蜗轮蜗杆
蜗轮蜗杆计算
2、根据齿面形状不同分为：
普通蜗杆传动
圆弧圆柱蜗杆传动
3、阿基米德蜗杆
在轴剖面：直线齿廓 法剖面：凸曲线 垂直轴剖面：阿基米德螺线 车削加工，不能磨削，精度低。
蜗轮滚刀：与蜗杆尺寸相同 在中间平面上可看成直齿齿条与渐开线齿轮啮合
9.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算
中间平面上的参数作为设计基准
单位时间由箱体外壁散发到空气中的热量为
H 2 K s A(t t0 )
W
式中 Ks—散热系数 A—散热面积 t—达到平衡时，箱体内的 油温，t在800以内 t0—周围空气温度， t0=200
根据热平衡条件H1=H2可求得既定工作条件下 的油温
t
t0
1000 P1 (1 )
Ks A
C
在既定工作条件下，保持正常油温所需要的 散热面积
一、蜗杆传动的特点和应用
1、特点：
单级传动比大; 结构紧凑; 传动平稳，无噪音; 可自锁; 传动效率低; 成本高。
2、应用：
机床：数控工作台、分度 汽车：转向器 冶金：材料运输 矿山：开采设备 起重运输：提升设备、电梯、 自动扶梯
二、蜗杆传动的类型
1、按蜗杆形状分
圆柱蜗杆传动
环面蜗杆传动 锥蜗杆传动
A 1000 P1 (1 )
K s (t t0 )
m2
一般应使t在80℃以下
若t>80℃或有效的散热面积不足时,则必须
采取措施,以提高其散热能力
常用措施: 1 、合理设计箱体结构,铸 出或焊上散热片,以增大散 热面积
2 、在蜗轮轴上装置风扇, 进行人工通风,以提高散 热系数
3 、在箱体油池内装 设蛇形冷却水管
[ ]H —蜗轮材料的许用接触应力，MPa
蜗轮和蜗杆
蜗杆蜗轮蜗杆蜗轮用于两交叉轴(交叉角一般为直角)间的传动。
通常蜗杆主动，蜗轮从动，用于减速，可获得较大的传动比。
蜗杆蜗轮传动中(图9-60)，最常用的蜗杆为圆柱形阿基米德蜗杆。
这种蜗杆的轴向齿廓是直线，轴向断面呈等腰梯形，与梯形螺纹相似。
蜗杆的齿数称为头数，相当于螺纹的线数，常用单头或双头。
图9-60 蜗杆蜗轮传动蜗轮相当于斜齿圆柱齿轮，其轮齿分布在圆环面上，使轮齿能包住蜗杆，以改善接触状况，这是蜗轮形体的一个特征。
(一)蜗杆蜗轮的主要参数与尺寸计算1、齿距p与模数m在包含蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的中间平面内(图9-60)，蜗杆的轴向齿距p x应与蜗轮的端面齿距P t相等(p x=p t=p)，所以蜗杆的轴向模数m x与蜗轮的端面模数m t也相等(m x=m t=m)，并规定为标准模数。
蜗轮分度圆直径d2、喉圆直径d a2、齿根圆直径d f2均在中间平面内度量。
2、蜗杆直径系数q蜗杆直径系数是蜗杆特有的一个重要参数，它等于蜗杆的分度圆直径d1与轴向模数m的比值，即q=d1/m或d1=mq对应于不同的标准模数，规定了相应的q值。
引入这一系数的目的，主要是为了减少加工刀具的数目。
沿蜗杆分度圆柱面展开，螺旋线展成倾斜直线，如图9-61所示，斜线与底线间的夹角γ，称为蜗杆的导程角。
当蜗杆直径系数q和头数z1选定后，导程角丁就惟一确定了。
它们之间的关系为tanγ=p x z1/πd1=πmz1/πm q=z1/q一对相互啮合的蜗杆和蜗轮，除了模数和齿形图9-61 蜗杆的导程角角必须分别相同外，蜗杆导程角γ与蜗轮螺旋角卢应大小相等、旋向相同，即γ=β。
蜗杆与蜗轮各部分尺寸与模数m、蜗杆直径系数q、导程角γ和齿数z1、z2有关，其具体关系见表9-15。
表9-15 标准蜗杆、蜗轮各部分尺寸计算公式(二)蜗杆蜗轮的画法1、蜗杆的画法蜗杆一般选用一个视图，其齿顶线、齿根线和分度线的画法与圆柱齿轮相同，如图9-62所示。
蜗轮蜗杆讲解
蜗轮蜗杆讲解
蜗轮蜗杆传动是一种特殊的交错轴斜齿轮传动，主要由蜗杆和蜗轮组成。
以下是关于蜗轮蜗杆传动的详细讲解：
1. 组成：
* 蜗杆：具有一个或几个螺旋齿，并且与蜗轮啮合而组成交错轴齿轮副的齿轮。
其分度曲面可以是圆柱面、圆锥面或圆环面。
* 蜗轮：类似斜齿圆柱齿轮，但为了改善啮合情况，通常将其齿廓做成圆弧形，以包住蜗杆部分。
2. 工作原理：
* 蜗轮蜗杆传动时，蜗轮轮齿沿着蜗杆的螺旋面作滑动和滚动。
* 蜗杆和螺纹类似，有右旋和左旋之分，分别称为右旋蜗杆和左旋蜗杆。
* 当蜗杆升角小于齿轮间的当量摩擦角时，蜗杆蜗轮传动具有反行程自锁性，即只能以蜗杆带动蜗轮，不能以蜗轮带动蜗杆。
3. 特点：
* 传动比大：这意味着当蜗杆转动一定的角度时，蜗轮可以转动更大的角度。
* 结构紧凑：由于其紧凑的结构，蜗轮蜗杆传动通常用于需要较小空间的应用。
* 传动平稳，无噪声：这使得蜗轮蜗杆传动在需要平稳、安静的场合特别有用。
* 具有自锁性：如上所述，当蜗杆升角小于齿轮间的当量摩擦角时，传动具有反行程自锁性。
* 传动效率较低：由于滑动和滚动的存在，传动效率相对较低。
* 磨损较严重：由于齿面之间的滑动和滚动，导致齿面磨损较严重。
* 蜗杆轴向力较大：这可能导致轴承摩擦损失较大。
4. 应用：
* 蜗轮蜗杆传动广泛应用于各种机械中，如机床、减速器、汽车、飞机等。
它们通常用于传递交错轴之间的运动和动力，特别是在需要大传动比、紧凑结构和自锁性的场合。
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。
蜗轮蜗杆工作原理
蜗轮蜗杆工作原理蜗轮蜗杆传动是一种常见的传动方式，它由蜗轮和蜗杆两部分组成。
蜗轮是一种圆柱体，其表面呈螺旋线状，而蜗杆则是一种带有螺旋槽的圆柱体。
蜗轮和蜗杆之间通过啮合实现传动。
蜗轮蜗杆传动具有传动比大、传动平稳、噪音小等优点，因此在各种机械设备中得到广泛应用。
蜗轮蜗杆传动的工作原理主要包括以下几个方面：1. 蜗轮蜗杆的啮合。
蜗轮和蜗杆之间的啮合是蜗轮蜗杆传动的核心。
当蜗杆旋转时，蜗轮的螺旋线状表面会与蜗杆的螺旋槽相啮合，从而实现传动。
由于蜗轮的螺旋线角度通常很小，因此在传动过程中会产生较大的传动比，从而实现减速传动的效果。
2. 蜗轮蜗杆的传动比。
蜗轮蜗杆传动的传动比取决于蜗轮的齿数和蜗杆的节距。
一般而言，蜗轮蜗杆传动的传动比可以通过蜗轮齿数与蜗杆节距的比值来计算。
传动比越大，传动效果越明显，可以实现较大的减速比。
3. 蜗轮蜗杆的工作原理。
蜗轮蜗杆传动的工作原理是利用螺旋线的力学原理来实现传动。
当蜗杆旋转时，由于蜗轮的螺旋线状表面与蜗杆的螺旋槽相啮合，会产生一个轴向的力，从而实现传动效果。
同时，蜗轮的齿数和蜗杆的节距也会影响传动效果和传动比。
4. 蜗轮蜗杆的应用领域。
蜗轮蜗杆传动由于其传动比大、传动平稳、噪音小等优点，被广泛应用于各种机械设备中，如起重机、输送机、冷却塔等。
在这些设备中，蜗轮蜗杆传动可以实现较大的减速比，从而满足设备对于传动效果的要求。
总结，蜗轮蜗杆传动是一种常见的传动方式，其工作原理是利用螺旋线的力学原理来实现传动。
蜗轮和蜗杆之间的啮合、传动比和传动效果是蜗轮蜗杆传动的关键。
由于其优点，蜗轮蜗杆传动被广泛应用于各种机械设备中，满足了这些设备对于传动效果的要求。
蜗轮蜗杆的原理,特点和应用范围
蜗轮蜗杆的原理,特点和应用范围
1. 嘿，你知道蜗轮蜗杆的原理吗？就像两个相互配合的好伙伴，蜗轮就像个小跟班，乖乖地跟着蜗杆转呢！比如在卷扬机里，蜗杆带着蜗轮，让重物能稳稳地被吊起，多神奇呀！
2. 蜗轮蜗杆的特点可不少呢！它的传动比很大呀，就好比大力士能轻松推动很重的东西一样。
像那些自动扶梯，不就是靠着蜗轮蜗杆才能稳定运行嘛！
3. 哇塞，蜗轮蜗杆的自锁性那可是相当厉害呢！就像是一把牢固的锁，一旦锁住就很难松动。
像一些起重机，停在那里就稳稳当当的，靠的就是这自锁性呀，厉害吧？
4. 蜗轮蜗杆的应用范围广着呢！在汽车的转向系统里，它默默工作，让我们能轻松操控方向，这多重要啊！
5. 你想想，在工业生产中，蜗轮蜗杆可是大功臣啊！它就像不知疲倦的小蜜蜂，不停地工作着。
比如印刷机里，有了它，纸张才能精准地移动呀！
6. 蜗轮蜗杆在一些医疗器械中也有大用处呀！它能精确地传递动力，帮助医生更好地治疗病人。
这不就像医生的得力助手嘛！
7. 哎呀呀，蜗轮蜗杆在很多玩具里也出现呢！让玩具能做出各种有趣的动作，给我们带来欢乐。
这不就是生活中的小惊喜吗？
8. 总之，蜗轮蜗杆的原理、特点和应用范围真的太有意思啦！它在我们生活的方方面面都发挥着重要作用，我们真应该好好了解它呀！
我的观点结论：蜗轮蜗杆真的很牛，给我们的生活带来了很多便利和乐趣！。
蜗轮蜗杆是不是标准件
蜗轮蜗杆是不是标准件蜗轮蜗杆传动是一种常见的传动形式，它具有传动比大、传动平稳、噪音小等特点，因此在机械制造中得到了广泛的应用。
那么，蜗轮蜗杆是不是标准件呢？这个问题涉及到了蜗轮蜗杆的定义、特点、生产和应用等方面的内容。
本文将从多个角度对这个问题进行探讨。
首先，我们来看蜗轮蜗杆的定义。
蜗轮蜗杆是一种传动装置，它由蜗轮和蜗杆两部分组成，通过它们之间的啮合传递动力。
蜗轮是一种外形呈螺旋线的齿轮，蜗杆则是一种外形呈螺旋线的轴，它们之间的啮合能够实现传动。
蜗轮蜗杆传动具有传动比大、传动平稳、噪音小等特点，因此在一些对传动精度要求较高的场合得到了广泛的应用。
其次，我们来看蜗轮蜗杆的生产。
蜗轮蜗杆是一种比较特殊的传动装置，它的生产工艺相对复杂。
蜗轮蜗杆的生产需要经过铸造、车削、磨齿等多道工序，生产出来的蜗轮蜗杆需要经过严格的检测和测试，确保其传动精度和可靠性。
由于蜗轮蜗杆的生产工艺比较复杂，因此一般情况下并不是标准件，而是需要根据具体的使用要求进行定制生产。
再次，我们来看蜗轮蜗杆的应用。
蜗轮蜗杆传动由于其传动比大、传动平稳、噪音小等特点，在一些对传动精度要求较高的场合得到了广泛的应用。
比如在工程机械、起重设备、食品机械等领域，蜗轮蜗杆传动都有着重要的应用。
由于蜗轮蜗杆的传动特性，一般情况下需要根据具体的使用要求进行设计和生产，因此并不是标准件。
综上所述，蜗轮蜗杆并不是标准件，它的生产和应用都需要根据具体的使用要求进行设计和制造。
当然，对于一些常见的蜗轮蜗杆传动装置，可以根据其标准化设计和生产，形成标准件进行销售。
但总的来说，蜗轮蜗杆并不是通用的标准件，而是需要根据具体的使用要求进行定制生产的传动装置。
蜗轮蜗杆工作原理
蜗轮蜗杆工作原理蜗轮蜗杆传动是一种常见的传动形式，它由蜗轮和蜗杆两部分组成，通过它们之间的啮合传递动力，实现转速和扭矩的变换。
蜗轮蜗杆传动具有传动比大、传动平稳、噪音小等优点，因此在工业领域得到了广泛的应用。
下面我们将详细介绍蜗轮蜗杆工作原理。
蜗轮蜗杆传动的工作原理主要是利用蜗轮和蜗杆的啮合来实现动力传递。
蜗轮是一种外形呈螺旋状的圆柱体，蜗杆则是一根螺旋线形状的圆柱体。
当蜗轮和蜗杆啮合时，通过旋转蜗轮来带动蜗杆一起旋转，从而实现动力传递。
蜗轮蜗杆传动的特点是传动比大，通常可达10~80，有的甚至可达100以上，因此适用于需要大传动比的场合。
蜗轮蜗杆传动的工作原理还体现在其传动方式上。
蜗轮蜗杆传动是一种摩擦传动，它利用蜗轮和蜗杆的啮合面摩擦来传递动力。
在传动过程中，蜗轮和蜗杆之间的啮合面不断接触、分离，从而形成一种相对运动，使得蜗轮和蜗杆能够相互传递动力。
由于蜗轮和蜗杆之间的啮合面呈螺旋状，因此在传动过程中能够产生较大的摩擦力，从而实现高效的动力传递。
除了传动方式外，蜗轮蜗杆传动的工作原理还包括其结构特点。
蜗轮蜗杆传动的结构紧凑，传动效率高。
蜗轮和蜗杆的啮合面呈螺旋状，使得在传动过程中能够产生较大的摩擦力，从而实现高效的动力传递。
同时，蜗轮蜗杆传动的结构简单，制造成本低，易于维护，因此在工业领域得到了广泛的应用。
总的来说，蜗轮蜗杆传动是一种常见的传动形式，它通过蜗轮和蜗杆之间的啮合来实现动力传递。
蜗轮蜗杆传动具有传动比大、传动平稳、噪音小等优点，因此在工业领域得到了广泛的应用。
希望通过本文的介绍，能够对蜗轮蜗杆传动的工作原理有一个更加深入的了解。
蜗杆与蜗轮主要参数及几何计算
蜗杆与蜗轮主要参数及几何计算一、蜗杆与蜗轮的主要参数1. 模数：蜗杆和蜗轮的齿轮尺寸参数之一，用来描述蜗轮齿数与蜗杆齿数的比例关系。
模数的单位通常为毫米（mm），常用的模数有0.5、1、1.5、2等。
2.蜗杆传动比（减速比）：蜗杆与蜗轮之间齿轮传动的转速比，一般用i表示。
传动比等于蜗轮的齿数除以蜗杆的齿数，即i=Z2/Z1、蜗杆传动比通常为10至80左右。
3.螺旋线角度：蜗杆的螺旋线与轴线的夹角，通常用θ表示。
螺旋线角度决定了蜗杆的斜度，直接影响到蜗杆与蜗轮传动的效率。
4.蜗杆和蜗轮的材料：由于传动过程中会有相对滑动和高速摩擦，所以蜗杆和蜗轮通常使用耐磨、耐热、耐疲劳的材料，比如高强度合金钢、铜合金等。
5.渐开线角：蜗杆渐开线与垂直于轴线的圆柱面交线的夹角，用α表示。
渐开线角的大小会直接影响到蜗杆与蜗轮的传动效率和噪音。
二、蜗杆与蜗轮的几何计算1.蜗杆的直径计算：蜗杆的直径可以根据承受的转矩和材料的强度来确定。
通常根据公式d=K∛(T/σ)计算，其中d为蜗杆直径，K为一个系数，T为扭矩，σ为所选材料的强度。
2.蜗杆和蜗轮的齿数计算：蜗杆和蜗轮的齿数需要满足传动比和滚动角度等要求。
通常滚动角度为20°时，蜗杆的齿数为4至6；滚动角度为15°时，蜗杆的齿数为6至9、齿数的具体计算可以根据所选的传动比和齿轮的模数来确定。
3. 蜗轮的直径计算：蜗轮的直径需要根据滚动角度和蜗杆直径来确定。
一般来说，蜗轮的直径大于或等于蜗杆的直径。
可以根据公式d2 =d1 + 2mcosα 计算，其中d2为蜗轮的直径，d1为蜗杆的直径，m为模数，α为渐开线角。
4.蜗杆传动比的计算：蜗杆传动比等于蜗轮的齿数除以蜗杆的齿数。
根据所选的传动比和蜗杆的齿数，可以计算出蜗轮的齿数。
以上是蜗杆与蜗轮的主要参数和几何计算的介绍，这些参数和计算方法的正确选择和应用，能够保证蜗杆与蜗轮传动的效率和可靠性。
在实际应用中，还需要考虑到摩擦和磨损等因素，选择适当的润滑方式和材料，以提高传动的效率和寿命。
机械设计：蜗轮蜗杆
HBS ≤ 350
HRC ≥ 45
金属型 ≤ 25 200 220
砂型 ≤ 10 110 125
一、蜗杆传动的失效形式及材料选择
主要失效形式： 胶合、点蚀、磨损。
材料
蜗轮齿圈采用青铜：减摩、耐磨性、抗胶合。
蜗杆采用碳素钢与合金钢：表面光洁、硬度高。
材料牌号选择：
高速重载蜗杆：20Cr,20CrMnTi(渗碳淬火56~62HRC) 或 40Cr 42SiMn 45 (表面淬火45~55HRC)
df =1.2mq df =1.2mq
da1=m(q+2) da1=m(q+2)
df1=m(q-2.4) df2=m(q-2.4)
pa1=pt2= px=π m
c=0.2 m
a=0.5(d1 + d2) m=0.5m(q+z2)
§12-3 蜗杆传动的失效形式、材料和结构
蜗轮蜗杆轮齿旋向相同.
设计：潘存云
为了减少加工蜗轮滚刀的数量，规定d1 只能取标准值。
若 ∑ ＝90°
∴ γ1＝β2
t
t
β2
β1
∵ γ1+β1 ＝90°
蜗轮右旋
蜗杆右旋
＝β1+β2
β1
γ1
d1
s=e的圆柱称为蜗杆的分度圆柱。
e
s
d2
∑
表12－1 蜗杆分度圆直径与其模数的匹配标准系列 mm
m 1 1.25 1.6 2
02
03
04
05
06
01
12-2 圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸
12-1 蜗杆传动的特点和类型
12-3 蜗杆传动的失效形式、材料和结构
机械设计基础之蜗轮蜗杆详解
压力角: α=20° 动力传动，推荐：α=25° 分度传动，推荐用 α=15°
蜗轮蜗杆轮齿旋向相同. 蜗轮右旋 蜗杆右旋 若 ∑ ＝90° ＝β1+β2 β1 t ∵ γ1+β1 ＝90° ∑ β2 ∴ γ 1＝β 2 s=e的圆柱称为蜗杆的分度圆柱。 为了减少加工蜗轮滚刀的数量，规定d1 只能取标准值。 e s d1
于是有： d1 = mq tgγ1 = px z1 /π d1 = mz1 / d1 = z1 / q
表12－1 蜗杆分度圆直径与其模数的匹配标准系列 mm
m d1 18 20 22.4 2.5 m d1 (22.4) 28 (35.5) 45 m d1 m 6.3 d1 (80) 112 (63) 80 (100) 140
第12章 蜗杆传动
§12-1 §12-2 §12-3 §12-4 §12-5 §12-6 蜗杆传动的特点和类型 圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 蜗杆传动的失效形式、材料和结构 圆柱蜗杆传动的受力分析 圆柱蜗杆传动的强度计算 圆柱蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算
§12-1
蜗杆传动的特点和类型
作用： 用于传递交错轴之间的回转运动和动力。 蜗杆主动、蜗轮从动。 ∑＝90°
设计：潘存云
表12-2 蜗杆头数z1与蜗轮齿数z2的推荐值
传动比i 蜗杆头数z1 蜗轮齿数z2 7~13 4 28~52 14~27 2 28~54 28~40 2、 1 28~80 >40 1 >40
4. 蜗杆的导程角γ 将分度圆柱展开得： tgγ1=l/π d1 = z1 px1/π d1 = mz1/d1
蜗杆中圆直径，蜗轮分度圆直径 齿顶高 齿根高 顶圆直径 根圆直径 蜗杆轴向齿距、蜗轮端面齿距 径向间隙 中心距
蜗轮蜗杆的原理
蜗轮蜗杆的原理
蜗轮蜗杆是一种重要的传动机构，它主要由蜗轮和蜗杆构成。
其原理是利用蜗杆的螺旋线槽与蜗轮的齿轮进行啮合，实现转动的传动。
蜗杆是一种带有螺旋线槽的圆柱体，其槽的形状与蜗轮的齿轮相对应。
而蜗轮则是一种圆盘状装置，其表面有一系列螺旋状齿轮。
蜗杆的螺旋线槽和蜗轮的齿轮之间形成一种斜面啮合。
蜗杆传动的原理是通过转动蜗杆，使得蜗轮沿着螺旋线槽滚动。
由于蜗轮的齿轮与蜗杆的槽相对应，蜗杆的转动会传递给蜗轮，并且通过齿轮的啮合，使得蜗轮转动。
蜗轮传动的特点是转速低，但扭矩大，能够实现高传动比的传动效果。
蜗轮蜗杆传动具有很多优点。
首先，它的传动效率较高，达到90%以上。
其次，由于蜗杆的传动比较大，可以实现减速传动，适用于对转速要求较低而扭矩要求较大的场合。
此外，蜗轮蜗杆传动还具有平稳性好、噪音低等优点。
总之，蜗轮蜗杆传动通过蜗杆的螺旋线槽与蜗轮的齿轮啮合，使得蜗轮能够传递蜗杆的转动。
它是一种高效、可靠的传动方式，在机械传动中得到广泛应用。
蜗轮蜗杆计算范文
蜗轮蜗杆计算范文蜗轮蜗杆传动是一种常见的传动机构，常用于机械设备中的变速装置。
蜗轮蜗杆传动具有结构简单、传动效率高、传动比稳定等优点，因此被广泛应用于各个领域。
本文将介绍蜗轮蜗杆的计算方法及其相关理论知识。
一、蜗轮蜗杆的结构和工作原理蜗轮蜗杆传动是由蜗轮和蜗杆两个主要部分组成。
蜗轮是一种圆筒体，表面上具有螺旋形的齿轮槽，称为蜗旋。
而蜗杆则是一种圆柱体，外表面呈螺旋形。
当蜗杆和蜗轮啮合时，蜗杆以蜗旋为中心旋转，带动蜗轮转动。
蜗杆的转动方向与蜗轮的转动方向相反，因此可以实现降速、增力或反向转动的功能。
二、蜗轮蜗杆的计算公式1.蜗轮的模数蜗轮的模数（m）是指蜗轮齿轮直径D与齿数z之比，即m=D/z。
蜗轮的模数主要取决于装配要求、传动效率和传动扭矩。
一般来说，模数越大，齿数越小，传动效率越高，但扭矩传递能力较小。
而模数越小，齿数越大，扭矩传递能力越大。
2.蜗杆的螺旋角蜗杆的螺旋角是指蜗杆旋转一周时进给长度与圆周长度之比，用φ表示。
螺旋角的大小对蜗杆传动的传动比和传动效率有着重要影响。
一般来说，螺旋角越小，传动比越大，但传动效率降低；螺旋角越大，传动比越小，但传动效率提高。
3.蜗杆的型齿数蜗杆的型齿数（q）是指蜗杆一圈中的有效齿数。
型齿数的大小与蜗轮齿数和螺旋角有关。
型齿数的确定需要满足一定的条件，主要是保证蜗轮与蜗杆的啮合工作时，蜗杆的中距（轴向距离）不超过蜗杆模数（m）的2倍。
4.蜗杆的齿顶高度蜗杆的齿顶高度（hi）是指蜗杆齿顶与齿底的距离。
齿顶高度的大小主要由传动功率、传动速度和模数等因素决定。
三、蜗轮蜗杆传动的计算方法蜗轮蜗杆的传动计算主要包括蜗杆的截面尺寸计算、传动比的计算、传动效率的计算、轴向力的计算等。
1.蜗杆的截面尺寸计算蜗杆的截面尺寸计算主要包括蜗杆的直径计算和蜗杆的长度计算。
蜗杆的直径计算需要根据扭矩大小和传动比来确定。
而蜗杆的长度计算则需要根据装配空间和传动要求来确定。
2.传动比的计算传动比可以通过蜗轮与蜗杆的齿数比来计算，即传动比（i）=蜗轮的齿数（zw）/蜗杆的齿数（zz）。
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。
蜗轮蜗杆减速器原理
蜗轮蜗杆减速器原理
蜗轮蜗杆减速器是一种常用的传动装置，它通过蜗轮和蜗杆的组合来实现减速的作用。
蜗轮蜗杆减速器由蜗轮、蜗杆、壳体、轴承等构成。
蜗轮蜗杆减速器的工作原理是，蜗轮通过旋转驱动蜗杆旋转，蜗杆将旋转运动转化为轴向移动，从而实现减速的目的。
具体过程如下：
1. 当输入轴驱动蜗轮旋转时，蜗轮的齿轮将与蜗杆的螺纹齿笼接触。
2. 而由于蜗轮的斜齿设计，蜗轮的每一次旋转只能推动蜗杆移动其螺距的一小段距离。
3. 当蜗轮旋转一圈后，蜗杆只移动了一个螺距的距离，因此实现了减速作用。
4. 蜗轮蜗杆减速器的传动比是由蜗轮齿数与蜗杆螺旋齿高之比决定的。
5. 在减速过程中，蜗轮和蜗杆的接触面会产生大量的滑动摩擦，因此需要用润滑油来保持润滑。
蜗轮蜗杆减速器具有结构简单、体积小、传动效率高等特点，广泛应用于各种机械设备中，如机床、升降机、搅拌设备等。
它不仅可以实现减速的功能，还可以改变运动方向。
蜗轮蜗杆受力分析
油膜厚度
油膜厚度对润滑效果有很大影响，厚度过大会增加 摩擦阻力，过小则可能无法起到润滑作用。
防护措施
为防止灰尘、水分等杂质进入蜗轮蜗杆系统 ，需采取有效的防护措施，如密封圈、防尘 盖等。
04
蜗轮蜗杆的制造工艺
材料选择
蜗轮蜗杆的材料选择对其性能和寿命至关重要。常用的材料包括铸铁、铸钢、钢材等，这些材料具有较高的强度、耐磨性和 耐腐蚀性，能够满足蜗轮蜗杆的工作需求。
02
在轻工机械中，蜗轮蜗杆传动 常用于缝纫机、卷烟机、食品 包装机等设备中，以实现精确 的传动和调速。
03
在汽车工业中，蜗轮蜗杆传动 常用于发动机的配气机构和变 速箱中，以实现高速和高效的 传动。
02
蜗轮蜗杆的受力分析
蜗轮蜗杆的法向力
定义
法向力是指蜗轮蜗杆在垂直于其轴线方向上所受到的 作用力，也称为正压力。
产生原因
由于蜗轮蜗杆的齿面接触，使得齿面之间产生正压力， 从而产生法向力。
影响
法向力的大小直接影响蜗轮蜗杆的传动效率和承载能 力。
Hale Waihona Puke 蜗轮蜗杆的切向力定义
切向力是指蜗轮蜗杆在沿着其轴线方向上所受到的作用力，也称 为切向推力或扭矩。
产生原因
由于蜗轮蜗杆的传动过程中，蜗杆的旋转会对蜗轮产生推力，从 而产生切向力。
案例二：某传动装置中的蜗轮蜗杆受力分析
总结词
该案例详细分析了传动装置中蜗轮蜗杆 的受力情况，包括法向力、切向力和轴 向力，并提出了相应的优化措施。
VS
详细描述
在传动装置中，蜗轮蜗杆的受力情况复杂 。法向力是传递动力的主要力，切向力产 生摩擦以传递扭矩，轴向力则与传动方向 垂直。为了提高蜗轮蜗杆的寿命和传动效 率，需要对其受力进行详细分析，并采取 相应的优化措施，如调整模数、齿数等参 数，或改变润滑方式等。
蜗轮蜗杆课件
CATALOGUE
目 录
• 蜗轮蜗杆概述 • 蜗轮蜗杆的工作原理 • 蜗轮蜗杆的设计与制造 • 蜗轮蜗杆的安装与维护 • 蜗轮蜗杆的应用案例分析 • 总结与展望
01
CATALOGUE
蜗轮蜗杆概述
蜗轮蜗杆定义与特点
蜗轮蜗杆定义
蜗轮蜗杆是一种常用的减速装置 ，通过蜗轮和蜗杆的啮合实现动 力的传递和减速。
确保蜗轮蜗杆的规格和型号与 传动系统相匹配。
在安装完成后要进行试运行， 检查传动效果。
蜗轮蜗杆的维护保养方法与周期
维护保养方法 定期清理蜗轮蜗杆的表面，去除油污和杂质。
检查蜗轮蜗杆的磨损情况，如有需要更换磨损件。
蜗轮蜗杆的维护保养方法与周期
定期检查传动系统的紧固件，确保其牢固可靠。 在使用过程中要定期润滑，保证传动顺畅。 维护保养周期
蜗轮蜗杆的维护保养方法与周期
一般情况下，每季度进行一次维护保 养。
如果使用环境恶劣或长时间未使用， 应适当增加维护保养次数。
蜗轮蜗杆的故障诊断与排除方法
01
故障诊断
02
如果传动系统出现异常声音或振动，可能是蜗轮蜗杆磨损或松
动。
如果传动效率下降或传动不顺畅，可能是间隙过大或润滑不良
03 。
蜗轮蜗杆的故障诊断与排除方法
对未来发展趋势的展望
技术创新
绿色环保
随着科技的不断进步，蜗轮蜗杆的设计和 制造技术将不断得到改进和创新，提高传 动效率和可靠性。
环保意识的提高将促使蜗轮蜗杆的设计更 加注重环保和节能，采用更加环保的材料 和制造工艺。
智能化发展
应用领域拓展
随着工业4.0和智能制造的快速发展，蜗轮 蜗杆的制造和装配将更加智能化，提高生 产效率和产品质量。
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二、蜗杆蜗轮的结构 蜗杆通常与轴制成一体 → 蜗杆轴
b1
蜗轮结构
轮齿部分——青铜 轮毂部分——钢
§11-4 圆柱蜗杆传动的受力分析
a
1 2
(d1
mz
2
)
x
1 2 (z 2
z 2 )
x＞0 z 2 z 2 齿数↓
x＜0 z 2 z 2 齿数↑
普通圆柱蜗杆传动与斜齿轮传动 的区别：
齿轮传动
传动比 i — m、α — β— d1 —
i = d2 / d1 法面为标准值 β1= - β2 d1= mnz1/cosβ
蜗杆传动
i ≠ d2 / d1 中间平面为标准值 γ =β, 旋向相同 d1=mq,且为标准值
v2 = v1 tgγ
2
ω2
v2
p
ω1
1
t
ω2 2 ω1
v2 p
1
蜗轮的转向:
γγ vS v1 t
用手势确定蜗轮的转向：
右旋蜗杆：伸出左手，四指顺蜗杆转向，则蜗轮的 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
2
v2
p 1
ω1
a r2 r1
2 ω2
p
v2 ω1
1
6.中心距 a = r1+r2 = m(z2+q)/2
11-6、蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算
（一）蜗杆传动的效率
功率损耗：啮合损耗、轴承摩擦损耗、搅油损耗。
蜗杆主动时，总效率为：
蜗杆导程角
123
（0.95
~
0.96） tan tan( V
)
当量摩擦角（根据滑动速度 Vs由表11-18、表11-19选）
设计之初，效率与蜗杆头数的大致关系为：
蜗杆头数Z1 １
蜗轮齿数： z2= i z1 为避免根切： z2≥ 26 (28)
一般情况： z2≤ 80 z2过大 → 结构尺寸↑ → 蜗杆长度↑
→ 刚度、啮合精度↓
5.齿面间滑动速度vS及蜗轮转向的确定
由相对运动原理可知: v1 = v2 + vS
作速度向量图，得:
vS = v2 2+ v1 2 = v1 / cos γ
d1 =mq
d2=mz2
ha=m
ha=m
df =1.2mq
df =1.2mq
da1=m(q+2) da2=m(z2+2) df1=m(q-2.4) df2=m(z2-2.4)
pa1=pt2= px=π m
c=0.2 m
a=0.5(d1 + d2) m=0.5m(q+z2)
§11-3 蜗杆传动的失效形式、材料和结构
形成：若单个斜齿轮的齿数很少（如z1=1）而且β1很 大时，轮齿在圆柱体上构成多圈完整的螺旋。
所得齿轮称为:蜗杆。
蜗轮
而啮合件称为:蜗轮。
ω2
2 蜗杆
ω1 1
点接触
线接触
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
蜗轮的转向
7、变位系数 1)变位目的：配凑中心距；凑传动比。 2)变位方法：与齿轮变位相同, 靠刀具的移位实现变位。 加工蜗轮时的滚刀与蜗杆尺寸相同，加工时滚 刀只作径向移动，尺寸不变。 故：蜗杆尺寸不能变动，只能对蜗轮变位
3)变位结果
∴蜗轮——尺寸发生变化，但 d 2 d 2 ∴蜗杆——各部分尺寸不变，但节线变化 d1 d1
Yβ （为螺旋角影响系数）—— Yβ =1-γ/140˚
[σ]F =KFN·[σ] ' F
基本许用应力（表11-8）
接触强度的寿命系数(与前同)
三、蜗杆的刚度计算
蜗杆过大的变形，会造成轮齿上的载荷集中，影响蜗杆与 蜗轮的正确啮合，故要校核弯曲刚度。
校核蜗杆刚度时，近似看作以蜗杆齿根圆为直径的轴段。
4. 传动比 i、蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2
蜗杆头数z1 ：即螺旋线的数目。 蜗杆转动一圈，相当于齿条移动
z1个齿，推动蜗轮转过z1个齿。
通常： 传动比
z1=1~4 : i=
-nn-21-
=
-zz-12
≠--dd-12
d
若想得到大 i , 可取： z1=1，但传动效率低。
对于大功率传动 , 可取： z1=2，或 4。
法向力可分解为三个分力：
圆周力：Ft 轴向力：Fa 径向力：Fr
且有如下关系：
Ft1 = Fa2 =2T1 / d1 Fa1 = Ft2 =2T2 / d2
Fr1 = Fr2 = Ft2 tgα
ω2
Fa2 Fr2 α Ft2
ω1
Fa1
Ft1 Fr1
式中：T1 、T1分别为作用在蜗杆与蜗轮上的扭矩。
T2= T1 i η
刚度条件：
I
d
4 f1
（蜗杆危险截面的惯性矩）
64
y Ft12 Fr21 L'3 y L' 0.9d2 （蜗杆两端支承跨距）
48EI
y d1 /1000 （蜗杆许用挠度）
四、普通圆柱蜗杆传动的精度等级及其选择
GB10089-1988对蜗杆、蜗轮和蜗杆传动规定了12个精度等级； 1级精度最高，依次降低。
§11-1 §11-2 §11-3 §11-4 §11-5 §11-6
第11章 蜗杆传动
蜗杆传动的特点和类型 圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 蜗杆传动的失效形式、材料和结构 圆柱蜗杆传动的受力分析 圆柱蜗杆传动的强度计算 圆柱蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算
§11-1 蜗杆传动的特点和类型
作用： 用于传递交错轴之间的回转运动和动力。 蜗杆主动、蜗轮从动。∑＝90°
一、蜗杆传动的失效形式及材料选择
主要失效形式： 一般发生在蜗轮上
• 蜗杆传动的主要失效形式是胶合和 磨损。闭式蜗杆传动以胶合为主要失效 形式，开式蜗杆传动主要是齿面磨损。
• 对闭式蜗杆传动，一般按齿面接触 强度计算，并进行热平衡校核，进行蜗 轮齿根弯曲疲劳强度校核；对于开式蜗 杆传动，只需进行齿根弯曲疲劳强度计 算。
KA——使用系数（表11-5） Kβ——齿向载荷分布系数 ：载荷平稳时Kβ =1，否则 Kβ =1.1~1.3 KV——动载系数 ：v23m/s KV =1~1.1，否则 KV =1.1~1.2
ZE 弹性影响系数
Zρ 接触线长度和曲率半径对接触强度的影响系数（接触系数）
Zρ 3.6
3.2
ZA,ZI,ZN,ZK蜗杆
蜗轮蜗杆轮齿旋向相同. 即蜗轮右旋， 蜗杆右旋
且 γ1＝β2
2. 蜗杆的导程角γ s=e的圆柱称为蜗杆的分度圆柱。 将分度圆柱展开得：
tgγ1=Pz/πd1 = z1 pa1/πd1 = mz1/d1
β1 γ1
pa1
Pz
d1
γ1
πd1
3、分度圆直径d1及蜗杆直径系数q
d1 =tm-g-γz11- ≠mz1
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
→ z2 →计算求得 m、d1 →计算几何尺寸
表 11-3 普通圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算
名称
蜗杆中圆直径，蜗轮分度圆直径 齿顶高 齿根高 顶圆直径 根圆直径
蜗杆轴向齿距、蜗轮端面齿距 径向间隙 中心距
计算公式
蜗杆
蜗轮
缺点： 传动效率低、蜗轮齿圈用青铜制造，成本高。
蜗杆传动的类型
根据蜗杆形状不同，蜗轮蜗杆机构可分为：
阿基米德蜗杆
普通圆柱蜗杆机构 渐开线蜗杆
圆柱蜗杆机构
延伸渐开线蜗杆
锥面包络蜗杆
圆弧蜗杆机构
环面蜗杆机构
锥蜗杆机构
杆 圆弧齿圆柱蜗杆
环面蜗杆
锥蜗杆
按蜗杆旋向：左旋、右旋(常用) 判定方法：与螺旋和斜齿轮的旋向判断方法相同。
加工时滚刀直径等参数与蜗杆分度圆直径等参数相同，为了限 制滚刀的数量，国标规定分度圆直径只能取标准值，并与模数 相配。
es
d1
d2
定义： q=d1/m
q 为蜗杆: 直径系数 可由表11－见下2页计算得到。
一般取: q=8～ 18。 于是有： d1 = mq
tgγ1 = pa z1 /πd1 = mz1 / d1 = z1 / q
[σ]H =KHN·[σ] ' H
基本许用应力（表11-7）
接触强度的寿命系数
KHN 8 107 / N , N 60 jn2Lh （j为蜗轮每转一转，每个轮齿啮合的次数）
二、蜗轮齿根弯曲强度计算
蜗轮轮齿的齿形比较复杂，要精确计算齿根的弯曲应力比较困难。
通常把蜗轮近似地当做斜齿圆柱齿轮来考虑，这样计算就带有很大的条件 性。
与齿轮公差相仿，蜗杆、蜗轮和蜗杆传动的公差也分成三个 公差组。
普通圆柱蜗杆传动的精度，一般以6～9级应用得最多。其中： 6级用于中等精度机床的分度机构、发动机调节系统的传动等精 密传动（允许v2>5m/s）； 7级用于运输和一般工业中的中等速度的动力传动(v2<7.5m/s)； 8级用于每昼夜只有短时工作的次要的低速传动(v2≤3m/s)。
进行弯曲强度校核，不仅仅是判断轮齿弯曲断裂的可能性，还可判断 轮齿的弯曲变形（对重载动力蜗杆副它将影响蜗杆副的运动平稳性）。
F
1.53 KT2 d1d 2 m
YFa 2Y