机械设计蜗杆传动复习
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增大
提高
圆心
11、阿基米德蜗杆传动的中间平面是指 的平面。
通过蜗杆轴线且垂直于蜗轮轴线
12、为了提高蜗杆的传动效率，应选用 头蜗杆；为了满足自锁要求，应选z1= 。
变位的目的：凑中心距，凑传动比。
a′=a+x2m
z2′=z2-2x2
7、蜗杆传动效率及热平衡计算
蜗杆传动由于效率低，所以工作时发热量大，为防止胶合，对连续工作的闭式蜗杆传动应进行热平衡计算。
为提高效率，应增大导程角γ或采用多头蜗杆。
闭式蜗杆传动的总效率η=η1η2η3，其中η1为考虑啮合摩擦损耗的效率，η2为考虑轴承摩擦损耗的效率，η3为考虑浸入油池中的零件搅油损耗的效率。一般η2η3=0.95～0.96 。
1、蜗杆传动的特点及应用
但由于在啮合处存在相当大的滑动，因而其主要失效形式是胶合、磨损与点蚀。且传动效率较低，所以在材料与参数选择、设计准则及热平衡等方面又独具特色。由于传动效率较低，故不适合于大功率传动和长期连续工作的场合。
2、蜗杆传动的正确啮合条件
mt2=ma1=m ，αt2 =αa1=α， γ1=β2（旋向相同）
左旋蜗杆：用右手判断，方法一样。
ω2
ω2
v2
v2
a
r1
r2
1
2
p
Fa1
Ft2
Fr1
Fr2
T1
T1
ω1
ω1
Ft1
Ft1
Fa2
Fa2
ω2
力的方向：
尤其注意蜗杆所受轴向力方向是由螺旋线的旋向和蜗杆的转向来决定的。按右（左）手法则确定。
蜗轮圆周力方向与其转动方向一致，且 Ft2=-Fa1 。
蜗轮蜗杆所受径向力的方向指向各自的轴心。
B
闭式蜗杆传动的主要失效形式是 。 蜗杆断裂 蜗轮轮齿折断 磨粒磨损 胶合、疲劳点蚀 D D
A
单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，请尽量言简意赅地阐述观点。
A、i=ω1/ω2
B
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B、i= z2/z1
C
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4、蜗杆传动的受力分析
Ft1 = Fa2
Fr1 = Fr2
Fa1 = Ft2
=2T1 / d1
=2T2 / d2
= Ft2 tgα
力的大小
ω1
ω1
1
2
p
1
2
p
右旋蜗杆：伸出左手，四指顺蜗杆转向，则蜗轮的 圆周速度v2的方向与拇指指向相同。
用手势判断蜗轮的转向：
蜗杆圆周力方向与其转动方向相反，且 Ft1=-Fa2 。
蜗杆传动的失效形式、材料选用及强度计算特点
由于采用材料和蜗杆、蜗轮结构上的原因，蜗杆螺旋部分的强度总是高于蜗轮轮齿的强度，所以失效常发生在蜗轮轮齿上。又因啮合处的相对滑动速度大，所以其主要失效为表面失效，除点蚀外易产生胶合与磨损。因此，对于蜗杆传动中材料的组合，首先要求具有良好的减摩性、耐磨性和抗胶合能力，同时应具有一定的强度。
轴向压力角与法向压力角之间的关系：
tgαa=tgαn /cosγ
ZA蜗杆：αa=20°
其它蜗杆：αn=20°
3、蜗杆的分度圆直径d1
切制蜗轮时用的是蜗轮滚刀，其齿形参数和直径尺寸等要求与该蜗轮配对啮合的蜗杆完全一致。这样，只要有一种尺寸的蜗杆，就需要有一种对应的蜗轮滚刀。为了限制蜗轮滚刀的数目及便于滚刀的标准化，对每一标准模数规定了一定数量的蜗杆分度圆直径d1 ，而把比值q=d1/m称为直径系数。
低
好
1、2、4、6
3、在蜗杆传动中，已知作用在蜗杆上的轴向力Fa1=1800N，圆周力Ft1=880N，若不考虑摩擦影响，则作用在蜗轮上的轴向力Fa2= , 圆周力Ft2= 。
880N
1800N
4、蜗杆传动的滑动速度越大，所选润滑油的粘度值应越 。
单击此处添加小标题
保持工作温度所需散热面积： 一般可限制油温：t0=60～70°C；最高不应超过80°C，若超过允许值，必须采取散热措施。
单击此处添加小标题
在既定工作条件下的油温： 为了保证油温稳定处于规定范围之内，单位时间内蜗杆传动的发热量Φ1应等同时间内的散热量Φ2，以达到热平衡。
在标准中推荐齿形角 ，但考虑到蜗杆的加工、啮合时接触线的形状以及承载能力等，常取 。
相反
9、闭式蜗杆传动的功率损耗，一般包括： 、 、 三部分。
搅油损耗
啮合功率损耗
轴承磨擦损耗
10、在标准蜗杆传动中，当蜗杆为主动时，若蜗杆头数z1和模数m一定，而增大直径系数q，则蜗杆刚度 ；若增大导程角γ，则传动效率 。
C、i = n1/n2
D
用 计算蜗杆传动比是错误的。
D、i= d2/d1
11、在蜗杆传动中，作用在蜗杆上的三个啮合分力，通常以 为最大。
A、圆周力Ft1 B、径向力Fr1 C、轴向力Fa1
A
12、蜗杆传动中较为理想的材料组合是 。
蜗杆传动设计中应注意的事项
要重视各种类型蜗杆传动的比较与选用。 为了提高蜗轮副的耐磨性及降低成本，对尺寸较大的蜗轮，其轮缘采用铜合金材料，轮芯采用铸铁或钢。 蜗杆轴在设计时应保证一定的刚度，以避免与蜗轮啮合时，蜗杆轴产生过大的变形。 为了保证蜗杆传动的正确啮合，要求蜗轮的中间平面能过蜗杆轴线。因此，在设计蜗轮轴的轴承部件组合结构时，一定要使轴能够进行轴向调整。 可以利用蜗杆自锁来阻止某些机构的运动。 蜗杆减速器外壳散热片的方向与冷却方式有关。
有利于蜗杆加工 有利于提高蜗杆刚度 有利于实现自锁 有利于提高传动效率
4、在蜗杆传动中，当其他条件相同时，减小蜗杆头数z1，则 。
5、蜗杆直径d1的标准化，是为了 。
A、有利于测量 B、有利于蜗杆加工 C、有利于实现自锁 D、有利于蜗轮滚刀的标准化
D
6、蜗杆的常用材料是 。
A、钢和铸铁 B、钢和青铜 C、铜和铝合金 D、钢和钢
B
五、填空题
1、阿基米德蜗杆和蜗轮在中间平面上相当于直齿条与 的啮合。
斜齿轮
2、在蜗杆传动中，蜗杆头数越少，则传动效率越 ，自锁性越 ，一般蜗杆头数常取z1= 。
通常蜗杆采用碳钢或合金钢，而蜗轮材料则视其传动中齿面相对滑动速度vs的高低而定。vs较高时，选用抗胶合能力强的锡青铜，较低时，选用价格较低的铝铁青铜或铸铁。
01
03
02
由于蜗杆传动的失效形式与齿轮传动的失效形式相似，目前尚缺乏对胶合和磨损的工程实用计算方法，通常仿效齿轮传动的方法进行条件性计算。又由于蜗杆传动的失效多发生在蜗轮上，所以只需进行蜗轮轮齿的强度计算，而对蜗杆必要时应进行刚度校核。
高
5、蜗轮轮齿的失效形式有 、 、 、 ，但因蜗杆传动在齿面间有较大的 ，所以更容易产生 和 失效。
一般情况下，蜗轮很少发生弯曲疲劳折断，因此，对于闭式蜗杆传动，仅按蜗轮齿面接触疲劳强度进行设计，而无需校核蜗轮轮齿的弯曲疲劳强度。
6、蜗杆传动变位的特点
蜗杆传动的变位方法与齿轮传动变位相似，也是在切削时利用刀具相对蜗轮毛坯的径向位移来实现变位。但是在蜗杆传动中，由于蜗杆的齿廓形状和尺寸要与加工蜗轮的滚刀形状和尺寸相同，所以为了保持刀具尺寸不变，只能对蜗轮进行变位。
A、40Cr B、GCr15 C、ZCuSn10P1 D、LY12
A
7、采用变位蜗杆传动时 。
A、仅对蜗杆进行变位 B、仅对蜗轮进行变位 C、同时对蜗杆与蜗轮进行变位
B
8、提高蜗杆传动效率的最有效的方法是 。
A、增大模数m B、增加蜗杆头数z1 C、增大直径系数q D、减小直径系数q
齿面胶合
疲劳点蚀
磨损
6、变位蜗杆传动仅改变 的尺寸，而 的尺寸不变。
蜗轮
蜗杆
齿根弯曲疲劳
相对滑动速度
胶合
磨损
7、蜗杆传动中，一般情况下 的材料强度较弱，所以主要进行 轮齿的强度计算。
蜗轮
蜗轮
8、蜗杆传动中，蜗杆所受的圆周力Ft1的方向总是与旋转方向 ，而径向力Fr1的方向总是指向 的 。
温升过高
胶合
14、为了蜗杆能自锁，应选用 头蜗杆；为了提高蜗杆的刚度，应采用 的直径系数q 。
单
较大
1
散发的热量
15、蜗杆传动时蜗杆的螺旋线方向应与蜗轮螺旋线方向 ；蜗杆的 角应等于蜗轮的螺模数是 模数；其分度圆直径d1= ；蜗轮的标准模数是 模数，其分度圆直径d2= 。
多
13、蜗杆传动发热计算的目的是防止 ，以防止齿面 失效。发热计算的出发点是 等于 ，以保持热平衡。
单位时间内产生的热量
四、单项选择题
传动平稳，噪声小 传动效率高 可产生自锁 传动比大
1、与齿轮传动相比较， 不能作为蜗杆传动的优点。
q=d1/m q=d1m q=a/d1 q=a/m
2、蜗杆直径系数q= 。
B A
A C
提高 降低 不变 提高，也可能降低
3、在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆头数z1，则传动效率 。
1、圆弧齿圆柱蜗杆传动的齿形角α及齿廓圆弧半径ρ
二、难点内容分析
ρ对承载能力的影响很大，较小的ρ值对承载能力是有利的，但太小了会产生干涉现象。
蜗杆传动的热平衡计算
在蜗杆传动中，因为有很大的滑动速度，摩擦损耗大（特别是轮齿的啮合摩擦损耗），所以传动效率低，工作时发热量大。由于蜗杆传动结构紧凑，箱体的散热面积小，散热能力差，所以在闭式传动中，所产生的热量不能及时散去，油温会急剧升高，这样就容易使齿面产生胶合。因此要进行热平衡计算。 热平衡计算的基本原理是单位时间内产生的热量等于或小于同时间内散发出去的热量。在实际工作中，主要是利用热平衡条件，求出工作条件下应该控制的油温t0。
轴面
17、阿基米德蜗杆传动变位的主要目的是为了 和 。
凑传动比
凑中心距
18、在进行蜗杆传动设计时，通常蜗轮齿数z2＞26是为了 ；z2＜80是为了 、 。
蜗 杆 传 动 复 习
重点内容分析
蜗杆传动是一种在空间交错轴间传递运动的机构。蜗杆传动是啮合传动，中间平面（通过蜗杆轴线且垂直于蜗轮轴线的平面）上蜗轮与蜗杆的啮合，相当于斜齿轮与直齿条相啮合。因此，在受力分析、失效形式及强度计算等方面，它与齿轮传动有许多相似之处。另一方面，蜗杆传动与螺旋传动有相似之处，具有传动平稳、传动比大，并可在一定条件下实现可靠的自锁等优点。
提高
圆心
11、阿基米德蜗杆传动的中间平面是指 的平面。
通过蜗杆轴线且垂直于蜗轮轴线
12、为了提高蜗杆的传动效率，应选用 头蜗杆；为了满足自锁要求，应选z1= 。
变位的目的：凑中心距，凑传动比。
a′=a+x2m
z2′=z2-2x2
7、蜗杆传动效率及热平衡计算
蜗杆传动由于效率低，所以工作时发热量大，为防止胶合，对连续工作的闭式蜗杆传动应进行热平衡计算。
为提高效率，应增大导程角γ或采用多头蜗杆。
闭式蜗杆传动的总效率η=η1η2η3，其中η1为考虑啮合摩擦损耗的效率，η2为考虑轴承摩擦损耗的效率，η3为考虑浸入油池中的零件搅油损耗的效率。一般η2η3=0.95～0.96 。
1、蜗杆传动的特点及应用
但由于在啮合处存在相当大的滑动，因而其主要失效形式是胶合、磨损与点蚀。且传动效率较低，所以在材料与参数选择、设计准则及热平衡等方面又独具特色。由于传动效率较低，故不适合于大功率传动和长期连续工作的场合。
2、蜗杆传动的正确啮合条件
mt2=ma1=m ，αt2 =αa1=α， γ1=β2（旋向相同）
左旋蜗杆：用右手判断，方法一样。
ω2
ω2
v2
v2
a
r1
r2
1
2
p
Fa1
Ft2
Fr1
Fr2
T1
T1
ω1
ω1
Ft1
Ft1
Fa2
Fa2
ω2
力的方向：
尤其注意蜗杆所受轴向力方向是由螺旋线的旋向和蜗杆的转向来决定的。按右（左）手法则确定。
蜗轮圆周力方向与其转动方向一致，且 Ft2=-Fa1 。
蜗轮蜗杆所受径向力的方向指向各自的轴心。
B
闭式蜗杆传动的主要失效形式是 。 蜗杆断裂 蜗轮轮齿折断 磨粒磨损 胶合、疲劳点蚀 D D
A
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A、i=ω1/ω2
B
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B、i= z2/z1
C
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4、蜗杆传动的受力分析
Ft1 = Fa2
Fr1 = Fr2
Fa1 = Ft2
=2T1 / d1
=2T2 / d2
= Ft2 tgα
力的大小
ω1
ω1
1
2
p
1
2
p
右旋蜗杆：伸出左手，四指顺蜗杆转向，则蜗轮的 圆周速度v2的方向与拇指指向相同。
用手势判断蜗轮的转向：
蜗杆圆周力方向与其转动方向相反，且 Ft1=-Fa2 。
蜗杆传动的失效形式、材料选用及强度计算特点
由于采用材料和蜗杆、蜗轮结构上的原因，蜗杆螺旋部分的强度总是高于蜗轮轮齿的强度，所以失效常发生在蜗轮轮齿上。又因啮合处的相对滑动速度大，所以其主要失效为表面失效，除点蚀外易产生胶合与磨损。因此，对于蜗杆传动中材料的组合，首先要求具有良好的减摩性、耐磨性和抗胶合能力，同时应具有一定的强度。
轴向压力角与法向压力角之间的关系：
tgαa=tgαn /cosγ
ZA蜗杆：αa=20°
其它蜗杆：αn=20°
3、蜗杆的分度圆直径d1
切制蜗轮时用的是蜗轮滚刀，其齿形参数和直径尺寸等要求与该蜗轮配对啮合的蜗杆完全一致。这样，只要有一种尺寸的蜗杆，就需要有一种对应的蜗轮滚刀。为了限制蜗轮滚刀的数目及便于滚刀的标准化，对每一标准模数规定了一定数量的蜗杆分度圆直径d1 ，而把比值q=d1/m称为直径系数。
低
好
1、2、4、6
3、在蜗杆传动中，已知作用在蜗杆上的轴向力Fa1=1800N，圆周力Ft1=880N，若不考虑摩擦影响，则作用在蜗轮上的轴向力Fa2= , 圆周力Ft2= 。
880N
1800N
4、蜗杆传动的滑动速度越大，所选润滑油的粘度值应越 。
单击此处添加小标题
保持工作温度所需散热面积： 一般可限制油温：t0=60～70°C；最高不应超过80°C，若超过允许值，必须采取散热措施。
单击此处添加小标题
在既定工作条件下的油温： 为了保证油温稳定处于规定范围之内，单位时间内蜗杆传动的发热量Φ1应等同时间内的散热量Φ2，以达到热平衡。
在标准中推荐齿形角 ，但考虑到蜗杆的加工、啮合时接触线的形状以及承载能力等，常取 。
相反
9、闭式蜗杆传动的功率损耗，一般包括： 、 、 三部分。
搅油损耗
啮合功率损耗
轴承磨擦损耗
10、在标准蜗杆传动中，当蜗杆为主动时，若蜗杆头数z1和模数m一定，而增大直径系数q，则蜗杆刚度 ；若增大导程角γ，则传动效率 。
C、i = n1/n2
D
用 计算蜗杆传动比是错误的。
D、i= d2/d1
11、在蜗杆传动中，作用在蜗杆上的三个啮合分力，通常以 为最大。
A、圆周力Ft1 B、径向力Fr1 C、轴向力Fa1
A
12、蜗杆传动中较为理想的材料组合是 。
蜗杆传动设计中应注意的事项
要重视各种类型蜗杆传动的比较与选用。 为了提高蜗轮副的耐磨性及降低成本，对尺寸较大的蜗轮，其轮缘采用铜合金材料，轮芯采用铸铁或钢。 蜗杆轴在设计时应保证一定的刚度，以避免与蜗轮啮合时，蜗杆轴产生过大的变形。 为了保证蜗杆传动的正确啮合，要求蜗轮的中间平面能过蜗杆轴线。因此，在设计蜗轮轴的轴承部件组合结构时，一定要使轴能够进行轴向调整。 可以利用蜗杆自锁来阻止某些机构的运动。 蜗杆减速器外壳散热片的方向与冷却方式有关。
有利于蜗杆加工 有利于提高蜗杆刚度 有利于实现自锁 有利于提高传动效率
4、在蜗杆传动中，当其他条件相同时，减小蜗杆头数z1，则 。
5、蜗杆直径d1的标准化，是为了 。
A、有利于测量 B、有利于蜗杆加工 C、有利于实现自锁 D、有利于蜗轮滚刀的标准化
D
6、蜗杆的常用材料是 。
A、钢和铸铁 B、钢和青铜 C、铜和铝合金 D、钢和钢
B
五、填空题
1、阿基米德蜗杆和蜗轮在中间平面上相当于直齿条与 的啮合。
斜齿轮
2、在蜗杆传动中，蜗杆头数越少，则传动效率越 ，自锁性越 ，一般蜗杆头数常取z1= 。
通常蜗杆采用碳钢或合金钢，而蜗轮材料则视其传动中齿面相对滑动速度vs的高低而定。vs较高时，选用抗胶合能力强的锡青铜，较低时，选用价格较低的铝铁青铜或铸铁。
01
03
02
由于蜗杆传动的失效形式与齿轮传动的失效形式相似，目前尚缺乏对胶合和磨损的工程实用计算方法，通常仿效齿轮传动的方法进行条件性计算。又由于蜗杆传动的失效多发生在蜗轮上，所以只需进行蜗轮轮齿的强度计算，而对蜗杆必要时应进行刚度校核。
高
5、蜗轮轮齿的失效形式有 、 、 、 ，但因蜗杆传动在齿面间有较大的 ，所以更容易产生 和 失效。
一般情况下，蜗轮很少发生弯曲疲劳折断，因此，对于闭式蜗杆传动，仅按蜗轮齿面接触疲劳强度进行设计，而无需校核蜗轮轮齿的弯曲疲劳强度。
6、蜗杆传动变位的特点
蜗杆传动的变位方法与齿轮传动变位相似，也是在切削时利用刀具相对蜗轮毛坯的径向位移来实现变位。但是在蜗杆传动中，由于蜗杆的齿廓形状和尺寸要与加工蜗轮的滚刀形状和尺寸相同，所以为了保持刀具尺寸不变，只能对蜗轮进行变位。
A、40Cr B、GCr15 C、ZCuSn10P1 D、LY12
A
7、采用变位蜗杆传动时 。
A、仅对蜗杆进行变位 B、仅对蜗轮进行变位 C、同时对蜗杆与蜗轮进行变位
B
8、提高蜗杆传动效率的最有效的方法是 。
A、增大模数m B、增加蜗杆头数z1 C、增大直径系数q D、减小直径系数q
齿面胶合
疲劳点蚀
磨损
6、变位蜗杆传动仅改变 的尺寸，而 的尺寸不变。
蜗轮
蜗杆
齿根弯曲疲劳
相对滑动速度
胶合
磨损
7、蜗杆传动中，一般情况下 的材料强度较弱，所以主要进行 轮齿的强度计算。
蜗轮
蜗轮
8、蜗杆传动中，蜗杆所受的圆周力Ft1的方向总是与旋转方向 ，而径向力Fr1的方向总是指向 的 。
温升过高
胶合
14、为了蜗杆能自锁，应选用 头蜗杆；为了提高蜗杆的刚度，应采用 的直径系数q 。
单
较大
1
散发的热量
15、蜗杆传动时蜗杆的螺旋线方向应与蜗轮螺旋线方向 ；蜗杆的 角应等于蜗轮的螺模数是 模数；其分度圆直径d1= ；蜗轮的标准模数是 模数，其分度圆直径d2= 。
多
13、蜗杆传动发热计算的目的是防止 ，以防止齿面 失效。发热计算的出发点是 等于 ，以保持热平衡。
单位时间内产生的热量
四、单项选择题
传动平稳，噪声小 传动效率高 可产生自锁 传动比大
1、与齿轮传动相比较， 不能作为蜗杆传动的优点。
q=d1/m q=d1m q=a/d1 q=a/m
2、蜗杆直径系数q= 。
B A
A C
提高 降低 不变 提高，也可能降低
3、在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆头数z1，则传动效率 。
1、圆弧齿圆柱蜗杆传动的齿形角α及齿廓圆弧半径ρ
二、难点内容分析
ρ对承载能力的影响很大，较小的ρ值对承载能力是有利的，但太小了会产生干涉现象。
蜗杆传动的热平衡计算
在蜗杆传动中，因为有很大的滑动速度，摩擦损耗大（特别是轮齿的啮合摩擦损耗），所以传动效率低，工作时发热量大。由于蜗杆传动结构紧凑，箱体的散热面积小，散热能力差，所以在闭式传动中，所产生的热量不能及时散去，油温会急剧升高，这样就容易使齿面产生胶合。因此要进行热平衡计算。 热平衡计算的基本原理是单位时间内产生的热量等于或小于同时间内散发出去的热量。在实际工作中，主要是利用热平衡条件，求出工作条件下应该控制的油温t0。
轴面
17、阿基米德蜗杆传动变位的主要目的是为了 和 。
凑传动比
凑中心距
18、在进行蜗杆传动设计时，通常蜗轮齿数z2＞26是为了 ；z2＜80是为了 、 。
蜗 杆 传 动 复 习
重点内容分析
蜗杆传动是一种在空间交错轴间传递运动的机构。蜗杆传动是啮合传动，中间平面（通过蜗杆轴线且垂直于蜗轮轴线的平面）上蜗轮与蜗杆的啮合，相当于斜齿轮与直齿条相啮合。因此，在受力分析、失效形式及强度计算等方面，它与齿轮传动有许多相似之处。另一方面，蜗杆传动与螺旋传动有相似之处，具有传动平稳、传动比大，并可在一定条件下实现可靠的自锁等优点。