学时 5 个学时，实践学时 1 个学时。
三、教学重点
蜗杆传动的失效形式和设计准则
四、教学难点
蜗杆传动的主要参数
五、教学内容
单元1 蜗杆传动的类型和特点
1、蜗杆传动的类型
2、蜗杆传动的特点
单元2 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸的计算
在蜗杆传动中，规定通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面，称为中间平面。
对于阿基米德蜗杆蜗轮，在主平面内蜗杆传动相当于齿轮齿条传动。
1、蜗杆传动的主要参数及其选择
（1）、蜗杆头数z
1、蜗轮齿数z
2
和传动比i 传动比i=n
1
／n
2
=z
1
／z
2
蜗杆头数z
1
=1、2、4、6（单头，i大，易自锁，效率低，但精度好；多头杆，
η↑，但加工困难，精度↓）蜗轮齿数z
2=iz
1
，Z
2
=27～80
（2）、模数和压力角
（3）、蜗杆分度圆上的导程角
（4）、蜗杆分度圆直径和蜗杆直径系数（5）、标准中心距
单元3 蜗杆传动的失效形式材料和结构
一、蜗杆传动的失效形式
蜗杆传动的失效形式有齿面胶合、点蚀、齿根折断及磨损二、蜗杆传动的材料和结构
单元4 圆柱蜗杆传动的受力分析及强度计算
一、圆柱蜗杆传动的受力分析
蜗杆与蜗轮轮齿上各方向判断如下。
①圆周力F
t 的方向。
主动轮圆周力F
t1
方向与其节点速度方向相反，从动轮
圆周力F
t2
方向与其节点速度方向相同。
②径向力F
r
的方向。
由啮合点分别指向各自轴心。
③轴向力F
a 的方向。
蜗杆主动时，蜗杆轴向力F
a1
的方向由“主动轮左、右
手定则”判定，即右旋蜗杆用右手（左旋蜗杆用左手），四指顺着蜗杆转动方向弯曲，大拇指指向即蜗杆轴向力F
a1
的方向。
二、圆柱蜗杆传动的强度计算
单元5 圆柱蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算
一、蜗杆传动的效率
由式η
1=tanγ/tan（γ+ρv）可知，η
1
随ρ
v
的减小而增大，而ρ
v
与蜗
杆、蜗轮的材料、表面质量、润滑油的种类、啮合角以及齿面相对滑动速度有关。
在一定范围内η
1
随γ增大而增大，故动力传动常用多头蜗杆以增大γ，但γ过大时，蜗杆制造困难，效率提高很少，故通常取γ<28°。
实际设计时，η
2η
3
通常取0.95~0.97，故蜗杆主动时，蜗杆传动的总效率
为η=（0.95~0.97）tanγ/tan（γ+ρ）二、蜗杆传动的润滑
三、蜗杆传动的热平衡计算
若计算的温差超过允许值，可采取以下述冷却措施：
（1）在箱体上加散热片以增大散热面积；
（2）在蜗杆轴上装风扇进行吹风冷却［见图（a）］；
（3）箱体油池内装设蛇形水管，用循环水冷却［见图（b）］；
（4）用循环油冷却［见图（c）］。
六、课后作业
完成主题检测。