蜗轮蜗杆传动
蜗轮蜗杆传动
角γ 及蜗杆传动中心距 a 。
解 (1) 蜗杆直径系数
=40/4=10
(2) 导程角 由式（12-2）得
=2/10=0.2
γ =11.3099°(11°18‘36“)
(3) 传动中心距 a =0.5(q + z2 )
=0.5×4×(10+39)=98mm
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锡青铜： 适用于齿面滑动速度 较高的传动。 （抗胶合能力强，抗点蚀能力差）
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。
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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。
一、圆柱蜗杆传动的主要参数:
1. 模数m和压力角α 中间平面：通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面。
主平面
β1 γ
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第二节圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸
中间平面：通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面。 是蜗杆的轴面 是蜗轮的端面
蜗杆、蜗轮的参数和尺寸大多在中间平面（主平面）内确定。
由于蜗轮是用与蜗杆形状相仿的滚刀，按范成原理切制轮齿，
所以ZA蜗杆传动中间平面内蜗轮与蜗杆的啮合就相当于渐
开线齿轮与齿条的啮合。
L
p
主
平
面
B
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蜗杆传动时,蜗轮
一、蜗杆传动的润滑
目的：减摩与散热，以提高蜗杆传动的效 率，防止胶合及减少磨损。
润滑方式：油池润滑、喷油润滑。 Nhomakorabea一、蜗杆传动的润滑
润滑原因：相对滑动速度大、发热大、温升高
润滑目的：减摩、散热。 润滑油的粘度和给油方法。 一般根据相对滑动速度选择润滑油的粘度和给油方法。
普通圆柱蜗杆
（按刀具位置不同）
延伸渐开线（法向直廓）蜗杆
渐开线蜗杆 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。
蜗杆分左旋和右旋。
蜗杆还有单头和多头之分。
左 旋
右 旋
三、蜗轮回转方向的判定
蜗杆传动时，蜗轮、蜗杆齿的旋向应一致， 即同为左旋或右旋。蜗轮的回转方向不仅与蜗 杆的回转方向有关，而且与蜗杆的旋向有关。 可用左（右）手定则来判定。 第一步：判断蜗杆或蜗轮的旋向
水管或用循环油冷却。
二、蜗杆传动的散热
风扇冷却
蛇形水管冷却
压力喷油冷却
本章小结
1．蜗杆传动的组成：蜗杆（主动件）、蜗轮（从动
件）。 2．蜗杆传动的类型和应用特点。 3．蜗轮回转方向的判定方法。 4．蜗轮蜗杆传动的主要参数：模数m、齿形角α、蜗杆
直径系数q、蜗杆导程角γ、蜗杆头数z1、蜗轮齿数z2及蜗轮 螺旋角β2。
第五章 蜗杆传动
§5－1 蜗杆传动概述 §5－2 蜗杆传动的主要参数和啮合条件 §5－3 蜗杆传动的应用特点
生活中的实例
蜗杆传动应用举例
螺旋千斤顶、减速器、 分度头、观光电梯，你 知道吗？它们内部是使用
蜗轮蜗杆传动概述
蜗轮蜗杆传动概述蜗轮蜗杆传动是一种常见的机械传动方式，广泛应用于各种工业设备和机械装置中。
它通过蜗轮和蜗杆之间的啮合来传递动力和转矩，具有传动比大、结构紧凑、传动平稳等优点。
下面将对蜗轮蜗杆传动进行概述。
蜗轮蜗杆传动是一种副动副。
副动副是指在传动过程中，动力从一个运动副传递到另一个运动副，而不改变传动方向的一类传动方式。
在蜗轮蜗杆传动中，蜗杆是主动副，即输入动力的一方，而蜗轮则是被动副，即输出动力的一方。
这种传动方式可以实现大范围的传动比，通常在10:1至100:1之间。
蜗轮蜗杆传动的结构相对简单，占用空间小。
蜗杆是一种类似螺旋的零件，其螺旋线与蜗轮的齿轮相啮合。
蜗杆一般由高硬度的材料制成，如合金钢，以提高其耐磨性和传动效率。
而蜗轮则由灰铸铁或铜制成，以增加其齿轮的强度和耐用性。
蜗轮蜗杆传动的传动过程相对平稳，减少了传动中的冲击和振动。
这是因为蜗杆的螺旋线与蜗轮齿轮的啮合角度较大，一般在5°至15°之间。
这种大的啮合角度使得蜗轮蜗杆传动具有相对较高的传动效率和较低的噪声水平。
此外，蜗轮蜗杆传动还具有一定的自锁性，即在无外力作用下，蜗轮很难被反向转动，这在一些需要保持位置稳定的设备中具有重要作用。
蜗轮蜗杆传动具有广泛的应用领域。
它常用于各种机械装置中，如起重机、输送带、机床等。
在起重机中，蜗轮蜗杆传动可以提供大的传动比，使得起重机能够承载较大的负荷。
在输送带中，蜗轮蜗杆传动可以提供稳定的传动，并且能够适应不同的工作环境。
在机床中，蜗轮蜗杆传动可以提供精确的位置控制和平稳的转速控制。
蜗轮蜗杆传动是一种常见的机械传动方式，具有传动比大、结构紧凑、传动平稳等优点。
它在各种机械装置和工业设备中得到了广泛应用，发挥着重要的作用。
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。
蜗轮蜗杆传动详解
§蜗杆传动的特点和类型 §圆柱蜗杆传动的主要参数 §蜗杆传动的失效形式、材料和结构 §圆柱蜗杆传动的效率、润滑
《机械设计基础 》
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第一节 蜗杆传动的特点和类型
蜗杆传动是由蜗杆和蜗轮组成的，用于传，蜗轮是从动件。
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。
有退刀槽，螺旋部分可用车制，也可用铣制加工，但该结构
的刚度 较前一种差。
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蜗杆导程角
蜗轮螺旋角 径向间隙 标准中心距
第十二章 蜗杆传动
符号
d ha
hf da
df
c
a
计算公式
蜗杆
蜗轮
d1 mq
d2 mz
ha m h f 1.2m
d a1 (q 2)m da2 (Z2 2)m
d f 1 (q 2.4)m arctg Z1
q
d f 2 (Z 2 2.4)m
第十二章 蜗杆传动
第六节圆柱蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算
二、蜗杆传动的润滑
➢ 目的：减摩、散热。 ➢ 润滑油的粘度和给油方法可参照表11-5选取。 ➢ 一般根据相对滑动速度选择润滑油的粘度和给油方法。
蜗杆下置时，浸油深度应为蜗杆的一个齿高； 给油方法： 油池润滑： 蜗杆上置时，浸油深度约为蜗轮外径的 1/6～1/3。
圆弧圆柱蜗杆传动
环面蜗杆传动 蜗杆的外形是圆弧回转面，同时啮合的齿数多，传动平稳； 齿面利于润滑油膜形成，传动效率较高；
蜗轮蜗杆传动
蜗杆传动的散热方法 机械技术应用基础
机械技术应用基础
5．蜗杆分度圆直径d1和蜗杆直径系数q 加工蜗轮时，用的是与蜗杆具有相同尺寸的滚刀,滚 刀直径: d 1 z1 m tan 因此，即使加工同一模数的蜗轮，也需配备很多直径 的滚刀，这很不经济。 为限制滚刀的数量，把z1/tanγ 规定成标准值，并把 这个比值称为蜗杆直径系数，用q表示。
机械技术应用基础
达到平衡时, Ps=Pc, 因此可得到热平衡时润滑油的 工作温度t1的计算公式:
1000P 1 (1 ) ts t0 t1 ks A
◆散热措施 如果润滑油的工作温度超过许用值, 则可采用下述冷却 措施: (1) 增加散热面积。 合理设计箱体结构, 在箱体上铸出 或焊上散热片。 (2) 提高表面传热系数。 在蜗杆轴上装置风扇, 或在箱 体池内装设蛇形冷却水管, 或用循环油冷却
第五章 蜗杆传动
5.1蜗杆传动的组成和特点 5.2蜗杆传动的主要参数
5.3蜗杆传动的失效形式及材料选择
5.4蜗杆传动的效率与热平衡计算
机械技术应用基础
5.1蜗杆传动的组成和特点
1、蜗杆传动的组成 蜗杆传动用来传递空间两 交 错轴之间的运动和动力，一般 两轴交角为90°。 蜗杆传动由蜗杆与蜗轮组成。 一般蜗杆主动、蜗轮从动，具 有自锁性，作减速运动。 蜗杆传动广泛应用与各种机 械和仪器设备之中。
机械技术应用基础
◆蜗杆和蜗轮：分左旋和右旋——用右手定则判断。 ◆蜗杆和蜗轮转向关系：左旋伸左手，右旋伸右手， 半握拳, 四指顺着蜗杆回转方向, 与大拇指指向相反 方向即为蜗轮上节点速度方向——左右手定则。
n1 n2 n2 n1 n2 n1 n2 n1
(a)
(b)
(完整版)_蜗轮蜗杆传动
对于小模数蜗杆，规定了较大的q值，以保证蜗杆有足够的刚度。
第十二章 蜗杆传动
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第二节圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸
➢ 如图所示蜗杆螺旋面与分度圆柱的交线为螺旋线。
d1
d1
px px pz
导程pz z1 px1 z1m
第十二章 蜗杆传动
§12-1 蜗杆传动的特点和类型 §12-2 圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 §12-3 蜗杆传动的失效形式、材料和结构
§12-4 圆柱蜗杆传动的受力分析
§12-5 圆柱蜗杆传动的强度计算
§12-6 圆柱蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算
《机械设计基础 》
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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：
q d1 m
是导出值
d1 = q m≠z1m
当模数m一定时，q值增大则蜗杆直径d1增大，蜗杆的刚度提高。因此，
第一节 蜗杆传动的特点和类型
nn
阿基米德螺线
n
n
2 nn
n
n
阿基米德蜗杆(ZA)
轴面---直线
延伸渐开线 延伸渐开线蜗杆(ZI)
加工：刀具平面垂直于螺线 特点：端面---延伸渐开线
法面---直线
第十二章 蜗杆2传动
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第一节 蜗杆传动的特点和类型
渐开线
圆弧圆柱蜗杆传动
环面蜗杆传动 蜗杆的外形是圆弧回转面，同时啮合的齿数多，传动平稳； 齿面利于润滑油膜形成，传动效率较高；
蜗轮蜗杆传动
三、蜗杆蜗轮旋向和转向的判别
1、蜗杆蜗轮螺旋方向的判定
蜗杆蜗轮有左旋右旋之分，判定方法采用右手法则：
伸出右手，手心对着自己，四个手指的方向与蜗杆 或蜗轮轴线的方向一致，大拇指自然伸出，齿向与 右手大拇指指向相同，为右旋蜗杆或蜗轮，反之则 为左旋。
蜗杆传动
蜗杆传动主要由蜗杆和涡 轮组成。主要用于传递交错 轴之间的运动和动力；两轴 交错一般为90°；通常蜗杆 为主动件，涡轮为从动件。
蜗杆外形类似于螺杆，有左 旋和右旋、单头和多头之分； 涡轮的形状与斜齿轮相似， 但轮齿沿齿宽方向呈弧形， 以改善齿面的接触情况。
一、蜗杆传动的类型
阿基米德蜗杆（ ZA蜗杆）
右旋蜗杆：伸出右手，四指顺蜗杆转向，则蜗轮的 旋转方向与大拇指指向相反。
左旋蜗杆：用左手判断，方法一样。
右旋蜗杆
左旋蜗杆
普通圆柱蜗杆传动 渐开线蜗杆 （ZI蜗杆）
圆柱蜗杆传动
法向直廓蜗杆（ZN蜗杆）
圆弧圆柱蜗杆传动
环面蜗杆传动 蜗杆的外形是圆弧回转面，同时啮合的齿数多，传动平稳； 齿面利于润滑油膜形成，传动效率较高；
锥蜗杆传动 重合度大；承载能力和效率较高。
二、蜗杆传功的特点及应用
蜗杆传动与齿轮传动相比，主要有以下特点： 1、传动比大且准确，结构紧凑； 2、传动平稳，噪声小； 3、具有自锁性； 4、传动效率 用左（右）手法则确定蜗轮的转向：
右旋蜗杆：伸出右手，四指顺蜗杆转向，则蜗轮的 旋转方向与大拇指指向相反。
左旋蜗杆：用左手判断，方法一样。
举例分析、课堂练习
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。
蜗轮蜗杆传动概述
蜗轮蜗杆传动概述
蜗轮蜗杆传动是一种常见的机械传动方式，它通过蜗轮和蜗杆之间的啮合作用，将旋转运动转换为线性运动或者将高速低扭矩的输入转化为低速高扭矩的输出。
下面我们来详细了解一下蜗轮蜗杆传动。
1. 蜗轮和蜗杆的结构
蜗轮是一种呈圆盘形状的齿轮，它的齿数通常比较少，一般在1-4个之间。
而蜗杆则是一种带有斜面齿的圆柱体，它和蜗轮啮合时可以实现大范围减速。
由于其结构特殊，使得其具有很好的自锁性能。
2. 工作原理
当输入端旋转时，通过与螺旋线斜面啮合的方式，驱动着输出端进行旋转或线性运动。
由于斜面角度较小（通常为5-10度），因此每次输入端旋转一个周期后输出端只会移动一个齿距。
3. 优点和缺点
优点：具有很好的自锁性能，在停止工作时可以有效地防止输出端的运动；传动效率高，通常可以达到90%以上；结构简单，体积小，重
量轻。
缺点：由于蜗杆的制造难度较大，生产成本较高；由于啮合面积较小，承载能力不如其他传动方式。
4. 应用领域
蜗轮蜗杆传动广泛应用于机械制造、航空航天、汽车、冶金等领域。
例如，在汽车中常用于电动车窗升降装置和座椅调节系统中。
综上所述，蜗轮蜗杆传动是一种常见的机械传动方式，具有很好的自
锁性能和高效率等优点。
它广泛应用于各个领域，并且随着技术的发
展和制造工艺的改进，其应用范围还将继续扩大。
蜗杆传动组成
蜗杆传动组成
蜗杆传动是一种常见的机械传动方式，由蜗轮和蜗杆组成。
蜗轮是一种齿轮，它的外部为蜗杆开设了特殊的齿槽。
蜗杆则是一种螺旋形的圆柱体，其外表面具有与蜗轮齿槽相匹配的螺旋槽。
当蜗杆与蜗轮配合时，通过旋转蜗杆来实现传动。
蜗杆传动具有许多优点，如传动比大、传动效率高和传动平稳等。
它被广泛应用于工业机械设备中，如起重机械、注塑机、旋转搅拌设备等。
蜗杆传动的组成包括以下几个主要部分：
1.蜗轮：蜗轮是由一种特殊齿形的圆盘构成，其齿槽与蜗杆的螺旋槽相匹配，用于传递动力。
蜗轮一般由金属材料制成，经过热处理和加工得到精确的齿形。
3.轴承：轴承用于支撑蜗轮和蜗杆，减少摩擦和磨损。
通常，需要使用球轴承或滚子轴承来承受传动中产生的径向和轴向负载。
4.壳体：壳体是蜗杆传动的固定结构，用于固定蜗轮和蜗杆，并起到密封和保护内部零部件的作用。
通常由铸铁或铸钢制成，具有足够的强度和刚度。
5.润滑装置：润滑装置用于给蜗轮传动提供润滑剂，减少摩擦和磨损。
常见的润滑方式包括油浸润滑和油脂润滑。
以上是蜗杆传动组成的基本元素，通过它们的配合工作，蜗杆传动可以实现动力传递和机械运动的转换。
它在工业生产中的应用广泛，为各种机械设备的高效运行提供了可靠保障。
蜗轮蜗杆传动
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。
蜗轮蜗杆传动的主要参数啮合条件与旋向判别模数压力角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
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。
蜗轮蜗杆的结构、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。
• 阿基米德蜗杆
• 阿基米德蜗杆（ZA蜗杆） 这种蜗杆，在 垂直于蜗杆轴线的平面（ 即端面）上，齿 廓为 阿基米德螺旋线（图阿基米德蜗杆），0°。它可在车床上 用直线刀刃的单刀（当导程角γ≤3°时）或 双刀（当γ>3°时）车削加工。
蜗轮蜗杆传动的主要参数啮合条 件与旋向判别
蜗轮蜗杆常见问题和解决方法
蜗轮蜗杆常见问题和解决方法蜗轮蜗杆传动是一种重要的机械传动方式，常用于机床、变速箱等机械设备中。
在使用过程中，可能会出现一些问题，下面我们将讨论蜗轮蜗杆常见问题及其解决方法。
问题一：磨损蜗轮蜗杆传动在长时间使用后，受到磨损的影响，可能会出现啮合不良的现象。
这种情况下，会出现蜗轮轴承的糟糕状态以及蜗杆表面的不平整。
解决方法：为了避免出现磨损的问题，需要保持蜗轮和蜗杆的适当润滑，减少机械部件之间的摩擦，同时还要定期进行检查和维修，保证机械部件的状态良好。
问题二：背隙过大在蜗轮蜗杆传动中，由于使用时间较长，背隙可能会超过既定标准，进而导致蜗轮蜗杆不稳定，严重时甚至可能导致传动失效。
解决方法：背隙过大时，需要通过紧固螺钉来调整过大的背隙，使其回到正常状态。
同时，还需要对蜗轮和蜗杆进行检查，确认是否存在其他问题。
问题三：塑性变形蜗轮蜗杆传动在承受大的载荷时容易出现塑性变形现象，尤其是在高速运转时，会导致传动不稳定，从而影响机械设备的正常运转。
解决方法：预防塑性变形的方法是增强机械设备的强度，同时通过加入附加支撑结构来减少机械部件之间的负荷。
此外，增加材料的强度，还可以避免出现塑性变形的问题。
问题四：啮合不良蜗轮蜗杆传动在长时间使用后，可能会出现蜗轮和蜗杆轴承表面的磨损和变形，进而导致啮合不良的现象，从而影响传动效率。
解决方法：为了避免出现啮合不良的问题，需要加强润滑，减少机械部件之间的摩擦，以及定期检查和维修机械部件，保证机械设备的处于正常状态。
问题五：磨床机械手不灵在磨床机械手中，蜗轮蜗杆传动的应用广泛。
由于传动装置的不同制造工艺和使用环境的不同，传动装置中的摩擦和磨损情况都不同。
如果蜗轮蜗杆传动出现问题，可能会导致磨床机械手不灵的现象。
解决方法：首先需要对传动装置进行检查，了解问题所在。
如果是磨损导致的问题，需要使用适当的润滑液进行润滑，同时定期检查和维修传动部件，保证机械设备处于正常状态。
总之，蜗轮蜗杆传动在机械设备中应用广泛，但由于长时间的使用和磨损，可能会出现一些问题，影响机械设备的正常运转。
蜗轮蜗杆传动特点及应用
蜗轮蜗杆传动特点及应用蜗轮蜗杆传动是一种常见的传动方式，具有许多独特的特点和广泛的应用。
本文将详细介绍蜗轮蜗杆传动的特点及应用，并结合标题中心扩展进行描述。
一、蜗轮蜗杆传动的特点1. 大传动比：蜗轮蜗杆传动的传动比一般较大，通常可达到10:1到100:1，甚至更大。
这使得蜗轮蜗杆传动在需要大传动比的场合具有独特的优势。
2. 紧凑结构：蜗轮蜗杆传动的结构相对紧凑，占用空间少。
这对于空间有限的设备和机械装置尤为重要，能够有效节省空间。
3. 卸载性能好：蜗轮蜗杆传动具有良好的卸载性能，即在停止工作时，不会产生反转力矩。
这使得蜗轮蜗杆传动在需要精确定位和防止后倒转的场合非常适用。
4. 传动效率低：由于蜗杆齿轮的结构特点，蜗轮蜗杆传动的传动效率一般较低，一般为30%~80%左右。
因此，在对传动效率要求较高的场合，蜗轮蜗杆传动不适用。
5. 承载能力强：蜗轮蜗杆传动的承载能力较高，可以承受较大的轴向力和径向力。
这使得蜗轮蜗杆传动在需要承受较大负载的场合具有显著的优势。
6. 运行平稳：蜗轮蜗杆传动的运行平稳，噪音低。
这使得蜗轮蜗杆传动在对噪音要求较高的场合非常适用，如机械设备和汽车发动机等。
二、蜗轮蜗杆传动的应用1. 工程机械：蜗轮蜗杆传动在工程机械中被广泛应用，如挖掘机、装载机、起重机等。
由于蜗轮蜗杆传动具有大传动比和承载能力强的特点，能够满足工程机械对于高扭矩和大传动比的需求。
2. 机床设备：蜗轮蜗杆传动在机床设备中也得到广泛应用，如铣床、磨床、刨床等。
由于蜗轮蜗杆传动具有紧凑结构和卸载性能好的特点，能够满足机床设备对于精确定位和防止后倒转的需求。
3. 汽车行业：蜗轮蜗杆传动在汽车行业中被广泛应用，如变速器、转向器等。
由于蜗轮蜗杆传动具有运行平稳和噪音低的特点，能够提高汽车的行驶平稳性和乘坐舒适性。
4. 电梯设备：蜗轮蜗杆传动在电梯设备中得到广泛应用，主要用于电梯的升降传动系统。
由于蜗轮蜗杆传动具有大传动比和承载能力强的特点，能够满足电梯对于高扭矩和平稳运行的需求。
蜗轮蜗杆的工作原理
蜗轮蜗杆的工作原理
蜗轮蜗杆是一种常见的传动装置，它由一个带有螺旋线的蜗杆和与之啮合的蜗轮组成。
蜗轮蜗杆传动的工作原理如下：
1. 传动方式：蜗轮蜗杆传动采用摩擦传动方式，通过蜗杆的转动带动蜗轮旋转，并将动力传递到其他装置上。
2. 原理：蜗轮蜗杆传动基于蜗轮和蜗杆的啮合关系，其中蜗杆是一个螺旋线状结构，而蜗轮则是一个带有斜齿的齿轮。
3. 进行传动：当蜗杆转动时，由于其螺旋线的形状，会使蜗轮产生自锁现象。
这意味着即使取消外界施加在蜗轮上的转动力矩，蜗轮也能保持其位置，防止自身的转动。
4. 负载传递：蜗杆的旋转将动力传递给蜗轮，通过蜗轮的齿轮传动，将转动力矩转移到与之连接的设备或机械装置上。
5. 劣势：由于自锁现象的存在，蜗轮蜗杆传动具有较大的传动比和较高的效率，但传动效率相对较低，摩擦损耗较大。
因此，蜗轮蜗杆传动通常在低速高扭矩的应用中使用。
总结：蜗轮蜗杆传动的工作原理是通过摩擦传动的方式，利用蜗杆的螺旋线状结构产生自锁现象，将旋转力矩传递给蜗轮，并将转动力矩传递给其他设备或机械装置。
蜗轮蜗杆的原理及应用
蜗轮蜗杆的原理及应用一、蜗轮蜗杆的原理蜗轮蜗杆是一种传动装置，由蜗轮和蜗杆两部分组成。
蜗轮是一种圆柱形的齿轮，其齿数较少，一般为1.5至5个。
蜗杆是一种长螺旋线形的杆，其齿数较多，与蜗轮齿数相匹配。
蜗轮蜗杆传动的原理是通过蜗杆的旋转，使蜗轮进行传动。
当蜗杆旋转时，蜗轮会沿着蜗杆的螺旋线上的一个位置进行移动。
由于蜗杆的螺旋线角度较大，蜗轮的转速很低，但可以提供很大的传动力。
这种传动方式被广泛应用于小型传动设备中。
二、蜗轮蜗杆的应用蜗轮蜗杆传动具有很多优点，因此在许多领域得到了广泛应用。
1. 工业机械蜗轮蜗杆传动被广泛应用于工业机械领域。
例如，它可用于起重机构、搅拌机、卷绕机和输送机等设备。
蜗轮蜗杆传动可以通过减速比的选择，将高速旋转的电动机传动转换为低速输出的扭力。
这种传动方式通常更加稳定，且不容易出现故障。
2. 汽车工业蜗轮蜗杆传动也在汽车工业中得到了应用。
它常被用于汽车座椅的调节、天窗、后备箱盖和电动车窗等装置。
蜗轮蜗杆传动在这些装置中可以提供精确的调节和稳定的传动效果。
3. 电动工具蜗轮蜗杆传动也被广泛应用于各类电动工具。
例如，电钻、电锤和电动剪切器等工具中常使用蜗轮蜗杆传动来实现扭力的传递。
蜗轮蜗杆传动不仅可以提供足够的扭矩，还可以使工具保持稳定运行。
4. 包装机械在包装机械中，蜗轮蜗杆传动可以实现包装材料的卷绕、封口和定位等功能。
由于蜗轮蜗杆传动的精确性和可靠性，它常被用于要求高精度和高稳定性的包装过程中。
5. 自动化设备蜗轮蜗杆传动在自动化设备中也得到了广泛应用。
例如，机器人、自动输送线和自动化装配线等设备中的各种动作部件常常采用蜗轮蜗杆传动来实现精确的位置调节和可靠的动力传递。
三、总结蜗轮蜗杆传动是一种重要的传动装置，它通过蜗杆的旋转实现低速高扭矩的传动效果。
蜗轮蜗杆传动在工业机械、汽车工业、电动工具、包装机械和自动化设备等领域都有广泛的应用。
它具有精确性、稳定性和可靠性的优点，因此在需要高精度和高稳定性的传动过程中得到了广泛的使用。
蜗轮蜗杆减速机传动原理详解
蜗轮蜗杆减速机传动原理详解蜗杆传动：蜗杆传动是在空间交错的两轴间传递运动和动力的一种传动，两轴线间的夹角可为任意值，常用的为90°。
蜗杆传动用于在交错轴间传递运动和动力。
1.简介蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成，一般蜗杆为主动件。
蜗杆和螺纹一样有右旋和左旋之分蜗杆传动，分别称为右旋蜗杆和左旋蜗杆。
蜗杆上只有一条螺旋线的称为单头蜗杆，即蜗杆转一周，涡轮转过一齿，若蜗杆上有两条螺旋线，就称为双头蜗杆，即蜗杆转一周，涡轮转过两齿。
2.特点(1)传动比大，结构紧凑。
蜗杆头数用Z1表示（一般Z1=1~4），蜗轮齿数用Z2表示。
从传动比公式I=Z2/Z1可以看出，当Z1=1，即蜗杆为单头，蜗杆须转Z2转蜗轮才转一转，因而可得到很大传动比，一般在动力传动中，取传动比I=10-80；在分度机构中，I可达1000。
这样大的传动比如用齿轮传动，则需要采取多级传动才行，所以蜗杆传动结构紧凑，体积小、重量轻。
(2)传动平稳，无噪音。
因为蜗杆齿是连续不间断的螺旋齿，它与蜗轮齿啮合时是连续不断的，蜗杆齿没有进入和退出啮合的过程，因此工作平稳，冲击、震动、噪音都比较小(3)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。
(4)蜗杆传动效率低，一般认为蜗杆传动效率比齿轮传动低。
尤其是具有自锁性的蜗杆传动，其效率在0.5以下，一般效率只有0.7～0.9。
(5)发热量大，齿面容易磨损，成本高。
3.圆柱蜗杆圆柱蜗杆传动是蜗杆分度曲面为圆柱面的蜗杆传动。
蜗杆传动其中常用的有阿基米德圆柱蜗杆传动和圆弧齿圆柱蜗杆传动。
①阿基米德蜗杆的端面齿廓为阿基米德螺旋线，其轴面齿廓为直线。
阿基米德蜗杆可以在车床上用梯形车刀加工，所以制造简单，但难以磨削，故精度不高。
在阿基米德圆柱蜗杆传动中，蜗杆与蜗轮齿面的接触线与相对滑动速度之间的夹角很小，不易形成润滑油膜，故承载能力较低。
②弧齿圆柱蜗杆传动是一种蜗杆轴面(或法面)齿廓为凹圆弧和蜗轮齿廓为凸圆弧的蜗杆传动。
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(2) 导程角 由式（12-2）得
=2/10=0.2
γ =11.3099°(11°18‘36“)
(3) 传动中心距 a =0.5(q + z2 )
=0.5×4×(10+39)=98mm
第十二章 蜗杆传动
第二节圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺 讨论① 也可将蜗轮齿数改为寸z2=40，即中心距圆整为
a =0.5×4×(10+40)=100mm。由此引起的传动比的 变化可在传动系统内部作适当调整。
vs =
v12
+ v22
=
v1 cos γ
m/s
(12 - 3)
u 滑动速度的大小，对齿面的润滑情况、 齿面失效形式、发热以及传动效率等
都有很大影响。
第十二章 蜗杆传动
第二节圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸
5. 中心距a Ø 当蜗杆节圆与分度圆重合时称为标准传动，其中心距计
算式为
a=0.5(d1+d2)=0.5m(q+z2)
主要用于中小功率，间断工作的场合。 广泛用于机床、冶金、矿山及起重设备中。
第十二章 蜗杆传动
第一节 蜗杆传动的特点和类型
二、蜗杆传动的类型
圆柱蜗杆传动
普通圆柱蜗杆传动
阿其基齿米面德一蜗般是杆在（车ZA床蜗上杆用）直线刀刃的
渐车开刀线切蜗制杆而成（，Z车I蜗刀杆安）装位置不同， 法加向工直出廓的蜗蜗杆杆的（齿ZN廓蜗形杆状）不同。
阿基米德蜗杆(ZA)
轴面---直线
延伸渐开线 延伸渐开线蜗杆(ZI)
加工：刀具平面垂直于螺线 特点：端面---延伸渐开线
法面---直线
第十二章 蜗2杆α传动
第一节 蜗杆传动的特点和类型
Ι−Ι
渐开线
基圆
Ι ΙΙ ΙΙ
ΙΙΙ ΙΙΙ ΙΙΙ− ΙΙΙ
Ι
ΙΙ − ΙΙ
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
第十二章 蜗杆传动
组合式蜗轮
第四节圆柱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相似，轮齿所受
法向力Fn可分解为：径向力Fr、周向力Ft、轴向力Fa。
1. 力的大小 u 当两轴交错角为90°时，各
力大小为：
Ft1
=
Fa 2
=
2T1 d1
(12 − 5)
Fa1
=
Ft 2
=
2T2 d2
(12 − 6)
角αa1应分别等于蜗轮的端面模数mt2和端面压力角αt2，即 ma1 =mt2 =m αa1=αt2= α
u 模数m的标准值，见表12-1；压力角标准值为20°，ZA蜗杆 取轴向压力角为标准值，ZI蜗杆取法向压力角为标准值。
u 如图上图所示，齿厚与齿槽宽相等的圆柱称为蜗杆分度圆柱 (或称为中圆柱)。蜗杆分度圆(中圆)直径用d1表示，其值见 表12-1。蜗轮分度圆直径以d2表示。
(12 − 1)
v z1↑→γ↑→效率 η↑，但加工困难。
v z1↓→ 传动比 i↑，但传动效率 η↓。(蜗杆头数与传动效率关系)
v 常取，z1＝1，2，4，6。 可根据传动比，参考表 12-2中的荐
用值选取。
第十二章 蜗杆传动
第二节圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸
u z2= i z1 。 如 z2太小，将使传动平稳性变差。如 z2太大，蜗轮直 径将增大，使蜗杆支承间距加大，降低蜗杆的弯曲刚度。
v 蜗杆、蜗轮的参数和尺寸大多在中间平面（主平面）内确定。
v 由于蜗轮是用与蜗杆形状相仿的滚刀，按范成原理切制轮齿，
所以ZA蜗杆传动中间平面内蜗轮与蜗杆的啮合就相当于渐
开线齿轮与齿条的啮合。
L
p
主
平
面
B
第十二章 蜗杆传动
第二节圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸
在主平面内，蜗轮蜗杆的传动相当于齿轮齿条的啮合传动。 u 蜗轮蜗杆正确啮合条件是：蜗杆的轴面模数 ma1和轴面压力
② 如果是单件生产又允许采用非标准中心距，就取 a=98mm。
③ 在不改变传动比的情况下，若想将中心距圆整为 a=100mm，就只能采用变位传动了。方法是在切制蜗轮时将 滚刀外移2mm，即将滚刀与被切蜗轮的中心距由98mm增加到 100mm。有关变位蜗杆传动的计算，参见机械设计手册。
第十二章 蜗杆传动
蜗杆转向，用（左）右手定则判断。
③ 蜗轮上的圆周力 Ft2 的方向与蜗轮的转向相同（与蜗杆上 的轴向力 Fa1的方向相反）。
④ 蜗轮上的轴向力 Fa2 的方向与蜗杆上的圆周力 Ft1的方向 相反。
⑤ 蜗杆和蜗轮上的径向力 Fr1 、Fr2的方向分别指向各自的 轴心。
第十二章 蜗杆传动
第四节圆柱蜗杆传动的受力分析
第十二章 蜗杆传动
第二节圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺 例12-1 在带传动和蜗杆传寸动组成的传动系统中，初步
计算后取蜗杆模数 m=4mm、头数 z1=2、分度圆直径d1
=40mm，蜗轮齿数 z2=39，试计算蜗杆直径系数q、导程
角γ及蜗杆传动中心距 a 。
解 (1) 蜗杆直径系数
=40/4=10
第十二章 蜗杆传动
第二节圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸
表12-3 蜗杆传动的几何尺寸计算
名称 分度圆直径
齿顶高 齿根高
齿顶圆直径
齿根圆直径
蜗杆导程角
蜗轮螺旋角 径向间隙
标准中心距
第十二章 蜗杆传动
符号
d ha
hf da
df λ βcaFra bibliotek计算公式
蜗杆
蜗轮
d1 = mq
d2 = mz
ha = m h f = 1.2m
第十二章 蜗杆传动
§12-1 蜗杆传动的特点和类型 §12-2 圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 §12-3 蜗杆传动的失效形式、材料和结构 §12-4 圆柱蜗杆传动的受力分析 §12-5 圆柱蜗杆传动的强度计算 §12-6 圆柱蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算
《机械设计基础 》
第一节 蜗杆传动的特点和类型
q = d1 m
是导出值
d1 = q m≠z1m
u 当模数m一定时，q值增大则蜗杆直径d1增大，蜗杆的刚度提高。因此，
对于小模数蜗杆，规定了较大的q值，以保证蜗杆有足够的刚度。
第十二章 蜗杆传动
第二节圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸
Ø 如图所示蜗杆螺旋面与分度圆柱的交线为螺旋线。
γ
d1
πd1
第十二章
开式传动： 通常只计算蜗轮的齿根弯曲疲劳强度。
第十二章 蜗杆传动
第三节蜗杆传动的失效形式、材料和结
3.常用材料
构
Ø 由于蜗杆传动的特点，蜗杆副的材料不仅要求有足够的强度， 更重要的是具有良好的减摩耐磨和抗胶合性能。为此常采用 青铜作蜗轮齿圈，并与淬硬磨削的钢制蜗杆相匹配。
Ø 蜗杆的常用材料为碳钢和合金钢。高速重载的蜗杆常用15Cr、 20Cr渗碳淬火，或45钢、40Cr淬火。低速中轻载的蜗杆可 用45钢调质。精度要求高的蜗杆需经磨削。
第十二章 蜗杆传动
第二节圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸
v 在两轴交错角为90°的蜗杆传动中，蜗杆分度圆柱上的导
程角γ应与蜗轮分度圆上的螺旋角β大小相等旋向相同，
即
γ=β
2. 传动比i、蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2
v 设蜗杆头数为z1，蜗轮齿数为z2，当蜗杆转一周时，蜗轮转
过 z1 个齿( z1 / z2周)i。=因n1此=，z其2 传≠动d比2 为 n2 z1 d1
无退刀槽，加工螺旋部分时只能用铣制的办法。
有退刀槽，螺旋部分可用车制，也可用铣制加工，但该结构 的刚度 较前一种差。
第十二章 蜗杆传动
第三节蜗杆传动的失效形式、材料和结 为了减摩的需要，蜗轮通构常要用青铜制作。为了节省铜材，
当蜗轮直径较大时，采用组合式蜗轮结构，齿圈用青铜，
轮芯用铸铁或碳素钢。常用蜗轮的结构形式如下：
u蜗杆分左旋和右旋。
u 蜗杆还有单头和多头之分。
左 旋
右 旋
第十二章 蜗杆传动
蜗杆的类型
圆柱蜗杆
环面蜗杆
圆锥蜗杆
普通圆柱蜗杆
（按刀具位置不同）
阿基米德蜗杆 延伸渐开线（法向直廓）蜗杆 渐开线蜗杆
n第− n 一节Ι − Ι 蜗杆传阿动基米的德螺特线 点和类型
Ι nγ
n
Ι
2α n−n
Ι−Ι
Ι
n
Ι
nγ
2
n2
Fa1 Fa2•
n1
Ft1V
Ft2 1
第十二章
n1
Ft2
2
1
Fa2V • Ft1 n2
Fr1 = Fr2 = Ft2 tgα
(12 − 7)
式中：T2=T1iη，η为蜗杆传动的效率。
第十二章 蜗杆传动
第四节圆柱蜗杆传动的受力分析
2.力的方向 Ø 当蜗杆主动时，各力方向判断如下： ① 蜗杆上的圆周力 Ft1的方向与蜗杆转向相反。 ② 蜗杆上的轴向力 Fa1的方向可以根据蜗杆的螺旋线旋向和
d a1 = (q + 2)m da2 = (Z 2 + 2)m
d f 1 = (q − 2.4)m λ = arctg Z1
q
d f 2 = (Z 2 − 2.4)m
β =λ
c = 0.2m
a = 0.5(d1 + d2 ) = 0.5(q + z2 )
蜗轮的转向
ω2 v2
ω1
左右手法： 左旋左手，右旋右手，四指转 向ω1，拇指反向；即为v2。
主动轮（ 蜗杆） ：左旋用左手 右旋用右手
四指------ω方向 拇指-------Fa1方向