机械基础第五章蜗轮蜗杆传动
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机械设计基础 蜗杆传动
二、蜗杆传动的材料
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
蜗轮
二、蜗杆传动的特点
1.蜗杆传动的优点 （1）传动比大，结构紧凑。一般 i =10~40，在只传递运动 的分度机构中，可达1000。这样大的传动比如果用齿轮传 动，则需要采用多级传动才行，因此蜗杆传动结构紧凑， 体积小，重量轻 （2） 传动平稳，噪声低。由于蜗杆上的齿是连续不间断 的螺旋齿，它与蜗轮齿啮合时是连续不断的，蜗杆齿无啮 入和啮出的过程，因此工作平稳、噪声小。 （3）可制成具有自锁性的蜗杆。当蜗杆的螺旋升角小于啮 合面的当量摩擦角时，机构具有自锁性，蜗杆只能带动蜗 轮转动，而蜗轮不能带动蜗杆转动。
力的大小
圆周力
2T1 Ft1 Fa 2 d1
轴向力
2T2 Ft 2 Fa1 d2
径向力
Fr 1 Fr 2 Ft 2 tan
蜗杆传动受力方向判断
在分析蜗杆传动受力时，应注意其受力方向的确定。 主、从动轮上各对应的力大小相等，方向相反。蜗杆 所受圆周力的方向总是与它的转向相反；径向力的 方向总是指向轴心的。蜗杆受的轴向力的方向与蜗 杆的旋向和蜗杆的旋转方向有关。 方法： 左右手定则
Fr 2
Fr1
蜗杆传动受力方向判断
蜗杆的旋转方向和螺旋线方向如图所示，试判断蜗杆、 蜗轮所受径向力、圆周力和轴向力的方向，以及蜗轮的旋 转方向。 径向力 Fr1 =径向力 Fr 2 指向各自轴心 与转向相反
机械基础之蜗杆传动
机械基础之蜗杆传动1. 概述蜗杆传动是一种常见的机械传动方式，用于将大扭矩通过蜗杆传递给小扭矩的蜗轮。
它是一种精密传动装置，因其传递扭矩平稳可靠而被广泛应用于各种工业机械设备中。
2. 结构蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成。
蜗杆是一种带有螺旋齿的圆柱形轴，其外形类似于蜗牛的螺旋壳。
蜗轮是一种带有封闭螺旋槽的圆盘，其形状与蜗杆的齿相匹配。
蜗轮的齿数通常为1，而蜗杆的螺旋齿数通常为多个。
3. 工作原理当蜗杆转动时，其螺旋齿会将蜗轮推动转动。
由于蜗杆的斜面设计，每转动一圈，蜗轮只转动一颗齿。
这种结构使得蜗杆传动具有很大的减速比，通常可以达到20:1以上。
同时，由于蜗杆和蜗轮的齿轮接触表面较大，使得传动效率较低。
4. 优点和应用蜗杆传动具有以下优点： - 减速比大：通常可以达到20:1以上的减速比。
- 扭矩传递平稳：由于每转动一圈蜗杆，蜗轮只转动一颗齿，使得扭矩传递非常平稳可靠。
- 自锁性：由于摩擦力的存在，在没有外力作用下，蜗杆传动可以固定位置，不会自动转动。
蜗杆传动广泛应用于各种工业机械设备中，如： - 起重机械：使用蜗杆传动可以实现对重物的精确起重与放下。
- 工业机械：这种传动方式可以用于带有大扭矩输出要求的设备，如搅拌机、制动器等。
- 游乐设备：蜗杆传动可以用于旋转设备的减速与传动。
5. 注意事项在使用蜗杆传动时，需要注意以下几点： - 润滑：蜗杆传动的润滑非常重要，可以使用润滑油或润滑脂对齿轮进行润滑，以确保传动效率和寿命。
- 定期维护：定期检查蜗杆传动的磨损情况，并及时更换磨损严重的零部件，以延长传动的使用寿命。
- 负载限制：应根据蜗杆传动的设计参数和工作环境确定其负载限制，以防止传动失效或损坏。
6. 总结蜗杆传动是一种重要的机械传动方式，通过蜗杆和蜗轮的组合，可以实现大扭矩到小扭矩的平稳传递。
其优点包括减速比大、扭矩传递平稳和自锁性，广泛应用于工业机械设备中。
在使用蜗杆传动时，需要注意润滑、定期维护和负载限制等细节，以保证传动的正常运行和寿命。
机械基础第五章
一、蜗杆传动的主要参数 二、蜗杆传动的正确啮合条件
一、蜗杆传动的主要参数
1．模数m、齿形角α 2．蜗杆分度圆导程角γ 3．蜗杆分度圆直径d1和蜗杆直径系数q 4．蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2
1．模数m、齿形角α
蜗杆的轴面模数mx1和蜗轮的端面模数mt2相等，且 为标准值。
蜗杆的轴面齿形角αx1和蜗轮的端面齿形角αt2相等， 且为标准值。
二、蜗杆传动的正确啮合条件
1．在中间平面内，蜗杆的轴面模数mx1和蜗轮的端 面模数mt2相等。即： mx1＝mt2
2．在中间平面内，蜗杆的轴面齿形角αx1和蜗轮的 端面齿形角αt2相等。即：αx1＝αt2
3．蜗杆分度圆导程角γ1和蜗轮分度圆柱面螺旋角β2 相等，且旋向一致。即：γ1＝β2
§5－3 蜗杆传动的应用特点
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。
5．蜗杆传动的正确啮合杆用左手，右 旋蜗杆用右手，用四指弯 曲表示蜗杆的回转方向， 拇指伸直代表蜗杆轴线， 则拇指所指方向的相反方 向即为蜗轮上啮合点的线 速度方向。
§5－2 蜗杆传动的主要参数和啮合条件
在蜗杆传动中，其几何参数及尺寸计算均 以中间平面为准。通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线 垂直的平面称为中间平面。
按蜗杆形状
圆柱蜗杆传动 环面蜗杆传动 锥蜗杆传动
按蜗杆螺旋线方向
左旋蜗杆 右旋蜗杆
按蜗杆头数
单头蜗杆 多头蜗杆
三、蜗轮回转方向的判定
1．判断蜗杆或蜗轮的旋向
右手法则：
手心对着自己，四指顺 着蜗杆或蜗轮轴线方向摆正， 若齿向与右手拇指指向一致， 则该蜗杆或蜗轮为右旋，反 之则为左旋。
一、蜗杆传动的主要参数
1．模数m、齿形角α 2．蜗杆分度圆导程角γ 3．蜗杆分度圆直径d1和蜗杆直径系数q 4．蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2
1．模数m、齿形角α
蜗杆的轴面模数mx1和蜗轮的端面模数mt2相等，且 为标准值。
蜗杆的轴面齿形角αx1和蜗轮的端面齿形角αt2相等， 且为标准值。
二、蜗杆传动的正确啮合条件
1．在中间平面内，蜗杆的轴面模数mx1和蜗轮的端 面模数mt2相等。即： mx1＝mt2
2．在中间平面内，蜗杆的轴面齿形角αx1和蜗轮的 端面齿形角αt2相等。即：αx1＝αt2
3．蜗杆分度圆导程角γ1和蜗轮分度圆柱面螺旋角β2 相等，且旋向一致。即：γ1＝β2
§5－3 蜗杆传动的应用特点
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。
5．蜗杆传动的正确啮合杆用左手，右 旋蜗杆用右手，用四指弯 曲表示蜗杆的回转方向， 拇指伸直代表蜗杆轴线， 则拇指所指方向的相反方 向即为蜗轮上啮合点的线 速度方向。
§5－2 蜗杆传动的主要参数和啮合条件
在蜗杆传动中，其几何参数及尺寸计算均 以中间平面为准。通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线 垂直的平面称为中间平面。
按蜗杆形状
圆柱蜗杆传动 环面蜗杆传动 锥蜗杆传动
按蜗杆螺旋线方向
左旋蜗杆 右旋蜗杆
按蜗杆头数
单头蜗杆 多头蜗杆
三、蜗轮回转方向的判定
1．判断蜗杆或蜗轮的旋向
右手法则：
手心对着自己，四指顺 着蜗杆或蜗轮轴线方向摆正， 若齿向与右手拇指指向一致， 则该蜗杆或蜗轮为右旋，反 之则为左旋。
机械原理—蜗杆传动概述课件
振动与噪声
蜗杆传动过程中可能产生振动和噪声。了解这些现象的产生机理有助于降低振 动和噪声，提高传动性能。
05
蜗杆传动的强度与失效分析
强度计算
1 2 3
材料力学性能 蜗杆传动的材料强度是其承受载荷的关键因素。 需要考虑材料的弹性模量、屈服强度、抗拉强度 等参数。
接触应力分析 蜗杆与蜗轮在传动过程中会产生接触应力，需要 进行接触应力分析，以确定接触面的应力分布和 大小。
受力分析
法向力与切向力
蜗杆传动中，蜗杆和蜗轮受到法向力 和切向力的作用。这些力的大小和方 向随着传动状态的变化而变化。
摩擦力分析
蜗杆传动中的摩擦力是影响传动效率 的重要因素。分析摩擦力的性质和变 化规律有助于提高传动效率。
动态特性
动态响应
蜗杆传动的动态响应包括速度、加速度和位移的变化。这些动态特性的变化规 律影响传动的稳定性和精度。
主要由蜗杆、蜗轮和机架组成。
圆弧齿蜗杆传动
主要由蜗杆、圆弧齿蜗轮和机架 组成。
锥蜗杆传动
主要由锥蜗杆、直齿圆柱蜗轮和 机架组成。
参数
模数
蜗杆传动的标准参数，表示蜗杆 分度圆直径与齿距之比，是设计、
制造和使用蜗杆传动的依据。
压力角
在分度圆柱面上，螺旋线的切线与 通过切点的平面之间的夹角，是影 响蜗杆传动效率的重要参数。
弯曲应力计算 蜗杆在传递扭矩时会产生弯曲应力，需要计算蜗 杆的弯曲应力，以确保其具有足够的弯曲强度。
失效形式
疲劳断裂
01
在循环载荷作用下，蜗杆和蜗轮的应力超过其疲劳极限，导致
疲劳断裂。
Hale Waihona Puke 胶合磨损02蜗杆和蜗轮在高速重载下，由于摩擦产生高温，导致材料表面
蜗杆传动过程中可能产生振动和噪声。了解这些现象的产生机理有助于降低振 动和噪声，提高传动性能。
05
蜗杆传动的强度与失效分析
强度计算
1 2 3
材料力学性能 蜗杆传动的材料强度是其承受载荷的关键因素。 需要考虑材料的弹性模量、屈服强度、抗拉强度 等参数。
接触应力分析 蜗杆与蜗轮在传动过程中会产生接触应力，需要 进行接触应力分析，以确定接触面的应力分布和 大小。
受力分析
法向力与切向力
蜗杆传动中，蜗杆和蜗轮受到法向力 和切向力的作用。这些力的大小和方 向随着传动状态的变化而变化。
摩擦力分析
蜗杆传动中的摩擦力是影响传动效率 的重要因素。分析摩擦力的性质和变 化规律有助于提高传动效率。
动态特性
动态响应
蜗杆传动的动态响应包括速度、加速度和位移的变化。这些动态特性的变化规 律影响传动的稳定性和精度。
主要由蜗杆、蜗轮和机架组成。
圆弧齿蜗杆传动
主要由蜗杆、圆弧齿蜗轮和机架 组成。
锥蜗杆传动
主要由锥蜗杆、直齿圆柱蜗轮和 机架组成。
参数
模数
蜗杆传动的标准参数，表示蜗杆 分度圆直径与齿距之比，是设计、
制造和使用蜗杆传动的依据。
压力角
在分度圆柱面上，螺旋线的切线与 通过切点的平面之间的夹角，是影 响蜗杆传动效率的重要参数。
弯曲应力计算 蜗杆在传递扭矩时会产生弯曲应力，需要计算蜗 杆的弯曲应力，以确保其具有足够的弯曲强度。
失效形式
疲劳断裂
01
在循环载荷作用下，蜗杆和蜗轮的应力超过其疲劳极限，导致
疲劳断裂。
Hale Waihona Puke 胶合磨损02蜗杆和蜗轮在高速重载下，由于摩擦产生高温，导致材料表面
《机械基础(第2版)》教学讲义 5、 掌握机械传动 4、蜗杆蜗轮传动
动的润滑与 学生了解蜗
散热。
杆传动的润
滑；认识蜗杆
听教师讲解。 传动的散热。
要求学生看教材，回答相应的问题。
讲解重点：蜗杆传动的润滑方法。
（2）蜗杆传动的散热
提问：蜗杆传动的散热方法有哪些？
要求学生看教材，回答相应的问题。
讲解重点：风扇冷却、内水管冷却、外冷却器冷却。
1、蜗杆传动的类型和特点。
2、蜗杆传动的失效形式、材料选择和结构。 小 结 3、蜗杆头数 Z1 、蜗轮齿数 Z2 和传动比 i 。
任务四 认识蜗杆蜗轮传动
课题
《认识蜗杆蜗轮传动》
授课时间
授课时数
4
课型
讲授
1、了解蜗杆传动的类型。 2、理解蜗杆传动的特点。
3、掌握蜗杆传动的受力方向的判断、蜗轮回转方向的判断。
4、了解蜗杆传动的失效形式。
教学目标 5、了解蜗杆、蜗轮材料的选择和热处理。
6、了解蜗杆、蜗轮的结构形式。
7、掌握蜗杆传动中传动比的含义及计算公式。
一般为多少？
要求学生看教材，回答相应的问题。
讲解重点：头数与齿数。
提问：蜗杆传动的传动比怎么计算？ 要求学生看教材，回答相应的问题。 讲解重点：蜗杆传动的传动比计算。 4、蜗杆传动的润滑与散热 （1）蜗杆传动的润滑 提问：如何选择蜗杆传动的润滑方法？
学生看教材， 培 养 学 生 的
自 学 蜗 杆 传 自学能力。让
学生回顾齿 轮传动的知 识，并回答问 题。
培养学生复 习、归纳的学 习习惯。
提问：齿轮传动的特点有哪些？
提问：标准直齿渐开线齿轮各部分名称有哪些？
提问：标准直齿渐开线齿轮的主要参数有哪些？
提问：标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸如何计算？
蜗轮蜗杆传动PPT课件
蜗杆传动
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
精品课件资料
（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。
精品课件资料
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
精品课件资料
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。
精品课件资料
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
精品课件资料
精品课件资料
总效率：
1 2 3
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
精品课件资料
（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
蜗轮蜗杆传动
机械技术应用基础
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)
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)
蜗轮蜗杆传动.pptx
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
当两轴交错角为90°时，各
力大小为：
Ft1
Fa 2
2T1 d1
Fa1
Ft 2
2T2 d2
Fr1 Fr 2 Ft 2 tg
(12 5) (12 6) (12 7)
式中：T2=T1iη，η为蜗杆传动的效率。
第十二章 蜗杆传动
第15页/共44页
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
c
a
计算公式
蜗杆
蜗轮
d1 mq
d 2 mz
ha m
法面---直线
第十二章 蜗杆2传动
第6页/共44页
第一节 蜗杆传动的特点和类型
渐开线
基圆
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
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。
第十二章 蜗杆传动
第7页/共44页
第二节圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 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=β
第十二章 蜗杆传动
第8页/共44页
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
1. 力的大小
当两轴交错角为90°时，各
力大小为：
Ft1
Fa 2
2T1 d1
Fa1
Ft 2
2T2 d2
Fr1 Fr 2 Ft 2 tg
(12 5) (12 6) (12 7)
式中：T2=T1iη，η为蜗杆传动的效率。
第十二章 蜗杆传动
第15页/共44页
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
c
a
计算公式
蜗杆
蜗轮
d1 mq
d 2 mz
ha m
法面---直线
第十二章 蜗杆2传动
第6页/共44页
第一节 蜗杆传动的特点和类型
渐开线
基圆
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
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。
第十二章 蜗杆传动
第7页/共44页
第二节圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 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=β
第十二章 蜗杆传动
第8页/共44页
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
蜗杆传动课件ppt课件
;.
15
任务实施
判断下列蜗轮的回转方向
右旋
左旋
16
任务实施
判断下列蜗轮的回转方向
右旋
左旋
17
任务评价
1、蜗杆传动由 2、本减速器中，
和 蜗杆 组成。
蜗轮
为主动件蜗，杆 为从动件。
蜗轮
3、蜗杆传动的工作原理。
4、蜗杆传动的特点。 5、蜗杆、蜗轮螺旋线方向的判断。 6、蜗轮回转方向的判断。
——右手法则
18
谢谢批评指正！
19
齿轮传动的类型有哪些？ 平行轴之间的传动：圆柱齿轮传动 相交轴之间的传动：圆锥齿轮传动 交错轴之间的运动用什么来传递运动和动力呢？
1
模块四 蜗杆传动
2
任务引入
任务1 分析蜗轮减速器的运动
1．认识蜗轮蜗杆传动 2．能够判断蜗杆、蜗轮螺旋线的方向 3．能够判断蜗轮的回转方向
3
任务一
认识蜗轮蜗杆传动
7
动画演示
蜗杆传动的特点 1、传动比大，结构紧凑。 2、传动平稳，噪声小。 3、有自锁性，可防止负载反转。
;.
8
任务二
蜗杆、蜗轮螺旋线方向的判断
右手法则：手心对着自己，四个手指顺着蜗杆或蜗轮轴线方向摆正，若螺 旋线方向与右手拇指指向一致，则为右旋，反之为左旋。
右旋
左旋
右旋 ;.
左旋 9
任务二 1、本小组蜗杆旋向为（左旋、右旋）。 2、本小组蜗轮旋向为（左旋、右旋）。 一对相啮合的蜗杆、蜗轮的旋向是相同的。
10
例1：请判断下列蜗杆和蜗轮的旋向。
右旋左旋Βιβλιοθήκη 11任务实施 二、判断下列蜗杆、蜗轮的螺旋线方向
右旋
左旋
机械基础---蜗杆传动
二、蜗杆的基本参数
（1）模数和压力角 中间平面 过蜗杆的轴线并与蜗轮轴线垂直的平面称为中 间平面。
在中间平面内，蜗杆与蜗轮的啮合相当于齿条于渐开线 齿轮的啮合。
中间平面
以蜗杆的轴面参数、蜗轮的端面参数为标准参数，标准 压力角为α=20° （2）蜗杆的分度圆直径d1
即为蜗杆螺纹的中圆直径，简称中径，取值已被标准化
蜗杆传动
结构与特点 基本参数 材料 结构 传动比与几何尺寸计算
蜗杆传动的失效与维护
蜗杆传动
蜗杆传动的特点
蜗杆传动的组成： 由
蜗杆、蜗轮和 机架
组成
只能以蜗杆为主动件、蜗 轮从动件，传递空间交错 轴间的运动和动力
蜗杆传动的类型
类 型
圆柱蜗杆传动 圆弧面蜗杆传动
圆柱蜗杆
圆弧面蜗杆
蜗杆传动由于摩擦大，传动效率低，所以工作时发热量 较大。
在闭式传动中，如果不能及时散热，会使传动装置及润 滑油的温度不断升高，促使润滑条件恶化，最终导致胶 合等齿面损伤失效。
当工作油温t0 > 80℃ 时，须采取散热措施： 1）加散热片---增大散热面积（S↑）； 2）在蜗杆轴端加装风扇---加速空气的流通 3）在箱内装循环冷却水管或用循环油冷却 4）压力喷油循环润滑
蜗轮、蜗杆的材料不仅要求具有足够的强度，更重
要的是要具有良好的磨合和耐磨性能。 蜗杆采用碳素钢或合金钢：表面光洁、硬度高。 蜗轮齿圈采用青铜：减摩、耐磨性、抗胶合。 ◆ 蜗杆 高速重载传动 一般传动： 15Cr、20Cr 渗碳淬火 55 ~ 62 HRC
40、45、40Cr 表面淬火45 ~ 55 HRC
《蜗杆蜗轮传动》课件
提高蜗杆蜗轮传动效率的方法
优化设计
通过改进蜗杆和蜗轮的几何形 状，降低摩擦和接触应力，从
而提高传动效率。
提高制造精度
采用高精度的加工设备和方法 ，确保蜗杆和蜗轮的制造精度 ，减少因制造误差导致的效率 损失。
选择合适的材料
根据工作条件选择具有优良力 学性能和摩擦特性的材料，如 耐磨性好的合金钢或陶瓷材料 。
效率损失分析
在分析效率时，需要考虑 各种损失因素，如摩擦损 失、接触应力损失等，这 些损失会影响传动效率。
蜗杆蜗轮传动的热平衡分析
热平衡概念
热平衡是指在一定的工作条件下 ，传动系统达到稳定状态时的温
度分布。
热源分析
蜗杆蜗轮传动中的热源主要包括摩 擦热和啮合过程中的能量损失。
散热方式
为了维持良好的热平衡，需要采取 有效的散热措施，如选择适当的润 滑油、合理布置散热片和加强通风 等。
3
多头蜗轮
蜗轮的齿数大于2，即蜗杆转一圈，蜗轮转过多 个齿。
按蜗杆转动方向分类
正向蜗杆
蜗杆的转动方向与蜗轮的旋转方 向相同。
反向蜗杆
蜗杆的转动方向与蜗轮的旋转方 向相反。
03 蜗杆蜗轮传动的参数
蜗杆蜗轮的模数
01
模数是蜗杆蜗轮传动的关键参数，它决定了蜗杆蜗轮的尺寸和 传动比。
02
模数的大小直接影响到蜗杆蜗轮的承载能力和使用寿命。
润滑
使用适当的润滑剂对蜗杆蜗轮进行润 滑，减少摩擦和磨损，提高传动效率 。
防锈处理
对蜗杆蜗轮进行防锈处理，防止金属 表面氧化和腐蚀，延长使用寿命。
更换磨损件与调整间隙
更换磨损件定期更换磨损严重蜗杆和蜗轮，确保传动系统的稳定性和可靠性。
调整间隙
机械设计基础第五章 齿轮传动与蜗杆传动
第十节 轮系
一、轮系及其分类 1 轮系的概念----由一系列齿轮组成的传动系统称之。
2 轮系的分类----定轴轮系和行星轮系两大类。
二、定轴轮系的传动比计算
包含传动比大小的计算和转向的确定。 1 一对 圆柱齿轮啮合的传动比
2 定轴轮系的传动比：
1）轴线平行的定轴轮系（以图5--30为例分析） 2）轴线不平行的定轴轮系（以图5--32为例分析）。 三、简单行星轮系传动比计算 四、轮系的功用 1 传递相距较远的两轴间的运动和动力；2 实现分路传 动；3 实现变速传动；4 获得大传动比；5 用做运动的合 成和分解。 作业：32、33、34、36
四、径节制齿轮简介
英、美等国的标准制度；
径节——齿数与分度圆直径（英寸）的比值。DP
第四节 渐开线齿轮的啮合
一、渐开线齿轮可以保证定传动比传动 二、渐开线齿轮传递的压力方向不变 三、渐开线齿轮中心距具有可分性
（以上三点为：渐开线齿轮传动的特点）源自四、渐开线齿轮正确啮合的条件
五、直齿轮的标准中心距
六、连续传动条件
蜗
轮
pa
2 基本参数：
1）模数m和压力角； 2）蜗杆分度圆直径和导程角（如右图）；
d 1
蜗 杆 加 工
蜗 轮 加 工
3）蜗杆头数和蜗轮齿数；
4）标准中心距和传动比 3 蜗杆传动的几何尺寸（表5--10）
p z(导程)=z 1p a
三、蜗杆传动的失效和常用材料 1 蜗杆传动的失效形式 主要是蜗轮，和齿轮失效形式相似-------磨 损、胶合、疲劳点蚀和轮齿折断。 闭式传动中：胶合和点蚀； 开式传动：主要是磨损。 2 蜗杆、蜗轮的常用材料 1）蜗杆传动的相对滑动速度Vs 2）蜗杆材料 3）蜗轮材料
《机械设计基础》第5章 轮系
解：差动轮系：1—2—3（H）
i13
H
=
n1 n3
nH nH
=
-
z2 z1
•
z3 z2
=
-
z3 z1
设轮1的转向为正（即n1=10 ） ， 则轮3的转向为负（即n3= -10） 。故
n1 n3
10 nH = -90/30 =-3
10 nH
解得：nH = -5rpm（与轮1的转向相反） i1H = n1 / nH =10/-5= -2（轮1与行星架H的转向相反）
如图a：整个轮系加上 “-nH” ，周转轮
系部分
定轴轮系，但定
图a
轴轮系部分
周转轮系；
如图b：由于各个周转轮系有不同的nH， 无法加上一个公共角速度“-
nH1”或“-nH2”来将整个轮系转 化为定轴轮系。
图b
计算复合轮系传动比的正确方法是：（计算步骤） 1、首先分析轮系，正确区分各个基本轮系（即单一的定
而是绕其它齿轮的固定轴线回转；
2）再找行星架（1个） ：支承行星轮的构件（注：其形 状不一定是简单的杆件，有时是箱体或齿 轮，同一行星架上可能有几个行星轮）；
3）最后找太阳轮（1~2个）：与行星轮啮合且几何轴线是 固定的、并与行星架的轴线重合。
则：每个行星架 + 此行星架上的行星轮 +与行星轮啮合的太阳轮 = 1个周转轮系。
2、5的转向相同）
∴
i17=
z2 z1
•
z3 z 2
•
z4 z3
•
z5 z4
•
z6 z5
•
z7 z6
上例中的轮4，其齿数多少不影响传动比的大小，只
起改变转向的作用，在轮系中的这种齿轮称为惰轮（过桥
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《机械基础》第五章蜗轮蜗杆传动练习卷
一、选择题
1、在圆柱蜗杆传动中，（）蜗杆应用最广泛。
A.阿基米德
B.渐开线
C.法向直廓
2、蜗杆传动中，蜗杆与蜗轮轴线在空间交错呈（）。
A.30°
B.60°
C.90°
3、与齿轮传动相比，我杆传动具有（）优点。
A.传递功率大、效率高
B.传动比大、平稳无噪声
C.材料便宜、互换性好
4、蜗轮蜗杆传动常用于（）。
A.减速传动
B.增速传动
C.等速传动
5、传动比大且准确的传动是（）。
A.齿轮传动
B.链传动
C.蜗轮蜗杆传动
6、国家标准规定，蜗杆以（）参数为标准参数，蜗轮以（）参数为标准参数。
A.端面
B.轴向
C.法面
7、在中间平面内。
普通蜗轮蜗杆传动相当于（）的传动。
A.齿轮和齿条
B.丝杠和螺母
C.斜齿轮
8、蜗杆的直径系数q等于（）
A.m/d1
B.d1m
C.d1/m
9、蜗轮蜗杆传动因为齿间发热量较大，所以（）常用减磨材料制造，以减少磨损。
A.蜗杆
B.蜗轮
C.蜗杆和蜗轮
10、蜗杆传动中，为减少摩擦，（）宜采用青铜制造。
A.蜗杆
B.蜗轮
C.蜗杆和蜗轮
二、判断题
1、低速轻载时蜗杆材料常选用45钢调质，高速、重载时常选用铝合金。
（）
2、互相啮合的蜗杆和蜗轮，其旋向相反。
（）
3、在蜗轮蜗杆传动中，蜗杆导程角越大，其自锁性越强。
（）
4、蜗杆头数越少，蜗轮蜗杆传动的传动比就越大。
( )
5、蜗轮蜗杆传动适用于传递功率大和工作时间长的场合。
（）
三、填空题
1.阿基米德蜗杆的轴向齿廓是，法面齿廓为。
2.蜗轮蜗杆传动由和组成，通常由（主
动件）带动（从动件）转动，并传递运动和动力。
3.蜗轮蜗杆传动的主要特点有、、无噪声、冲击和振动小，能得到很大的。
4、当蜗杆的导程角r 时，蜗轮蜗杆传动可实现自锁。
5、蜗轮齿数可根据和来确定。
6、蜗轮回转法向的判定不仅取决于蜗杆的，还取决于蜗杆的。
7、蜗轮常采用组合结构，连接方式有连接、连接和连接。
8、蜗轮蜗杆传动的轮滑方式主要有和。
四、名词解释
1、中间平面
2、蜗杆
3、蜗轮
五、应用题
1、判断下图所示蜗轮、蜗杆的回转方向或螺旋方向。
4.下图所示为电动机直接驱动的蜗轮减速器。
已知电动机转速n1=960r/min,蜗杆为单头,蜗轮齿数z2=60,卷筒直径D=300mm。
求(1)蜗轮蜗杆传动的传动比i2。
(2)重物G 的移动速度v。
(3)用箭头标出图示情况下重物的移动方向(上升还是下降)。