机械制图 第六节蜗杆、蜗轮的结构,画法和图样
蜗轮和蜗杆设计详解PPT课件
t1
t0－环境温度(℃)。 可用于系统热平衡验算，一般t1≤70~90℃
1000(1h)P1 KsA(t1 t0 ) 可用于结构设计
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11.6 蜗杆传动的强度计算
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11.7 蜗杆传动的精度等级选择及其安装维 护蜗杆传动的精度选择
GB 10089-88对普通圆柱蜗杆传动规定了1~12个精度等 级➢1级精度最高，其余等级依次降低，12级为最低，6~9级精度应用最多 ➢6级精度传动一般用于中等精度的机床传动机构，圆周速度v2≥5m/s ➢7级精度用于中等精度的运输机或高速传递动力场合,速度v2≥7.5m/s ➢8级精度一般用于一般的动力传动中，圆周速度v2≥3m/s ➢9级精度一般用于不重要的低速传动机构或手动机构
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11.2 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算
11.2.1 蜗杆传动的主要参数及其选择
1.蜗杆的头数z1、蜗轮齿数z2和传动比 i 较少的蜗杆头数（如：单头蜗杆）可以实现较大的传动比，但传动效
率较低；蜗杆头数越多，传动效率越高，但蜗杆头数过多时不易加工。通 常蜗杆头数取为1、2、4、6。
环面蜗杆传动
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；
锥蜗杆传动
同时啮合齿数多，重合度大；传动比范围大(10~360)；承 载能力和效率较高；可节约有色金属。
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11.1 蜗杆传动的类型和特点
11.1.2 蜗轮传动的特点
计算寿命系数
K KHN
FN
KHN
8
107 N
8
107 5.22107
蜗杆的画法教程
蜗杆的画法教程令狐采学1 蜗杆的建模分析下面制作如图234所示的蜗杆。
图234 蜗杆建模分析(如图235所示)：(1) 创建阶梯轴。
(2) 创建轮齿。
图235 蜗杆的建模分析2 蜗杆的建模过程1．创建阶梯轴（如图236所示）图236 创建阶梯轴(1) 在工具栏内单击按钮，在新建对话框中输入文件名worm.prt,然后单击。
(2) 在工具栏内单击按钮，或者依次在主菜单内单击“插入”→“旋转”，弹出“旋转”定义操控面板，在面板内单击“位置”→ “定义”，弹出“草绘”定义对话框。
(3) 选择“TOP”面作为草绘平面，选取“RIGHT”面作为参照平面，参照方向为向“右”，单击【草绘】进入草绘环境。
(4) 绘制如图237所示的二维草图，在工具栏内单击按钮，完成草图的绘制。
在绘制此草图时，一定要绘出中心线。
中心线图237 绘制二维草图(5) 在操控板中，单击按钮，预览所创建的特征，然后单击按钮，完成特征的创建。
2．创建轮齿(1) 在主菜单中选择“插入”→“螺旋扫描”→“伸出项”，出现如图238所示的属性定义对话框。
图238 “属性”菜单管理器(2) 按图238所示选择“可变的”、“穿过轴”、“右手定则”、“完成”，出现图239所示的对话框。
图239 “设置草绘平面”菜单管理器(3) 在绘图区内单击“TOP”面作为绘图平面，依次单击“正向”→ “缺省”进入绘图平面。
(4) 绘制如图240所示的扫引轨迹线，单击完成扫描轨迹。
在绘制此草图时，一定要绘出中心线。
中心线图240 绘制二维草图(5) 在操控板中，输入螺距“ 11”，并按回车键，系统进入绘制截面状态。
(6) 绘制如图241所示的二维草图，在工具栏内单击按钮，完成截面的绘制。
局部截面放大图图241 绘制二维草图(7) 在如图242所示的“伸出项：螺旋扫描”对话框中选择“预览”预览完成后的模型，然后单击“完成”完成轮齿的创建。
图242 “伸出项：螺旋扫描”对话框。
蜗轮蜗杆测绘、设计计算及图纸标注
m/mm 1 1.011 1.058 1.155 1.270 1.411 1.500 1.516 1.588 1.814 2 2.021 2.116 2.309 2.500 2.527 2.540 2.822 3 3.032 3.175 3.500
pz /mm 15.870 15.950 17.460 18.850 19.050 19.950 20.640 21.990 22.220 22.800 23.810 25.130 25.400 26.500 26.990 28.270 28.580 29.020 30.160 31.420 31.750 31.920
图 8-16 蜗轮喉圆直径 da2 的测量
图 8-17 蜗杆齿高 h l 的测量
② 用游标卡尺测量蜗杆的齿顶圆直径 da1＇ ③ 和蜗杆齿根圆直径 df1＇ ，并按下式计算： d ' d f1 ' h1 a1 2 （4）蜗杆轴向齿距 pz ＇ 测量蜗杆轴向齿距 pz ＇可以用直尺或游标 卡尺在蜗杆的齿顶圆柱上沿轴向直接测量，如图 8-18 所示。为了精确起见，最好多跨几个轴向齿距， 然后将所测得的数除以跨齿数，就是蜗杆的轴向齿 距。 图 8-18 蜗杆轴向齿距的测量 （5）蜗杆齿形角α 蜗杆齿形角可用角度尺或齿形样板在蜗杆的轴向剖面和法向剖面内测量，将两个剖面的数值 都记录下来，作确定参数时的参考。也可以用不同齿形角的蜗轮滚刀插入齿部作比较来判断。
国家标准对普通圆柱蜗杆的压力角规定为： 阿基米德蜗杆轴向压力角取标准值a a ＝20°， 法向直廓蜗杆、渐开线蜗杆、锥面包络蜗杆的法向压力角取标准值α n ＝20。 （4）蜗杆分度圆直径d 1 为使蜗轮滚刀标准化，蜗杆直径d 1 值必须标准化，测绘时应该注意这一点。具体系列请 参看有关手册。 （5）齿顶高系数h a *、顶隙系数c* 在测得全齿高h 1 ＇和模数ｍ a ＇后，—般可先试取齿顶高系数h a *＝1，顶隙系数c* ＝0.2， 按公式h l ＝2 h a *m a +c*m a 核算所得数值。 如果h l ≠h 1 ＇ ， 说明齿顶高系数h a *和顶隙系数c*取值 不正确，应当重新确定。 我国规定h a *＝1，导程角γ＞30°时，为满足高速重载传动的需要，可采用短齿制，取 h a1 *＝0.8。对渐开线蜗杆、蜗轮可分别取为h a1 *＝1，h a2 *＝2cosγ-1。 为保证蜗轮滚刀的寿命，c* 值可能大于 0.2，某些特殊传动要求 c*值小于 0.2，因此国 家标准规定 c*=0.2，但还可在 0.15~0.35 之间取值。 重新选取h a *和c*后，再用h l 的计算公式核算，直到测得的值h 1 ＇与计算值h l 相符，即可 最后确定h a *和c*
蜗轮蜗杆传动PPT课件
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
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（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。
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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
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总效率：
1 2 3
(完整版)蜗轮蜗杆加工图画法及图例
蜗轮蜗杆加工图画法及图例蜗杆图样上应注明的尺寸数据3.1需要在图样上标注的一般尺寸数据3.1.1齿顶圆直径d a1及其公差3.1.2分度圆直径d13.1.3齿宽b13.1.4轴（孔）径及其公差3.1.5定位面及其要求3.1.6蜗杆轮齿表面粗糙度3.2需要用表格列出的数据3.2.1蜗杆类型（ZA、ZN、ZI、ZK和ZC）3.2.2模数m3.2.3齿数Z13.2.4基本齿廓（符合GB10087时，仅注明齿形角α1），否则应以图样——轴向剖视或法向剖视详述其特征。
）注：1）对不同的蜗杆类型，应分别注明法向齿形角αn或轴向齿形角αx、刀具齿形角α0。
3.2.5齿顶高系数h a1*3.2.6螺旋方向：右或左3.2.7导程P Z3.2.8导程角γ3.2.9齿厚S1及其上下偏差（或量柱测量距M1及其偏差，或测量的弦齿厚及其偏差。
相应应注明量柱直径d M或测量弦齿高。
）3.2.10精度等级3.2.11配对蜗轮的图号及齿数Z33.2.12检验项目代号及其公差（或极限偏差）4蜗轮图样上应注明的尺寸数据4.1需要在图样上标注的一般尺寸数据4.1.1蜗轮顶圆直径d e2及其公差4.1.2蜗轮喉圆直径d a2及其公差4.1.3咽喉母圆半径γg24.1.4蜗轮齿宽b24.1.5孔（轴）径及公差4.1.6定位面及其要求4.1.7蜗轮中间平面与基准面的距离及公差4.1.8蜗轮轮齿表面粗糙度4.1.9咽喉母圆中心到蜗轮轴线距离4.1.10配对蜗杆分度圆直径d14.2需要用表格列出的数据4.2.1模数m4.2.2齿数Z24.2.3分度圆直径d24.2.4变位系数x24.2.5齿顶高系数h a2*4.2.6分度圆齿厚s2及其上下、偏差（或双啮中心距及其偏差，或测量的弦齿厚及其偏差，相应应注明测量弦齿高。
）注：该项数据仅用于要求互换性的传动。
对非互换性的传动可不给出该项数据，但需给出传动的侧隙值要求。
4.2.7精度等级4.2.8配对蜗杆的图号及齿数Z14.2.9检验项目的代号及公差（或极限偏差）5其他根据蜗杆、蜗轮的具体结构形状及其技术条件的要求，还应给出其他在加工和测量时所必需的数据。
汽车机械识图第六章 机械图样的特殊画法
（2）画齿形部分。
（3）画其他部分。
（4）校核视图，按线 型描深图线，绘制剖面线。
2．绘制大直齿锥齿轮
五、绘制锥齿轮啮合图
1．画分度圆锥
2．画齿形部分
3．画其他部分
4．画左视图
5．校核视图，按线型描深图线，绘制剖面线
三、蜗杆与蜗轮的画法
1．蜗杆的画法
蜗杆的齿顶圆和齿顶线画粗实线，分度圆和分度线画 细点画线制。在剖视图中，齿根圆和齿根线画粗实线；在 未剖的视同中，齿根圆和齿根线画细实线，或省略不画。
涂黑表示
四、板弹簧的画法
板弹簧一般按照自由状态下的形状绘制。
应用举例
已知圆柱螺旋压缩弹簧外径D2=42㎜，弹簧簧丝 直径d=5㎜，节距t=11㎜，有效圈数n=8，支承圈数 n2=2.5，右旋。试画出该弹簧的剖视图。
1．尺寸计算
弹簧的中径D= D2－d=42－5=37㎜。 自由高度H0= nt+（n2－0.5）d =8×11＋（2.5－0.5）5=98㎜。
3．花键连接的画法
在花键轴和花键孔上 各有6个相互啮合的键齿。 工作时，内花键可以在花 键轴上滑动，并且和花键 轴一起转动。
矩形花键连接
（1）矩形外花键的画法
大径用粗实线绘制，小径用细实线绘制；花键工作长度的终止端和 尾部长度的末端也用细实线绘制，尾部画成与轴线成30°角的细实线。
在断面图上可画出一部分或全部齿形。
2．绘制剖视图
（1）绘制作图基准线
（2）绘制弹簧的支承圈
（3）绘制弹簧的有效圈
（4）绘制各圈轮廓线，绘制 剖面线，按线型描深图线
（3）在反映齿轮轴线的外形 图中，啮合区的齿顶线不需画出， 分度线用粗实线绘制。
（4）啮合区外的其余部分均 按单个齿轮绘制，外形图中的齿 根圆和齿根线一般省略不画。
齿轮、齿条、蜗杆、蜗轮及链轮的画法
中华人民共和国国家标准UDC 621.71：744.4：621.88GB 4459.2—1984代替GB 133—1974机械制图齿轮画法Mechanical drawingsConventional representation of gears1984-07-11发布1985-07-01实施国家标准局发布本标准规定了机械图样中齿轮的画法。
本标准参照采用国际标准ISO 2203—1973《技术制图——齿轮的规定画法》。
1 齿轮、齿条、蜗杆、蜗轮及链轮的画法1.1轮齿部分一般按图1～7的规定绘制。
1.1.1齿顶圆和齿顶线用粗实线绘制。
1.1.2分度圆和分度线用点划线绘制。
1.1.3齿根圆和齿根线用细实线绘制，可省略不画；在剖视图中，齿根线用粗实线绘制。
1.2表示齿轮、蜗轮一般用两个视图，或者用一个视图和一个局部视图(图1～3)。
图1图2图31.3在剖视图中，当剖切平面通过齿轮的轴线时，轮齿一律按不剖处理(图1、2、3、4、7)。
1.4如需表明齿形，可在图形中用粗实线画出一个或两个齿；或用适当比例的局部放大图表示(图4～7)。
图4图5图6图71.5当需要表示齿线的形状时，可用三条与齿线方向一致的细实线表示(图6、8)。
直齿则不需表示。
图81.6如需要注出齿条的长度时，可在画出齿形的图中注出，并在另一视图中用粗实线画出其范围线(图4)。
1.7圆弧齿轮的画法见图6。
2 齿轮、蜗轮、蜗杆啮合画法2.1在垂直于圆柱齿轮轴线的投影面的视图中，啮合区内的齿顶圆均用粗实线绘制(图9a、11、12)，其省略画法如图9b所示。
圆柱齿轮啮合画法外啮合图92.2在平行于圆柱齿轮、圆锥齿轮轴线的投影面的视图中，啮合区的齿顶线不需画出，节线用粗实线绘制；其他处的节线用点划线绘制(图10、14)。
图10圆锥齿轮啮合画法轴线成直角的啮合图142.3在圆柱齿轮啮合、齿轮齿条啮合和圆锥齿轮啮合的剖视图中，当剖切平面通过两啮合齿轮的轴线时，在啮合区内，将一个齿轮的轮齿用粗实线绘制，另一个齿轮的轮齿被遮挡的部分用虚线绘制(图9、11、16、18)；也可省略不画(图12、13、17)。
机械设计：蜗轮蜗杆
切向速 度vp2的方向与拇指指向相同。 左旋蜗杆：用右手判断，方法一样。
ω2
v2
2
p
设计：潘存云
1
ω1
a r2 r1
2 ω2
p 1 设计：潘存云
v2 ω1
模型验证
7.中心距 a = r1+r2 = m(q +z2)/2
二、圆柱蜗杆传动几何尺寸的计算
由蜗杆传动的功用，以及给定的传动比 i , → z1
齿面接触强度验算公式：
σH = 500
KT2 = 500 d1d22
KT2 m2d1z22
≤[σH ]
500 2 由上式可得设计公式： m2d1≥ z2 [σH ] KT2
式中K为载荷系数，取：K =1.1~1.3
m、d1应选取标准值确定。
表12－1 蜗杆分度圆直径与其模数的匹配标准系列 mm
m
d1
90
(71) (50) 10 90
63
…
摘自GB10085-88,括号中的数字尽可能不采用
当蜗轮采用青铜制造时，蜗轮的损坏形式主要是疲劳 点蚀，其许用的接触应力如下表：
表12-4 锡青铜蜗轮的许用接触应力[σH]
蜗轮材料 铸造方法 适用的滑动速度
蜗杆齿面硬度
Vs m/s
HBS ≤ 350 HRC ≥ 45
设计：潘存云
点接触
线接触
设计：潘存云
改进措施：将刀具做成蜗杆状，用范成法切制蜗轮， 所得蜗轮蜗杆为线接触。
优点： 传动比大、结构紧凑、传动平稳、噪声小。
分度机构：i=1000, 通常i=8~80
缺点： 传动效率低、蜗轮齿圈用青铜制造，成本高。
类型
按形状分有：
蜗轮蜗杆用SOLIDWORKS的画法
蜗轮蜗杆用SOLIDWORKS的画法方法一、先用拉伸（旋转）画出蜗杆的外形（大径）再用螺旋线画出蜗杆齿的扫描路径，（计算螺距的公式是：螺距=轴向齿厚*2=2SX）画齿廓，然后用扫描切除画出蜗杆齿。（如果是多头，就用圆周陈列）画蜗轮的方法：先用旋转画出蜗轮的外形，再用螺旋线（螺旋线的圈数一般为半圈左右）画出蜗轮齿的扫描路径，画齿廓，然后用扫描切除画出蜗轮的单齿，最后圆周陈列。度分秒和小数的互转公式1°=60′=3600〃85.231°= 85°13'51.6'' 0.231*60=13.86 13' 0.86*60=51.6 86°23′10Байду номын сангаас=86+23/60+10/3600=86.386
蜗杆蜗轮传动.pptx
➢渐开线蜗杆 端面齿廓为渐开线
➢法向直廓蜗杆 端面齿廓为延伸渐开线，法向 齿廓为直线
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➢蜗杆传动的特点 优点 ▪传动比大，结构紧凑 . ▪传动平稳，噪声小. ▪可制成具有自锁性能的传动. 缺点 ▪效率低 . ▪成本较高 .
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杆传动，常用6~9级。
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7.4 圆柱蜗杆传动设 计 ➢蜗杆传动的受力分析
作用在轮齿上的法向力可分解为三个互相垂直的分力：圆周力Ft、径 向力Fr和轴向力Fa.
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法向力
Ft1
Fa 2
பைடு நூலகம்
2T1 d1
Fa1
Ft 2
2T2 d2
Fr1 Fr2 Ft2 tan
Fn
Ft 2
cos cosn
对蜗杆传动的强度计算，通常是仿照 圆柱齿轮的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度 进行条件性计算.
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➢蜗杆传动的材料 材料的性能要求:不但要有一定的强度，而且应有良好的减摩、耐磨和抗胶 合性. ▪蜗杆常用碳钢和合金钢. ▪蜗轮常用材料是铸造锡青铜和无锡青铜 .
➢蜗杆传动的精度 规定了12个精度等级。1级精度最高，往后依次降低。普通圆柱蜗
Ft 2
cos cos
T1、T2、分别为蜗杆、蜗轮传递的转矩，
T2 T1i
▪作用力方向的确定：
•主动蜗杆的圆周力的方向与其圆周速度方向相反，从动蜗轮的圆周力的 方向与圆周速度方向相同；
•蜗杆的轴向力可通过左(右)手定则判断 .
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➢计算载荷
Fca KFn
K为载荷系数，一般，
机械设计课件 03 蜗轮蜗杆
r／n1、minn2。——蜗杆、蜗轮的转速，
传动比 :
i = --nn-21 = --zz-12
≠
--d-2d1
∵ d1= m q , d2= m z2 z1= q tanγ= d1 /m tanγ
的Z1是否一致，查表3-3。
*计算主要的几何尺寸。 *蜗轮分度圆直径，蜗杆导程角，蜗轮齿宽，传动中心距
*计算蜗轮的圆周速度并校核传动效率 *校核接触强度、弯曲强度 *刚度验算，热平衡计算 *其他几何尺寸计算（轮毂参数）
*
*设计蜗杆传动时，应根据各种蜗杆传动的特点，考虑传动
的要求和使用条件，从满足功能要求出发，合理选择蜗杆 传动的类型。以下介绍蜗杆传动类型选择的原则。
2 2
K AKv Kβ
≤ σ HP
*
*弯曲强度设计公式：
m 2 d1
≥
600
σ FP z2
KT2YFS
*弯曲强度校核公式：
σF
=
666T2 K A KV K β d1d 2 m
YFS Yβ
≤动：粘度较高的齿轮油或润滑脂
*采用油池润滑时： 应采用下置蜗杆； 如受结构上的限制时——上置蜗杆。 *若速度高于10m／s——必须采用压力喷油润滑。
a
=
1 2
(d1′
+
d2′ )
=
1 2
m(q
+
z′2
+
2x2 )
=
1 2
m(q
+
z2
)
机械制图 第六节蜗杆、蜗轮的结构,画法和图样
二、蜗杆、蜗轮规定画法
1、蜗杆的规定画法
齿顶线、齿顶圆（粗实线）
齿根线（细实线，可不画）、 齿根圆可不画 分度线、分精度选20圆21版（课件点划线）
6
精选2021版课件 7
2、蜗轮规定画法
精选2021版课件
齿根圆不画
8
3、蜗杆、蜗轮的啮合画法
精选2021版课件 9
精选2021版课件 10
蜗杆蜗轮的啮合画法
精选2021版课件 11
一、蜗杆、蜗轮的结构
1、蜗轮的结构 1）整体式
铸铁蜗轮或 直径小于 100mm的青铜 蜗轮。
精选2021版课件 2
2)轮毂式
用于蜗轮直径较大的情况。
最后切去
精选2021版课件 3
青铜齿圈 与铸铁轮芯组 合结构，加骑 缝螺钉固定。
精选2021版课件 4
2、蜗杆的结构 蜗杆一般与轴做成Βιβλιοθήκη 体。精选2021版课件 5