蜗轮蜗杆传动
蜗轮蜗杆转动的正确啮合条件
蜗轮蜗杆转动的正确啮合条件
蜗轮蜗杆传动是一种常见的传动方式，正确的啮合条件对于传
动系统的正常运行至关重要。
蜗轮蜗杆传动的正确啮合条件包括以
下几个方面：
1. 啮合角度，蜗轮蜗杆传动的啮合角度是指蜗轮轮廓线与蜗杆
轴线的夹角，通常为14.5度。
这个角度的选择能够保证啮合的稳定
性和传动效率。
2. 啮合线速度，蜗轮蜗杆传动的啮合线速度是指蜗轮上任意一
点的线速度与蜗杆上对应点的线速度之比。
在设计传动系统时，需
要确保蜗轮和蜗杆的啮合线速度符合设计要求，以保证传动的平稳
性和可靠性。
3. 啮合质量，蜗轮蜗杆传动的正确啮合条件还包括啮合的质量，蜗轮和蜗杆的制造精度和表面质量对于啮合的效果有着重要影响。
啮合质量的好坏直接关系到传动的噪音、振动和传动效率。
4. 润滑和冷却，蜗轮蜗杆传动在工作时需要良好的润滑和冷却
条件，以减少啮合面的磨损和热量的积聚，保证传动系统的稳定性
和寿命。
5. 载荷和工况，传动系统在设计时需要考虑实际的工作载荷和工况，确保蜗轮蜗杆传动在不同工况下都能保持正确的啮合条件，以确保传动系统的可靠性和安全性。
总的来说，蜗轮蜗杆传动的正确啮合条件涉及到啮合角度、啮合线速度、啮合质量、润滑和冷却条件以及实际的工作载荷和工况等多个方面，只有这些条件都得到满足，传动系统才能正常运行并发挥其应有的作用。
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 》
Northwest A&F University
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.pptx
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
(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
蜗轮蜗杆原理
蜗轮蜗杆原理
蜗轮蜗杆传动是一种常见的传动机构，它利用蜗杆和蜗轮的啮合来实现动力传递和变速。
蜗杆是一种外形像螺旋的圆柱体，其表面有螺旋状的槽沟。
蜗轮则是一种圆盘状的零件，其边缘有螺旋状的齿轮。
蜗杆通过与蜗轮的啮合，使得蜗轮可以旋转，从而实现力的传递。
蜗杆蜗轮传动的原理可以简单描述为以下几个步骤：
1. 当蜗杆旋转时，蜗杆的螺旋槽沟会与蜗轮的齿轮相啮合。
由于蜗杆的斜面角度较大，蜗杆旋转一周，蜗轮只能前进一定距离。
2. 蜗杆的啮合作用会使蜗轮产生一个垂直于齿轮面的力，这个力称为径向力。
径向力会将蜗轮固定在蜗杆上，防止其脱离。
3. 由于蜗杆螺旋槽沟的特殊形状，蜗轮在断面上的齿轮面会形成一个椭圆形的轨迹，这使得蜗轮的齿轮面与蜗杆的啮合点不断改变，从而实现了连续的传动。
4. 蜗杆螺旋槽沟的形状也决定了蜗轮在传动过程中的速度变化。
由于蜗杆的斜面角度不变，蜗轮的速度会随着其所在位置的改变而改变。
通常情况下，蜗轮的转速会降低，但输出转矩会增加。
5. 蜗轮的大小和蜗杆的螺旋槽沟数量决定了传动的速比。
一般来说，蜗轮的直径越大，传动速比越大。
蜗轮蜗杆传动具有传动效率高、传动比稳定、结构紧凑等优点，因此被广泛应用于汽车变速器、工程机械、机床等领域。
但也需要注意，由于蜗轮与蜗杆的啮合接触面积较小，所以在高负
荷、高速应用时容易产生磨损和热量，需要注意润滑和冷却措施。
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。
蜗轮蜗杆传动的方向判断方法
蜗轮蜗杆传动的方向判断方法可以通过以下步骤进行：
1.观察蜗轮和蜗杆的结构：蜗轮是一个圆柱形的齿轮，蜗杆则是一个带有螺旋齿的长杆。
蜗轮的齿数一般比蜗杆的螺旋齿数多。
2.确定蜗轮和蜗杆的相对位置：蜗轮和蜗杆通常是垂直或近乎垂直的关系，蜗杆通常是垂
直于传动轴的方向。
3.判断手性：蜗杆的螺旋齿通常是单螺旋，要判断蜗杆的手性（右旋还是左旋），可以用
右手法则，即将右手握住蜗杆，拇指指向蜗杆的轴线方向，四指的指向的方向就是螺旋齿的方向。
4.判断传动方向：根据蜗轮和蜗杆的结构和手性判断，当蜗轮顺时针旋转时，蜗杆会沿着
自身轴线的方向向下运动；反之，当蜗轮逆时针旋转时，蜗杆会沿着自身轴线的方向向上运动。
需要注意的是，这只是一种初步判断方法，具体的传动方向还需根据具体的装置和设计来确定。
在实际应用中，应参考相应的技术规范和工程图纸，并遵循相关的机械原理和设计要求。
如果有疑问，建议咨询专业的机械工程师或相关技术人员获得准确的方向判断。
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
蜗轮蜗杆知识
α x1 = α t 2 tanαn tanαx = cosγ
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。直径d1与模数m的 比值(q= d1 /m)称为蜗杆的直径系数。见表8-1，p151 d1 = m q
第8章 蜗杆传动
§8-1 蜗杆传动的特点及类型 §8-2 蜗杆传动的参数与尺寸 §8-3 普通蜗杆传动的承载能力计算 §8-4 圆柱蜗杆和蜗轮的结构
§8-1蜗杆传动的特点及类型
一、蜗杆传动的特点
蜗杆传动概述
-2-
蜗杆传动是一种在空间交错轴 间传递运动的机构。常用于轴交角 为90°。 蜗杆传动的主要优点有： 1．结构紧凑，传动比大，一般为 i=5~80，大的可达300以上； 2．蜗杆传动相当于螺旋传动，同时啮合的齿对数多， 重合度大，传动平稳，噪声小； 3．当蜗杆的导程角小于啮合齿面的当量摩擦角时，蜗杆 传动具有自锁性时。
§8-1蜗杆传动的特点及类型
二、蜗杆传动的类型
蜗杆传动的类型
-4-
按蜗杆的 形状分为
圆柱蜗杆传动 环面蜗杆传动 锥蜗杆传动
§8-1蜗杆传动的特点及类型
1. 圆柱蜗杆传动 普通圆柱蜗杆传动 圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆（ ） 圆弧圆柱蜗杆（ZC）
1）普通圆柱蜗杆传动 ）
蜗杆传动的类型
-5-
普通圆柱蜗杆其齿面一般是在车床上用直线刀刃 普通圆柱蜗杆 的车刀切制而成，车刀安装位置不同，加工出的蜗杆 齿面的齿廓形状不同。 阿基米德蜗杆（ 型 阿基米德蜗杆（ZA型） 法向直廓蜗杆（ 型 法向直廓蜗杆（ZN型） 普通圆柱蜗杆传动 渐开线蜗杆（ 型 渐开线蜗杆（ZI型） 锥面包络蜗杆（ 型 锥面包络蜗杆（ZK型）
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
11.2 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算
5.中心距
1 1 a (d1 d 2 ) (q z2 )m 2 2
11.2 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算
11.2.2 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
符号
蜗杆
计算公式
蜗轮
d
d1 mq
11.4 蜗杆传动的材料和结构
11.4.1 蜗杆传动的材料
为了减摩，通常蜗杆用钢材，蜗轮用有色金属（铜合金、铝合金）
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。 蜗轮常用材料有：铸造锡青铜、铸造铝青铜、灰铸铁等。
11.4 蜗杆传动的材料和结构
圆柱蜗杆传动
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。
11.1 蜗杆传动的类型和特点
11.1.2 蜗轮传动的特点
设计公式为：
2KT2 m d1 YF 2 z2[ F ] cosl
2
11.5 蜗杆传动的强度计算
11.5. 4 蜗杆材料的许用应力
1.蜗轮材料的许用应力[H]
蜗轮材料的许用应力[H]由材料的抗失效能力决定。其计算公式为
[ H ] [ H ] KHN
2.蜗轮的许用弯曲应力[F]
[ F ] 58MPa
11.7 蜗杆传动的精度等级选择及其安装维护
计算应力循环次数N （蜗轮转速 n2 1450/ 25r / min 58r / min ）
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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)
机械技术应用基础
2、蜗杆传动 的特点 (1)传动平稳 传动连续，传动平稳，噪声小。
机械技术应用基础
蜗杆传动的应用
机械技术应用基础
5.2蜗杆传动的主要参数
规定通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面为中间平面。
机械技术应用基础
1.模数和压力角 在中间平面平面内，蜗轮与蜗杆的啮合相当于渐开线 齿轮与齿条的啮合。中间平面内的参数均是标准值。 蜗杆轴向模数mx1和轴向压力角x1 ； 蜗轮端面模数mt2和端面压力角t2
蜗轮传动其主要失效形式是蜗轮齿面的胶合、点蚀 和磨损。
2、设计准则 对于闭式蜗杆传动，通常按接触疲劳强度设计，再 进行蜗杆传动热平衡计算。如果是冲击载荷，还要校 核齿轮的弯曲疲劳强度。
机械技术应用基础
2、 蜗杆、蜗轮的材料选择 有足够的强度和良好的减摩、耐磨和抗胶合的能力。 实践表明，较理想的蜗杆副材料是：青铜蜗轮齿圈匹 配淬硬磨削的钢制蜗杆。 （1）蜗杆材料 一般蜗杆:45钢、40Cr等，经表面淬火或调质处理。 高速重载:20Cr、20CrMnTi等，经渗碳淬火和磨削。 （2）蜗轮材料 锡青铜：ZCuSnl0Pl等，性能最好，但价格较高,常用 于vs≥3m/s的重要传动； 铝铁青铜：ZCuAl10Fe3,价格便宜,但性能不如锡青铜 一般用于vs≤6m/s的传动； 灰铸铁：HT200等，用于vs≤2m／s的不重要场合。
(2)传动比大 传动比i＝5～80。分度传动时i可 达1000，与齿轮传动相比则结构紧凑。
(3)具有自锁性 即蜗杆能带动蜗轮旋转，而蜗 轮不能带动蜗杆。 (4)传动效率低 齿面间相对滑动速度大，一般只 有0.7～0.8。具有自锁功能的蜗杆机构，效率则一 般不大于0.5。 (5)制造成本高 蜗轮齿圈常用贵重的铜合金制造， 成本较高。
z1 q tan
模数一定时，q值增大则蜗杆的直径d1=m.q增大、刚度 提高。因此，为保证蜗杆有足够的刚度，小模数蜗杆的q 值一般较大。
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5.3蜗杆传动的失效形式及材料选择
一、蜗杆传动的失效形式和设计准则 1、失效形式 由于材料和结构的原因, 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。
η ——蜗杆传动的效率.
W
机械技术应用基础
经箱体散发热量的相当功率Pc为:
Pc=ks.A(t1-t0)
ks——散热系数，一般取10～17，通风良好取大值； A——箱体散热面积，m2;
t1 ——润滑油的工作温度，通常允许油温[t1]=60～
70℃,最高不超过80℃。
t0——周围空气温度，常温情况下可取20℃。
2．蜗杆头数z1 ，蜗轮齿数z2 蜗杆头数z1一般取1、2、4。头数z1增大，可以提高传 动效率，但加工制造难度增加。 3．传动比
n1 z 2 i n2 z1
蜗轮齿数与蜗杆头数的比值。
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4．蜗杆导程角γ
L z1πm z1m tan πd1 πd1 d1
导程角小时传动效率低，但可实现自锁；导程角大 时传动效率高，但蜗杆加工难度大。一般导程角γ = 3.5°～27°.
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5.4蜗杆传动的效率与热平衡计算
由于蜗杆传动相对滑动速度大, 发热量大, 若不及
时散热, 则会导致润滑不良而使轮齿磨损加剧, 甚至
产生胶合, 因此, 对闭式蜗杆传动应进行热平衡计算。 蜗杆传动转化为热能所消耗的功率Ps为:
Ps=1000(1-η )P1
P1——蜗杆的输入功率，KW;