蜗杆传动PPT课件
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《蜗杆传动上课版》课件
04 传动比
蜗杆与蜗轮之间的转速之
比，决定了传动的减速或
增速效果。
蜗杆传动的应用范围
工业制造领域
用于各种机械设备中 的减速或增速传动， 如纺织机械、印刷机
械等。
交通运输领域
用于车辆、船舶和飞 机中的传动系统，如 发动机、变速器等。
农业机械领域
用于拖拉机、收割机 等农业机械中的传动
系统。
新能源领域
在风力发电、太阳能 发电等新能源领域中 ，蜗杆传动也得到了
切削加工是制造蜗杆传动的关键步骤， 需要精确控制切削参数和刀具几何形状 ，以保证蜗杆的精度和表面质量。
材料选择应根据使用要求和工作环境， 选择合适的材料和规格，以确保蜗杆传 动的性能和寿命。
热处理对于提高蜗杆传动的硬度和耐磨 性至关重要，包括淬火、回火和表面处 理等工艺。
蜗杆传动的维护保养
定期检查蜗杆传动的润滑 状况，确保润滑良好以减 少摩擦和磨损。
智能化控制
结合现代控制技术， 实现蜗杆传动的智能 化控制，提高传动精 度和效率。
拓展应用领域
探索蜗杆传动在更多 领域的应用，扩大其 使用范围。
04
蜗杆传动的设计与计算
蜗杆传动的设计原则
高效性
蜗杆传动应尽可能地提高传动效率， 减少能量损失。
稳定性
保证蜗杆传动的长期稳定运行，减少 维护和更换的频率。
材料和许用应力选择
根据计算结果，选择合适的材 料和确定许用应力，以确保蜗 杆传动的安全性和可靠性。
润滑和散热设计
考虑蜗杆传动的润滑和散热需 求，设计合理的润滑和散热系
统。
蜗杆传动的优化设计
参数优化
对蜗杆传动的参数进行 优化设计，以提高其性
能和降低制造成本。
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
蜗杆传动PPT演示课件
n2 周向力 Ft2 =轴向力 Fa1
Fa1
从动轮转向 n2
Fr1
机械基础部分
20
圆周力
Ft——主反从 同
径向力
Fr——指向各自 的轴线
轴向力 Fa1——蜗杆左右手螺旋定则 蜗轮转向的判别 ： Fa1的反向即为蜗轮的角速度w2方向
机械基础部分
21
例1：标出各图中未注明的蜗杆或蜗轮的转动方向，绘出蜗 杆和蜗轮在啮合点处的各分力的方向（均为蜗杆主动）。
铸锡青铜：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：铸铝青铜：vs≤ 8 m/s 的场合。（抗胶合能力差） 灰铸铁： vs≤ 2 m/s 的场合，且要进行时效 处理，防止变形。
机械基础部分
6
二、蜗杆、涡轮的结构
1. 蜗杆的结构 蜗杆常和轴做成一个整体。
★无退刀槽，加工螺旋部分时只能用铣制的办法。
机械基础部分
5
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。
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。
机械基础部分
1
蜗杆传动
机械基础部分
2
第7章蜗杆传动
蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成。一般蜗杆为主动件，用于传 递交错轴间的回转运动和动力，通常两轴交错角∑为90˚ 。
机械基础部分
3
§7.1 蜗杆传动的类型和特点 §7.2 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算 §7.3 蜗杆传动的材料和结构 §7.4 蜗杆传动的强度计算 §7.5 蜗杆传动的效率、润滑及热平衡 §7.6 蜗杆传动的安装与维护
Fa1
从动轮转向 n2
Fr1
机械基础部分
20
圆周力
Ft——主反从 同
径向力
Fr——指向各自 的轴线
轴向力 Fa1——蜗杆左右手螺旋定则 蜗轮转向的判别 ： Fa1的反向即为蜗轮的角速度w2方向
机械基础部分
21
例1：标出各图中未注明的蜗杆或蜗轮的转动方向，绘出蜗 杆和蜗轮在啮合点处的各分力的方向（均为蜗杆主动）。
铸锡青铜：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：铸铝青铜：vs≤ 8 m/s 的场合。（抗胶合能力差） 灰铸铁： vs≤ 2 m/s 的场合，且要进行时效 处理，防止变形。
机械基础部分
6
二、蜗杆、涡轮的结构
1. 蜗杆的结构 蜗杆常和轴做成一个整体。
★无退刀槽，加工螺旋部分时只能用铣制的办法。
机械基础部分
5
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。
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。
机械基础部分
1
蜗杆传动
机械基础部分
2
第7章蜗杆传动
蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成。一般蜗杆为主动件，用于传 递交错轴间的回转运动和动力，通常两轴交错角∑为90˚ 。
机械基础部分
3
§7.1 蜗杆传动的类型和特点 §7.2 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算 §7.3 蜗杆传动的材料和结构 §7.4 蜗杆传动的强度计算 §7.5 蜗杆传动的效率、润滑及热平衡 §7.6 蜗杆传动的安装与维护
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.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PPT课件
1.蜗轮材料的许用应力[sH]
蜗轮材料的许用应力[sH]由材料的抗失效能力决定。其计算公式为
2.蜗轮的许用弯曲应力[sF]
6.15.6 蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算
1、蜗杆传动效率
h1─计及啮合摩擦损耗的效率；
h2─计及轴承摩擦损耗的效率；
h3─计及溅油损耗的效率；
h1是对总效率影响最大的因素，可由下式确定：
6.15.1 蜗杆传动的类型和特点
其齿面一般是在车床上用直线刀刃的 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 渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆
圆柱蜗杆传动
环面蜗杆传动
锥蜗杆传动
普通圆柱蜗杆传动
圆弧圆柱蜗杆传动
其蜗杆的螺旋面是用刃边为凸圆弧形 的车刀切制而成的。
2、蜗杆传动的润滑
润滑的主要目的在于减摩与散热。具体润滑方法与齿轮传动的润滑相近。
润滑油
润滑油粘度及给油方式
润滑油量
润滑油的种类很多，需根据蜗杆、蜗轮配对材料和运转条件选用。
一般根据相对滑动速度及载荷类型进行选择。给油方法包括：油池润 滑、喷油润滑等，若采用喷油润滑，喷油嘴要对准蜗杆啮入端，而且要控 制一定的油压。
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。
6.15.4 蜗杆传动的材料和结构
二、 蜗杆、蜗轮的结构
1.蜗杆的结构
蜗杆螺旋部分的直径不大，所以常和轴做成一个整体。当蜗杆螺旋 部分的直径较大时，可以将轴与蜗杆分开制作。
查表6.15，蜗轮材料的基本许用弯曲应力为
蜗轮材料的许用应力[sH]由材料的抗失效能力决定。其计算公式为
2.蜗轮的许用弯曲应力[sF]
6.15.6 蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算
1、蜗杆传动效率
h1─计及啮合摩擦损耗的效率；
h2─计及轴承摩擦损耗的效率；
h3─计及溅油损耗的效率；
h1是对总效率影响最大的因素，可由下式确定：
6.15.1 蜗杆传动的类型和特点
其齿面一般是在车床上用直线刀刃的 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 渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆
圆柱蜗杆传动
环面蜗杆传动
锥蜗杆传动
普通圆柱蜗杆传动
圆弧圆柱蜗杆传动
其蜗杆的螺旋面是用刃边为凸圆弧形 的车刀切制而成的。
2、蜗杆传动的润滑
润滑的主要目的在于减摩与散热。具体润滑方法与齿轮传动的润滑相近。
润滑油
润滑油粘度及给油方式
润滑油量
润滑油的种类很多，需根据蜗杆、蜗轮配对材料和运转条件选用。
一般根据相对滑动速度及载荷类型进行选择。给油方法包括：油池润 滑、喷油润滑等，若采用喷油润滑，喷油嘴要对准蜗杆啮入端，而且要控 制一定的油压。
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。
6.15.4 蜗杆传动的材料和结构
二、 蜗杆、蜗轮的结构
1.蜗杆的结构
蜗杆螺旋部分的直径不大，所以常和轴做成一个整体。当蜗杆螺旋 部分的直径较大时，可以将轴与蜗杆分开制作。
查表6.15，蜗轮材料的基本许用弯曲应力为
蜗杆传动特点ppt课件
ppt课件
27
n
F
n
F r1
Ft1
F a1
P
nd11
分度圆柱面
(a)
n2 d
2
Ft2 Ft1
d 1
P
Fa2
Fr2
Ft1
F a1
P n1
(b)
n2
Fr2
Fa2
Ft2
F a1
Fr1
Ft1
n 1
(c)
图 11 - 3 蜗杆传动受力分析
ppt课件
28
力的大小计算如下:
Ft1
2T1 d1
Fa 2
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26
蜗杆蜗轮受力方向的判定规律与斜齿圆柱齿轮 相同。 主动蜗杆上的切向力Ft1是阻力, 其方向 与蜗杆转动方向相反, 从动蜗轮切向力Ft2与其 回转方向相同； 两径向力Fr1和Fr2分别指向 各自的轮心； 轴向力Fa1的方向根据蜗杆的螺 旋线旋向和回转方向, 应用左、 右手定则来确 定。
常用的蜗杆、 蜗轮配对材料见表11 - 1。 蜗轮 常用材料的许用接触应力见表11 - 2和表11 - 3。
ppt课件
22
11.4蜗杆传动的强度计算
11.4.1蜗杆传动的受力分析
1、蜗轮转向的确定
如图11 - 2(a)所示, 当蜗杆为右旋, 顺时针方向 旋转(沿轴线向左看)时, 用右手, 四指顺着蜗 杆转向握起来, 大拇指沿蜗杆轴线所指的相 反方向即为蜗轮上节点速度方向, 因此蜗轮 逆时针方向旋转； 当蜗杆为左旋时, 则用左 手按相同方法判定蜗轮转向, 如图11 - 2 (b)所 示。
a=(d1+d2)/2=m(q+Z2)/2
窝杆传动PPT课件
计算，为防止胶合或急剧磨损。
2．理论依据
热平内衡箱条体件的：散单热位量时Φ间2。内蜗杆传动所产生的热量Φ1≤同一时间
1 1000 1 P1
2 Kt At1 t0
t1
t0
1000 P11
Kt A
tp
式中Kt箱体表面的传热系数， Kt =（8.7～17.5）W/(m2.0C)； A内表面能被润滑油所飞溅到，而外表面又可为周围空气 冷却的箱体表面面积；t1油的工作温度；t0周围空气温 度，可取200。tp：油的许用工作温度（℃） =600_700C，
1、初选d1/a值
中心距a在蜗杆传动中是最基本的尺寸，其大小决定了传动 的承载能力和外廓尺寸。
2、蜗轮齿面接触疲劳强度计算
在中间平面内，蜗杆传动相当于斜齿条与斜齿轮的啮合传 动，因此蜗轮可当作斜齿圆柱齿轮，把蜗杆传动的参数 带入到赫兹公式，可得蜗轮齿面接触疲劳强度的校核公 式。
校核公式
H Z E Z
蜗杆传动的滑动速度
当蜗杆传动在节点处啮合时，蜗 杆的圆周速度为v1，蜗轮的圆 周速度为v2，滑动速度vS为
vS
v1
cos
d1n1
60 1000 cos
v2
vS v1
影响效率因素：γ、ρV ①当ρV一定，增大γ，可提高效率（tanγ=z1/q，z1↑， γ↑，但z1不宜太多，η上升缓慢，γ>270以后，η增 加缓慢，当γ>450时，η下降）。 ②当γ一定时，ρV↓，η↑ 当vS越大时，ρV越小，但只有在润滑条件良好的情况 下，才能采取增大vS，降低ρV以提高η的措施。
注：当蜗杆传动处于多级传动中时，为了提高η，往往将其放 在高速级，甚至把蜗杆与电动机直接连接，目的是为了提高 vS，从而提高传动效率。 但在设计之初，为了计算T2，η值可作如下估取 （T2=T1iη） z1=1，η=0.70； z1=2，η=0.8； z1=4，η=0.9。
蜗杆蜗轮传动.pptx
➢阿基米德蜗杆 轴面齿廓为直线，端面齿廓为阿基米德螺线.
➢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
第2页/共16页
➢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 .
第3页/共16页
杆传动，常用6~9级。
第8页/共16页
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.
第9页/共16页
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.
第7页/共16页
➢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 .
第10页/共16页
➢计算载荷
Fca KFn
K为载荷系数，一般，
➢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
第2页/共16页
➢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 .
第3页/共16页
杆传动，常用6~9级。
第8页/共16页
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.
第9页/共16页
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.
第7页/共16页
➢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，
第十一章蜗杆传动精讲PPT课件
19
蜗轮蜗杆轮齿旋向相同.
若 ∑ ＝90° ＝β1+β2
∵ γ1+β1 ＝90° ∴ γ1＝β2
蜗轮右旋
蜗杆右旋
t β1
β2 ∑
3.蜗杆的分度圆直径d1 定义s=e的圆柱称为蜗杆的分度圆柱。
β1
γ1 t
es
d1
01.06.2020
. d2
20
tanz1px z1mz1m d1 d1 d1
px px
中心距
.
计算公式
蜗杆
蜗轮
d1 =mq
d2=mz2
ha=m
ha=m
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+3z12)
§11-3 普通蜗杆传动的承载能力计算
最常用
阿基米德蜗杆
普通圆柱 渐开线蜗杆
蜗杆传动 法向直廓蜗杆
圆柱蜗杆传动
锥面包络圆柱蜗杆
类 型
环面蜗杆传动 圆弧圆柱 蜗杆传动
锥蜗杆传动
锥蜗杆传动特点：
1）同时接触的点数较多，重合度大； 2）传动比范围大，一般为10~360； 3）承载能力和传动效率高； 401.0）6.2020制造安装简便，工艺性. 好。
（一）蜗杆传动的失效形式、设计准则及常蜗用杆传材动的料特点是齿面相对滑动速度大， 导致发热严重和磨损加剧。 1、失效形式 与齿轮传动类似：点蚀、胶合、磨损、折断
.
30
(三）圆柱蜗杆传动几何尺寸的计算
蜗杆传动学习课件
tgλ
η=(0.95~0.97) ———
tg(λ+ρ’)
二、蜗杆传动的润滑 润滑对蜗杆传动特别重要。因为：若润滑不良，传动效率特显著降低,且轮齿早期发生胶合或磨损。 润滑油的粘度和给油方法，主要根据相对滑动速度和载荷类型进行选择(参照P177表11-5)。 滑动速度vs< 5 ~ 10m/s: 用油池浸油润滑。下置式蜗杆不宜浸油过深(减小搅油损失)。当v1> 4m/s时，用上置式传动(蜗杆置于蜗轮之上)，由蜗轮带油润滑。 滑动速度vs>10~15m/s, 则应采用压力喷油润滑。
二、蜗杆和蜗轮的结构 蜗杆：常用蜗杆轴。 蜗轮：可制成整体式和组合式。组合式齿圈用有色金属，轮芯用钢或铸铁。齿圈和轮芯用过盈联接 + 螺钉或用铰制孔用螺栓来联接。 用螺钉联接时，螺孔中心线向材料较硬的一边偏移2~3 mm。这种结构用于尺寸不大而工作温度变化较小的地方。 用铰制孔用螺栓联接，装拆方便，常用于尺寸较大或磨损后需要更换齿圈的场合。对于成批制造的蜗轮，常在铸铁轮芯上浇铸出青铜齿圈。
正确啮合条件是： ma1=mt 2 αa1=αt2=α=20º λ=β 2、传动比i, 蜗杆头数z1和蜗杆齿数z2 (z1=1, 2, 4) 若要得大传动比，取z1=1。但传动效率较低。 若传递大功率，取z1= 2或4。传动效率较高。 z2= iz1，z1、z2的推荐值见P184表12-2。 26≤z2< 80
2/6
2、蜗杆传动中，在主平面内蜗轮与蜗杆的啮合 相当于 和 的啮合，它的设计计算都以 面的参数和几何关系为准。阿基米德蜗 杆传动的正确啮合条件是：蜗杆 模数与压 力角应分别等于蜗轮 模数与 ，蜗杆 中圆柱上的螺旋线升角应等于蜗轮分度圆柱 上的 ，且两者旋向 。
图a
图b
η=(0.95~0.97) ———
tg(λ+ρ’)
二、蜗杆传动的润滑 润滑对蜗杆传动特别重要。因为：若润滑不良，传动效率特显著降低,且轮齿早期发生胶合或磨损。 润滑油的粘度和给油方法，主要根据相对滑动速度和载荷类型进行选择(参照P177表11-5)。 滑动速度vs< 5 ~ 10m/s: 用油池浸油润滑。下置式蜗杆不宜浸油过深(减小搅油损失)。当v1> 4m/s时，用上置式传动(蜗杆置于蜗轮之上)，由蜗轮带油润滑。 滑动速度vs>10~15m/s, 则应采用压力喷油润滑。
二、蜗杆和蜗轮的结构 蜗杆：常用蜗杆轴。 蜗轮：可制成整体式和组合式。组合式齿圈用有色金属，轮芯用钢或铸铁。齿圈和轮芯用过盈联接 + 螺钉或用铰制孔用螺栓来联接。 用螺钉联接时，螺孔中心线向材料较硬的一边偏移2~3 mm。这种结构用于尺寸不大而工作温度变化较小的地方。 用铰制孔用螺栓联接，装拆方便，常用于尺寸较大或磨损后需要更换齿圈的场合。对于成批制造的蜗轮，常在铸铁轮芯上浇铸出青铜齿圈。
正确啮合条件是： ma1=mt 2 αa1=αt2=α=20º λ=β 2、传动比i, 蜗杆头数z1和蜗杆齿数z2 (z1=1, 2, 4) 若要得大传动比，取z1=1。但传动效率较低。 若传递大功率，取z1= 2或4。传动效率较高。 z2= iz1，z1、z2的推荐值见P184表12-2。 26≤z2< 80
2/6
2、蜗杆传动中，在主平面内蜗轮与蜗杆的啮合 相当于 和 的啮合，它的设计计算都以 面的参数和几何关系为准。阿基米德蜗 杆传动的正确啮合条件是：蜗杆 模数与压 力角应分别等于蜗轮 模数与 ，蜗杆 中圆柱上的螺旋线升角应等于蜗轮分度圆柱 上的 ，且两者旋向 。
图a
图b
蜗杆传动的主要参数和啮合条件教学课件
02
蜗杆传动的主要参数
蜗杆的几何参数
模数
蜗杆的轴面模数是蜗杆几何参数中的 重要参数，它决定了蜗杆的大小和承 载能力。模数越大，蜗杆的直径和螺 旋角就越大，传递的转矩也越大。
压力角
蜗杆的压力角是指蜗杆螺旋线的切线 与蜗杆端面之间的夹角。压力角的大 小对蜗杆传动的效率、平稳性和承载 能力都有影响。
蜗轮的几何参数
总结词
轴向模数是蜗杆和蜗轮在轴向方向上的尺寸参数，必须相等才能保证蜗杆和蜗轮的正确 啮合。
详细描述
在蜗杆传动中，轴向模数是衡量蜗杆和蜗轮在轴向方向上尺寸的一个参数。为了确保蜗 杆和蜗轮能够正确啮合，它们的轴向模数必须相等。这是因为轴向模数决定了蜗杆和蜗
轮的螺旋升角，如果模数不相等，螺旋升角就会不一致，导致无法形成有效的传动。
蜗杆传动的效率
效率计算
蜗杆传动的效率是指在传递动力时，有 效功率与输入功率之比。效率的高低反 映了传动装置的性能优劣和使用效果。
VS
影响因素
影响蜗杆传动效率的因素有很多，包括几 何参数、润滑条件、材料性质和工作条件 等。了解和掌握这些因素有助于优化设计 ，提高传动效率。
03
蜗杆传动的啮合条件
蜗杆和蜗轮的轴向模数相等
蜗杆和蜗轮的法面齿形相等
总结词
法面齿形是蜗杆和蜗轮在垂直于轴线方向的 齿形，必须相等才能保证蜗杆和蜗轮的正确 啮合。
详细描述
在蜗杆传动中，法面齿形是衡量蜗杆和蜗轮 在垂直于轴线方向上齿形的一个参数。为了 确保蜗杆和蜗轮能够正确啮合，它们的法面 齿形必须相等。这是因为法面齿形决定了蜗 杆和蜗轮的齿面形状，如果齿形不相等，就 无法形成有效的接触，导致无法传递动力。
力。
蜗杆和蜗轮的导程角互补
蜗杆传动教学课件PPT
二、蜗杆传动的润滑 蜗杆传动的润滑油粘度荐用值及给油方法
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§5. 蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算
三
热平衡条件：
、 蜗
单位时间内发热量H1=同时间内的散热量H2
杆 传
H1 1000 P(1)
H 2 d S (t0 ta )
动
1000 P(1)
的 热 平 衡
t0 ta
dS
5. 蜗轮齿数 z2及蜗杆头数 z1： 传动比 i12= 1／2= z2／z1 则 z2= iz1
推荐z1= 1、2、4、6，
6. 蜗轮分度圆直径d2 ：d2= mz2
7. 中心距 a ： a = r1+ r2= m（q+ z2）／2
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§1. 蜗杆传动的类型及特点
四、 正确啮合条件：
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§4. 蜗杆传动的承载能力计算
一、受力分析
Ft1
Fa 2
2T1 d1
Fa1
Ft 2
2T2 d2
Fr1 Fr2 Ft2tg
Fn
Fa1
cosn cos
2T2 d2 cosn cos
蜗杆上圆周力与其啮合点速 度方向相反；蜗轮上的圆周 力与其啮合点运动方向相同； 径向力指向各自的轮心。
单击…
1、实现大传动比；
2、传动平稳、噪声低；
3、可实现自锁；
4、齿面滑动速度大、效率低、制造成本高。
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圆柱蜗杆传动
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环面蜗杆传动
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§5. 蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算
三
热平衡条件：
、 蜗
单位时间内发热量H1=同时间内的散热量H2
杆 传
H1 1000 P(1)
H 2 d S (t0 ta )
动
1000 P(1)
的 热 平 衡
t0 ta
dS
5. 蜗轮齿数 z2及蜗杆头数 z1： 传动比 i12= 1／2= z2／z1 则 z2= iz1
推荐z1= 1、2、4、6，
6. 蜗轮分度圆直径d2 ：d2= mz2
7. 中心距 a ： a = r1+ r2= m（q+ z2）／2
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§1. 蜗杆传动的类型及特点
四、 正确啮合条件：
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§4. 蜗杆传动的承载能力计算
一、受力分析
Ft1
Fa 2
2T1 d1
Fa1
Ft 2
2T2 d2
Fr1 Fr2 Ft2tg
Fn
Fa1
cosn cos
2T2 d2 cosn cos
蜗杆上圆周力与其啮合点速 度方向相反；蜗轮上的圆周 力与其啮合点运动方向相同； 径向力指向各自的轮心。
单击…
1、实现大传动比；
2、传动平稳、噪声低；
3、可实现自锁；
4、齿面滑动速度大、效率低、制造成本高。
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蜗杆传动ppt课件
t0：工作油温： t0= 60—70 C 不超过80 C
ta：环境温度： ta =20 C
油温： t0＝ta＋1000
P 1
d S
C
散热面积： S
1000
d
p 1 t0 ta
m 2
当t0>80 C或S不足时，采取措施： i. 散热片；
Z2
中心距不变 a' a
m 2
(q
Z2
)
m 2
(q
Z' 2
2x)
x
Z2
Z' 2
2
三、几何尺寸计算
主要参数：m mmat21
、
、 Z ZZ12
、
h a
、c 0.2
q 、
几何尺寸：d da df 、h ha hf 、pa b1 b2
a
1 2
(d1
螺旋角影响系数
2. 齿面接触疲劳强度——依据弹性力学赫兹公式
蜗杆：钢
材料 蜗轮：铸铁、青铜
=20°
校核： H ZE Z
K T2 a3
[ H ] MPa
设计：a
3
K
T2
ZE Z
[ ]H
mm
公式分析：
i. [ ]H K HN [ ]H ' [ ]H ' : 基本许用接触应力 表11-7
3、常用材料 要求 ：强度、耐磨性、跑合性。
蜗杆
蜗轮
低速、不重要 vs≤2m/s 一般情况 vs≤4m/s
蜗轮齿廓及蜗杆蜗轮传动特点课件
传动卡滞
可能是由于蜗杆蜗轮齿廓间存在异物 ，需要清洗传动系统并确保润滑油清 洁。
温升过高
可能是由于蜗杆蜗轮材料或润滑油选 择不当，需要更换适当的材料或润滑 油。
传动效率下降
可能是由于蜗杆蜗轮齿廓磨损严重或 润滑不良，需要更换磨损的齿廓或改 善润滑条件。
05
蜗杆蜗轮传动的未来发展
新材料的应用
高强度材料
精密传动
在需要高精度传动的场合 ，如钟表、精密机床等， 蜗杆蜗轮传动也得到了广 泛应用。
03
蜗杆蜗轮传动的效率与润滑
效率分析
效率计算
蜗杆蜗轮传动的效率可以通过计 算输入功率与输出功率之差得到 ，需要考虑摩擦损失、轴承效率
等因素。
效率影响因素
蜗杆蜗轮传动的效率受多种因素影 响，如蜗杆和蜗轮的制造精度、润 滑条件、材料选择等。
蜗杆通常是一根具有螺旋线的 轴，而蜗轮则是一个具有与蜗 杆相啮合的齿廓的齿轮。
蜗杆蜗轮传动的运动方向可以 通过蜗杆的旋转方向和蜗轮的 齿廓来判断。
蜗杆蜗轮传动的特点
传动比大
蜗杆蜗轮传动的传动比通常较 大，可以达到1:100甚至更大的
比例，因此可以用于减速传动 。
传动平稳
由于蜗杆蜗轮之间的接触是点 接触，且具有摩擦力，因此传 动过程中相对平稳，能够实现 连续传动。
疲劳失效
由于蜗杆蜗轮传动过程中承受交变应力，导致材料疲劳断裂。
磨损失效
由于润滑不良或异物进入，导致蜗杆蜗轮表面磨损。
胶合失效
在高负荷或低速重载情况下，蜗杆蜗轮表面温度升高，导致材料胶 合在一起。
维护与保养
01
02
03
04
定期检查润滑系统
确保润滑油充足，油路畅通， 防止蜗杆蜗轮因缺油而产生磨
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蜗杆传动
授课人：聂延敏 2010.12
-
1
一、蜗杆传动的特点、类型
❖ 1、蜗杆传动的组成 ❖ 蜗杆：常用头数为1、2、3、4。 ❖ 蜗轮：齿数为29~83。 ❖ 2、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。交错角一般为90° ❖ 3、传动比
i n1 z2 d 2 n2 z1 d 1
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。
虚拟现实- 中的蜗杆
13
蜗杆和蜗轮的结构2
二、蜗轮的结构
为了减摩的需要，蜗轮通常要用青铜制作。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：
动0.4~0.5。
-
3
❖ （5）有轴向分力，需 使用能够承受轴向载 荷的轴承。
❖ （6）制造蜗轮需要贵 重的青铜，成本高。
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。
-
4
5、蜗杆传动的类型
阿基米德蜗杆（ ZA蜗杆） 其齿面一般是
普通圆柱蜗杆传动 渐开线蜗杆 （ZI蜗杆） 车刀切制而成
整体式蜗轮
配合式蜗轮
拼铸式蜗轮
组合式蜗轮
-
螺栓联接式蜗轮
14
五、蜗杆传动装置的润滑
❖ 目的：减摩、散热。 ❖ 润滑方式：油浴（池）润滑和喷油润滑 ❖ 常见润滑油牌号及润滑方式见表3-4. ❖ 润滑油的更换。
-
15
润滑方式的选择： 当vs≤ 5~10 m/s时，采用油池浸油润滑。为了减少 搅油损失，下置式蜗杆不宜浸油过深。
圆柱蜗杆传动
加工出的蜗杆 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。
本章主要介绍普通圆柱蜗杆及其设计。
-
5
2 .类型简介 1）圆柱蜗杆
阿基米德蜗杆 2）环面蜗杆 3）锥蜗杆（ 图10-46）
-
2
❖ 4、蜗杆传动的特点
❖ （1）传动比大，蜗杆Z1=1、 2、3、4，蜗轮Z2=29~83。
❖ （2）传动平稳，噪声低， 重合度大，蜗杆为连续螺旋， 啮合是杆为主动件，不能以蜗轮 为主动件。
❖ （4）效率低，开式传动为
0.6~0.7，闭式传动
0.7~0.92，具有自锁性的传
-
渐开线蜗杆 圆弧齿圆柱蜗杆6●
3 .阿基米德蜗杆特点
1）从整体看，蜗杆蜗轮齿面间的相对运动类似于螺旋传动。
传动连续平稳、无噪音。
因而可直接应用螺旋的某些结论（例如传动效率、
自锁条件等等）。
-
7
2）从中间平面看，蜗杆齿形是标准齿条齿形 蜗轮齿形 是渐开线齿轮齿形，啮合传动类似于齿轮齿条啮合。
因而可直接应用齿轮传动某些结论（例正确啮合条
❖ 速度小的传动：齿圈材料为无锡青铜或锰 黄铜，这两种材料强度高，价格廉，切削 性和抗胶合性不如锡青铜
❖ 速度低的大蜗轮：灰铸铁
-
12
四、 蜗杆和蜗轮的结构 §10-5蜗杆和蜗轮的结构1
一、蜗杆的结构
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。
当v1> 4 m/s时，采用蜗杆在上的结构。 当vs > 10~15 m/s时，采用压力喷油润滑。
设计：潘存云
设计：潘存云
-
设计：潘存云
16
热平衡计算2
七、蜗杆传动的散热措施
自然冷却的热平衡温度过高时，可采用以下措施： 1） 在箱体外表面加散热片以增大散热面积。 2）在蜗杆轴端加装风扇以加速空气流通（图10－7a）。 3）在油池内安装冷却管路。 （图10－7b） 4）采用压力喷油循环润滑（安装散热器） （图10－7c） 。
散热片 溅油轮 风扇 过滤网 集气罩
-
17
风扇冷却
-
18
热平衡计算3
通水
传动箱内装循环冷却管路
冷却器 过滤器 油泵
传动箱外装循环冷却器
-
19
用手势确定蜗轮的转向：
因蜗轮蜗杆相当于螺旋副的运动，有一 种实用且简便的转向判别方法：
右旋蜗杆：伸出右手，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反。 左旋蜗杆：用左手判断，方法一样。
-
10
三、蜗杆蜗轮的常用材料
❖ 比较理想的材料组合是淬硬并经过磨制的钢 制蜗杆配以青铜蜗轮齿圈。
❖ 1、蜗杆材料 ❖ 高速重载：合金渗碳钢-渗碳淬火 ❖ 中速中载：调质钢-表面淬火 ❖ 低速：调质钢-调质处理
-
11
❖ 2、蜗轮材料
❖ 速度大的重要传动：齿圈材料为锡青铜， 锡青铜减摩性、耐磨性和抗胶合性、切削 性均好，强度低价格贵。
件、几何尺寸计算等等）。 -
8
二、蜗杆传动的失效形式
❖ 1、失效形式： 胶合、点蚀、磨损、轮齿折 断。
❖ 主要失效形式：胶合、磨损 ❖ 蜗轮齿圈为青铜时，齿面可能出现疲劳点蚀；
磨损比较严重时，蜗轮轮齿变薄，从而导致 轮齿折断。
-
9
❖ 2、防止失效的措施 ❖ （1）供给足够的和抗胶合的润滑油 ❖ （2）采用有效的散热方式 ❖ （3）提高制造和安装精度 ❖ （4）选配适当的蜗杆和蜗轮副的材料
ω2
2
2 ω2
v2
p
设计：潘存云
1
ω1
a r2 r1
p 1 设计：潘存云
v2 ω1
模型验证
7.中心距 a = r1+r2 = m-(q +z2)/2
20
授课人：聂延敏 2010.12
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1
一、蜗杆传动的特点、类型
❖ 1、蜗杆传动的组成 ❖ 蜗杆：常用头数为1、2、3、4。 ❖ 蜗轮：齿数为29~83。 ❖ 2、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。交错角一般为90° ❖ 3、传动比
i n1 z2 d 2 n2 z1 d 1
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。
虚拟现实- 中的蜗杆
13
蜗杆和蜗轮的结构2
二、蜗轮的结构
为了减摩的需要，蜗轮通常要用青铜制作。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：
动0.4~0.5。
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❖ （5）有轴向分力，需 使用能够承受轴向载 荷的轴承。
❖ （6）制造蜗轮需要贵 重的青铜，成本高。
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。
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5、蜗杆传动的类型
阿基米德蜗杆（ ZA蜗杆） 其齿面一般是
普通圆柱蜗杆传动 渐开线蜗杆 （ZI蜗杆） 车刀切制而成
整体式蜗轮
配合式蜗轮
拼铸式蜗轮
组合式蜗轮
-
螺栓联接式蜗轮
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五、蜗杆传动装置的润滑
❖ 目的：减摩、散热。 ❖ 润滑方式：油浴（池）润滑和喷油润滑 ❖ 常见润滑油牌号及润滑方式见表3-4. ❖ 润滑油的更换。
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润滑方式的选择： 当vs≤ 5~10 m/s时，采用油池浸油润滑。为了减少 搅油损失，下置式蜗杆不宜浸油过深。
圆柱蜗杆传动
加工出的蜗杆 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。
本章主要介绍普通圆柱蜗杆及其设计。
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2 .类型简介 1）圆柱蜗杆
阿基米德蜗杆 2）环面蜗杆 3）锥蜗杆（ 图10-46）
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❖ 4、蜗杆传动的特点
❖ （1）传动比大，蜗杆Z1=1、 2、3、4，蜗轮Z2=29~83。
❖ （2）传动平稳，噪声低， 重合度大，蜗杆为连续螺旋， 啮合是杆为主动件，不能以蜗轮 为主动件。
❖ （4）效率低，开式传动为
0.6~0.7，闭式传动
0.7~0.92，具有自锁性的传
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渐开线蜗杆 圆弧齿圆柱蜗杆6●
3 .阿基米德蜗杆特点
1）从整体看，蜗杆蜗轮齿面间的相对运动类似于螺旋传动。
传动连续平稳、无噪音。
因而可直接应用螺旋的某些结论（例如传动效率、
自锁条件等等）。
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2）从中间平面看，蜗杆齿形是标准齿条齿形 蜗轮齿形 是渐开线齿轮齿形，啮合传动类似于齿轮齿条啮合。
因而可直接应用齿轮传动某些结论（例正确啮合条
❖ 速度小的传动：齿圈材料为无锡青铜或锰 黄铜，这两种材料强度高，价格廉，切削 性和抗胶合性不如锡青铜
❖ 速度低的大蜗轮：灰铸铁
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四、 蜗杆和蜗轮的结构 §10-5蜗杆和蜗轮的结构1
一、蜗杆的结构
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。
当v1> 4 m/s时，采用蜗杆在上的结构。 当vs > 10~15 m/s时，采用压力喷油润滑。
设计：潘存云
设计：潘存云
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设计：潘存云
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热平衡计算2
七、蜗杆传动的散热措施
自然冷却的热平衡温度过高时，可采用以下措施： 1） 在箱体外表面加散热片以增大散热面积。 2）在蜗杆轴端加装风扇以加速空气流通（图10－7a）。 3）在油池内安装冷却管路。 （图10－7b） 4）采用压力喷油循环润滑（安装散热器） （图10－7c） 。
散热片 溅油轮 风扇 过滤网 集气罩
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风扇冷却
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热平衡计算3
通水
传动箱内装循环冷却管路
冷却器 过滤器 油泵
传动箱外装循环冷却器
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用手势确定蜗轮的转向：
因蜗轮蜗杆相当于螺旋副的运动，有一 种实用且简便的转向判别方法：
右旋蜗杆：伸出右手，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反。 左旋蜗杆：用左手判断，方法一样。
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三、蜗杆蜗轮的常用材料
❖ 比较理想的材料组合是淬硬并经过磨制的钢 制蜗杆配以青铜蜗轮齿圈。
❖ 1、蜗杆材料 ❖ 高速重载：合金渗碳钢-渗碳淬火 ❖ 中速中载：调质钢-表面淬火 ❖ 低速：调质钢-调质处理
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❖ 2、蜗轮材料
❖ 速度大的重要传动：齿圈材料为锡青铜， 锡青铜减摩性、耐磨性和抗胶合性、切削 性均好，强度低价格贵。
件、几何尺寸计算等等）。 -
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二、蜗杆传动的失效形式
❖ 1、失效形式： 胶合、点蚀、磨损、轮齿折 断。
❖ 主要失效形式：胶合、磨损 ❖ 蜗轮齿圈为青铜时，齿面可能出现疲劳点蚀；
磨损比较严重时，蜗轮轮齿变薄，从而导致 轮齿折断。
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❖ 2、防止失效的措施 ❖ （1）供给足够的和抗胶合的润滑油 ❖ （2）采用有效的散热方式 ❖ （3）提高制造和安装精度 ❖ （4）选配适当的蜗杆和蜗轮副的材料
ω2
2
2 ω2
v2
p
设计：潘存云
1
ω1
a r2 r1
p 1 设计：潘存云
v2 ω1
模型验证
7.中心距 a = r1+r2 = m-(q +z2)/2
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