第12章蜗轮蜗杆机械原理中南大学
涡轮蜗杆原理PPT课件
常见问题原因分析
• 1、减速机发热和漏油。蜗轮减速机为了提高效率，一 般均采用有色金属做蜗轮，蜗杆则采用较硬的钢材，由 于它是滑动磨擦传动，在运行过程中，就会产生较高的 热量，使减速机各零件和密封之间热膨胀产生差异，从 而在各配合面产生间隙，而油液由于温度的升高变稀， 容易造成泄漏。主要原因有四点，一是材质的搭配是否 合理，二是啮合磨擦面的表面质量，三是润滑油的选择， 添加量是否正确，四是装配质量和使用环境。 2、蜗轮磨损。蜗轮一般采用锡青铜，配对的蜗杆 材料一般用45钢淬硬至HRC45一55,还常用40C:淬硬 HRC50一55，经蜗杆磨床磨削至粗糙度RaO. 8 fcm, 减速机正常运行时，蜗杆就象一把淬硬的“锉刀”，不 停地锉削蜗轮，使蜗轮产生磨损。一般来说，这种磨损 很慢，象某厂有些减速机可以使用10年以上。如果磨 损速度较快，就要考虑减速机的选型是否正确，是否有 超负荷运行，蜗轮蜗杆的材质，装配质量或使用环境等 原因。
设计准则：通常按齿面（蜗轮）接触疲劳强度条 件计算蜗杆传动的承载能力。 在选择许用应力时，要适当考虑胶合和磨损失效 因素的影响。 对闭式传动要进行热平衡计算，必要时对蜗杆强 度和刚度进行计算。
第13页/共33页
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
一、普通圆柱蜗杆传动的主要参数及其选择
第4页/共33页
按蜗杆的外形分类
圆 柱 蜗 杆 传
环 面 蜗 杆
动
第5页/共33页
锥蜗杆
蜗杆分左旋和右旋。
蜗杆还有单头和多头之分。
左 旋
右 旋
第6页/共33页
二、蜗杆传动的类型
1、按蜗杆形状分
环面蜗杆传动
蜗轮蜗杆原理
蜗轮蜗杆原理
蜗轮蜗杆原理是一种常见的传动机构，由蜗轮和蜗杆组成。
蜗轮是一个圆盘状的齿轮，其外缘上有一定数量的蜗牙。
蜗杆则是一种带有绕向螺旋线的螺杆，其梯度和蜗牙的角度相对应。
当蜗杆通过旋转驱动蜗轮时，蜗牙会与蜗杆的螺旋线相互嵌合，从而实现力的传递和速度的变换。
蜗轮蜗杆的传动原理是基于蜗牙与蜗杆的摩擦和嵌合。
由于蜗杆的螺旋线梯度相对较小，使得蜗轮转动一周所需的蜗杆转动次数相对较多，从而实现了大减速比的传动效果。
同时，蜗牙与蜗杆之间的嵌合也能够实现传力的作用，因此蜗轮蜗杆传动常用于需要较大扭矩和较低转速的场合。
蜗轮蜗杆传动具有紧凑结构、传动平稳、噪音低和扭矩传递能力强等优点，在工程领域应用非常广泛。
它常出现在机床、起重设备、输送机械以及工程车辆等设备中。
此外，蜗轮蜗杆传动也可以与其他传动装置结合使用，以满足更多复杂的传动需求。
在实际应用中，还需要注意蜗轮蜗杆传动的一些技术要点。
例如，蜗轮和蜗杆的齿轮加工精度要求较高，以保证嵌合的牙面质量和传动效率。
同时，还需要注意润滑和冷却，以降低传动系统的摩擦磨损和温度升高。
综上所述，蜗轮蜗杆原理是一种基于蜗牙和蜗杆摩擦嵌合的传动机构，具有大减速比、传动平稳和扭矩传递能力强等优点。
通过合理设计和选用适当材料，可以满足不同应用领域的传动需求。
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见的传动装置，它利用蜗杆和蜗轮之间的啮合来实现速度减小和扭矩增大。
蜗轮蜗杆减速器的原理是通过蜗杆旋转驱动蜗轮转动。
蜗杆的螺纹形状呈螺旋状，蜗轮则是一个圆柱形状的齿轮。
蜗杆上的螺旋螺距非常大，因此当蜗杆旋转时，它会将一个蜗轮齿轮牙齿拖拽一定距离，从而使蜗轮转动。
蜗轮蜗杆减速器的减速比取决于蜗轮和蜗杆的齿轮数比例。
蜗杆的螺旋角度决定了减速器的输出扭矩，螺旋角度越小，输出扭矩越大。
蜗轮蜗杆减速器的工作原理主要有以下几个方面：
1. 当蜗杆旋转时，螺旋螺距的特性使得蜗轮齿轮的运动速度较慢，从而实现速度减小的效果。
2. 蜗杆和蜗轮的齿轮啮合特性还能实现扭矩增大的效果，因为蜗杆上的螺旋会使蜗轮齿与蜗杆齿之间产生较大的涨落面积，从而能够传递更大的力矩。
3. 蜗轮蜗杆减速器还具有自锁特性，即即使在关闭电机或停止驱动蜗杆时，减速器的输出轴仍然可以保持在固定位置，防止负载的回转。
总的来说，蜗轮蜗杆减速器通过蜗杆旋转驱动蜗轮转动，实现速度减小和扭矩增大的传动效果，广泛应用于机械设备、工业生产线等领域中。
中南大学机械原理答案
第二章习题及解答2-1 如题图2-1所示为一小型冲床，试绘制其机构运动简图，并计算机构自由度。
（a）（b）题图2-1解：1)分析该小型冲床由菱形构件1、滑块2、拨叉3和圆盘4、连杆5、冲头6等构件组成，其中菱形构件1为原动件，绕固定点A作定轴转动，通过铰链B与滑块2联接，滑块2与拨叉3构成移动副，拨叉3与圆盘4固定在一起为同一个构件且绕C轴转动，圆盘通过铰链与连杆5联接，连杆带动冲头6做往复运动实现冲裁运动。
2)绘制机构运动简图选定比例尺后绘制机构运动简图如图（b）所示。
3)自由度计算其中n=5，P L=7, P H=0,F=3n-2P L-P H=3×5-2×7=1故该机构具有确定的运动。
2-2 如题图2-2所示为一齿轮齿条式活塞泵，试绘制其机构运动简图，并计算机构自由度。
（a）（b）题图2-2解：1)分析该活塞泵由飞轮曲柄1、连杆2、扇形齿轮3、齿条活塞4等构件组成，其中飞轮曲柄1为原动件，绕固定点A作定轴转动，通过铰链B与连杆2联接，连杆2通过铰链与扇形齿轮3联接，扇形齿轮3通过高副接触驱动齿条活塞4作往复运动，活塞与机架之间构成移动副。
2) 绘制机构运动简图选定比例尺后绘制机构运动简图如图（b）所示。
3)自由度计算其中n=4，P L=5, P H=1F=3n-2P L-P H=3×4-2×5-1=1故该机构具有确定的运动。
2-3 如图2-3所示为一简易冲床的初步设计方案，设计者的意图是电动机通过一级齿轮1和2减速后带动凸轮3旋转，然后通过摆杆4带动冲头实现上下往复冲压运动。
试根据机构自由度分析该方案的合理性，并提出修改后的新方案。
题图2-3解：1)分析2)绘制其机构运动简图(图2-3 b)选定比例尺后绘制机构运动简图如图（b ）所示。
3)计算机构自由度并分析其是否能实现设计意图由图b 可知，45200l h n p p p F ''===== 故3(2)34(2520)00l h F n p p p F ''=-+--=⨯-⨯+--=因此，此简易冲床根本不能运动，需增加机构的自由度。
《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
《蜗杆蜗轮传动》课件
蜗杆蜗轮传动的特点
高传动比
蜗杆蜗轮传动的传动比通常较大，可以实现 较大的减速或增速。
传动平稳
由于蜗杆和蜗轮的啮合是线性的，因此传动 过程相对平稳，振动和冲击较小。
结构紧凑
蜗杆蜗轮传动装置结构紧凑，占用空间小， 适用于空间受限的场合。
脂润滑
将润滑脂填入蜗杆蜗轮接触区，起到润滑作用。脂润滑适用于低速重载的工况 。
润滑对蜗杆蜗轮传动效率的影响
润滑作用
良好的润滑可以减少摩擦和磨损，降低热量产生，提高传动效率。
润滑不良的影响
如果润滑不良，会导致摩擦和磨损增加，热量积累，降低传动效率，甚至引起蜗杆蜗轮的烧伤和咬合 。
04
蜗杆蜗轮传动的安装 和维护
02
蜗杆蜗轮传动的组成 和工作原理
蜗杆蜗轮传动的组成
蜗杆
通常是一根斜面的圆柱体，具有螺旋线，常与蜗 轮配合使用。
蜗轮
具有与蜗杆相配合的轮齿，通常为圆盘形状。
箱体
用于支撑和固定蜗杆和蜗轮，确保其正常运转。
蜗杆蜗轮的工作原理
转动运动
当蜗杆转动时，蜗轮会随 之转动，从而实现转动运 动。
传动比
蜗杆蜗轮的传动比是根据 蜗杆和蜗轮的齿数比来确 定的，通常为1:1或1:2。
《蜗杆蜗轮传动》 PPT课件
目 录
• 蜗杆蜗轮传动的概述 • 蜗杆蜗轮传动的组成和工作原理 • 蜗杆蜗轮传动的效率和润滑 • 蜗杆蜗轮传动的安装和维护 • 蜗杆蜗轮传动的发展趋势和未来展望
01
蜗杆蜗轮传动的概述
蜗杆蜗轮传动的定义
蜗杆蜗轮传动是一种机械传动方式， 通过蜗杆和蜗轮的啮合来实现动力的 传递。
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。
机械设计基础第12章蜗轮蜗杆分析
机械设计基础第12章蜗轮蜗杆分析蜗轮蜗杆传动是一种常见的传动结构，具有传动比大、传动平稳、结构紧凑等优点。
在机械设计中，蜗轮蜗杆传动的分析和设计至关重要。
本文将详细介绍蜗轮蜗杆传动的原理、分析方法和设计要点。
1.原理蜗轮蜗杆传动是由蜗轮和蜗杆组成的一对斜面传动。
蜗轮有多个齿槽，蜗杆有一根螺旋斜面。
当蜗杆旋转时，通过螺旋斜面与蜗轮的齿槽作用，产生转动传递。
由于蜗杆螺旋斜面的斜度较大，所以每转动一圈，蜗轮只转动少量的角度，这就实现了较大的传动比。
2.分析方法蜗轮蜗杆传动的分析主要包括力学分析和几何分析。
力学分析：（1）传动比计算：蜗轮蜗杆传动的传动比可以根据蜗轮的齿数和蜗杆的斜度来计算，传动比=（蜗轮的齿数）/（蜗杆的斜度）。
（2）传动效率计算：蜗轮蜗杆传动的传动效率通常较低，主要受到摩擦损失和滑动损失的影响。
传动效率可以根据摩擦系数和滑动速度来计算。
（3）定位力计算：蜗轮蜗杆传动中，由于蜗轮与蜗杆之间的斜面接触，会产生一定的定位力。
定位力会严重影响传动的稳定性和精度，需进行合理计算和设计。
几何分析：（1）蜗轮参数计算：根据给定的传动比和蜗杆参数，可以计算蜗轮的齿数和齿轮分度圆直径。
（2）蜗杆参数计算：根据给定的传动比和蜗轮参数，可以计算蜗杆的斜度和蜗杆的导程。
（3）轴距计算：蜗轮和蜗杆的轴距是影响传动稳定性和效率的重要参数，需进行合理计算和确定。
3.设计要点（1）选取合适的材料：蜗轮蜗杆传动通常承受较大的扭矩和摩擦力，所以需选取能够承受高载荷和高摩擦的材料，如合金钢等。
（2）控制传动误差：蜗轮蜗杆传动的传动准确性较低，会产生一定的传动误差。
为了减小传动误差，需进行合理的加工和装配，并采用合适的润滑和控制措施。
（3）考虑安装和维修：蜗轮蜗杆传动通常安装在机械设备内部，为方便安装和维修，在设计时需要考虑蜗轮蜗杆传动的拆卸和装配便捷性。
总结：蜗轮蜗杆传动是一种重要的传动结构，在机械设计中具有广泛应用。
通过对蜗轮蜗杆传动的深入分析和合理设计，可以提高传动的效率和稳定性，满足机械设备的传动需求。
中南大学机械原理作业及课后答案.
中南大学机械原理作业答案 配机械原理第八版平面机构结构分析1、如图a 所示为一简易冲床设计方案，思路是：动力由齿轮1输入，使轴A 连续回转；而固装在轴A 上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。
试绘出其机构运动简图（各尺寸由图上量取），分析其是否能实现设计意图？并提出修改方案。
解 1）取比例尺l μ绘制其机构运动简图（图b ）。
2）分析其是否能实现设计意图。
图 a ） 由图b 可知，3=n ，4=l p ，1=h p ，0='p ，0='F 故：00)0142(33)2(3=--+⨯-⨯='-'-+-=F p p p n F h l因此，此简单冲床根本不能运动（即由构件3、4与机架5和运动副B 、C 、D 组成不能运动的刚性桁架），故需要增加机构的自由度。
图 b ）3）提出修改方案（图c ）。
为了使此机构能运动，应增加机构的自由度（其方法是：可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副，或者用一个高副去代替一个低副，其修改方案很多，图c 给出了其中两种方案）。
图 c1） 图 c2）2、试画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。
图a ）解：3=n ，4=l p ，0=h p ，123=--=h l p p n F图 b ）解：4=n ，5=l p ，1=h p ，123=--=h l p p n F3、计算图示平面机构自由度。
将其中的高副化低副。
机构中的原动件用圆弧箭头表示。
3－1解3－1：7=n ，10=l p ，0=h p ，123=--=h l p p n F ，C 、E 复合铰链。
3－2解3－2：8=n ，11=l p ，1=h p ，123=--=h l p p n F ，局部自由度3－3 解3－3：9=n ，12=l p ，2=h p ，123=--=h l p p n F4、试计算图示精压的自由度解：10=n ，15=l p ，0=h p 解：11=n ，17=l p ，0=h p13305232=⨯-+⨯='-'+'='n p p p h l 26310232=⨯-⨯='-'+'='n p p p h l0='F 0='FF p p p n F h l '-'-+-=)2(3 F p p p n F h l '-'-+-=)2(310)10152(103=--+⨯-⨯= 10)20172(113=--+⨯-⨯=（其中E 、D 及H 均为复合铰链） （其中C 、F 、K 均为复合铰链）5、图示为一内燃机的构简图，试计算其自由度，并分析组成此机构的基本杆组。
蜗轮蜗杆设计
第12章蜗杆传动基本内容：类型、应用、失效形式、材料选择、力的分析、强度计算、效率、润滑和热平衡计算等。
基本要求：掌握蜗杆传动的受力分析及强度计算、了解热平衡原理和计算方法、蜗杆传动的类型、特点等。
学时：课堂教学：3学时。
第一讲§12-1 概述一、特点和应用在大多数情况下，两轴在空间是互相垂直的，轴交角∑＝90°。
广泛应用在机床、汽车、仪器、起重运输机械、冶金机械以及其他机械制造部门。
▲结构组成：蜗杆——一般为主动件蜗轮——根据蜗杆与蜗轮的相互位置：——上置蜗杆传动——下置蜗杆传动——旁置蜗杆传动▲特点：1）能得到很大的单级传动比。
2）结构紧凑3）工作平稳、无噪声、冲击振动小。
4）可以实现自锁。
缺点：5）传动效率较低——一般η＝0.7～0.9具有自锁性能η≈0.46）需用贵重的减摩材料（如青铜）制造。
材料价格较高。
二、分类▲按蜗杆形状不同可分为三类——圆柱蜗杆传动：——环面蜗杆传动——锥蜗杆传动，见图▲按蜗杆螺旋线方向不同：——左旋蜗杆——右旋蜗杆▲按蜗杆头数不同：——单头蜗杆：主要用于传动比较大的场合，要求自锁的传动必须采用单头蜗杆。
——多头蜗杆：主要用于传动比不大和要求效率较高的场合。
▲对于圆柱蜗杆传动：根据加工时刀具位置的不同，可以分为三种1、阿基米德蜗杆：2、渐开线蜗杆：3、法向直廓蜗杆：§12-2 圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸中间平面——通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面对于阿基米德圆柱蜗杆传动在中间平面上为齿条与齿轮啮合传动。
一、主要参数模数m、压力角α、蜗杆分度圆直径d1、蜗杆直径系数q、蜗杆导程角γ、螺旋角β。
蜗杆头数Z1、蜗轮齿数Z2、传动比i、齿速比u、中心距a、变位系数x。
1、模数m和压力角α在中间平面上蜗杆的模数——轴向模数mx蜗轮的模数——端面模数mt（因蜗杆的轴向齿距px应与蜗轮端面齿距pt相等，故mx＝mt＝m为标准模数）蜗杆的压力角——轴向压力角αx蜗轮的压力角——端面压力角αt （αx＝αt＝20°）2、蜗杆分度圆直径d1，亦称蜗杆中圆直径。
蜗轮蜗杆传动原理说明介绍
蜗轮蜗杆传动原理说明介绍一提起蜗轮蜗杆传动，各位都不会生疏，首先想到的是圆柱蜗杆传动、环面包络蜗杆传动。
下面我介绍别的一种蜗杆传动：锥蜗杆传动。
锥蜗杆传动在国外已经轨范化，但在海内因为设计人员接触较少，还未普及。
锥蜗杆传动适用于传动比大于10的交错轴传动（可以不为90°）。
锥蜗杆偏置于锥蜗轮的一侧，锥蜗杆齿面为阿基米德螺旋面，沿分度锥母线的导程相等，可以用车、铣、滚压等办法加工，精度和表面光洁度要求较高的硬齿面锥蜗杆还需磨齿。
锥蜗轮由与锥蜗杆一致的锥滚刀在常见滚齿机上滚切成，外观象一个螺旋锥齿轮，精度和表面光洁度要求较高时，精滚之后在进行滚压或珩磨；产量大而精度要挨不高时，还可选用压铸、烧结、模锻等加工办法。
阿基米德锥蜗杆与阿基米德圆柱蜗杆的齿面变成原理完全相同，都属于圆柱螺旋面，差别仅在于锥蜗杆在该螺旋面上截取顶圆锥面和根圆锥面之间的部分作为齿面，因此，锥蜗杆传动保留着阿基米德圆柱蜗杆传动的完全长处，比如易于缔造和装配，锥蜗杆轴向位移不破坏齿面共轭等等。
锥蜗杆传动与圆柱蜗杆传动的紧要辨别在于锥蜗杆偏置，因而同时接触齿数大幅度增加，假如正常的选择几何参数，可得到对比抱负的瞬时接触线，有利于齿面的液体动力润滑。
这使得锥蜗杆传的啮合机能显著优于阿基米德圆柱蜗杆传动。
锥蜗杆传动的紧要特点可笼统如下：（1）重合度大，同时接触齿数大意为锥蜗轮齿数的10%。
（2）合速度与瞬时接触线的法线所夹锐角较小，甚至靠近零度，有利于齿面间变成液体动力润滑。
（3）通过轴向移动锥蜗杆，可以调节齿侧间隙而不破坏齿面的共轭。
（4）可以做离合器利用，结合和脱开都十分灵活，脱开时中央距维持不变。
与圆柱蜗杆对比，锥蜗杆传动平稳、承载本领大、效率高、传动对比大时结构也铰紧凑。
当齿面光洁度较高，齿面接触良好，并选用极压润滑油时，还可以用渗碳淬火钢或氮化钢代替青铜做蜗轮材料。
这也吻合当代齿轮行业举荐利用硬齿面的要求。
由于锥蜗杆带有锥度，缔造方面比阿基米德圆柱蜗杆略为混杂一些。
涡轮蜗杆原理
涡轮蜗杆原理涡轮蜗杆传动是一种常见的机械传动方式，它具有结构简单、传动比稳定、噪音小、寿命长等优点，被广泛应用于各种工业领域。
涡轮蜗杆传动的原理是利用涡轮和蜗杆的啮合来实现动力传递，下面我们将详细介绍涡轮蜗杆传动的原理及其工作过程。
首先，我们来了解一下涡轮和蜗杆的结构。
涡轮是一种叶轮状的零件，其外形类似于一个圆盘，上面有许多叶片。
蜗杆则是一种螺旋状的零件，其外形类似于螺旋桨。
涡轮和蜗杆之间的啮合使得涡轮能够转动，并将转动的动能传递给蜗杆，从而实现动力传递。
涡轮蜗杆传动的工作原理是利用涡轮叶片的动能来推动蜗杆转动，蜗杆的旋转运动将动能转化为机械能，从而驱动其他机械设备。
在传动过程中，涡轮和蜗杆之间的啮合使得动力传递更加稳定，传动比也更加精准，因此在工业生产中得到了广泛应用。
涡轮蜗杆传动的特点之一是传动比稳定。
由于涡轮和蜗杆的结构特点，涡轮蜗杆传动的传动比相对稳定，不易受外界因素的影响，能够保证传动的精准性和稳定性。
这使得涡轮蜗杆传动在需要精准传动的场合得到了广泛应用，比如工业生产中的输送设备、搅拌设备等。
此外，涡轮蜗杆传动还具有噪音小、寿命长等优点。
由于涡轮和蜗杆之间的啮合方式，使得传动过程中摩擦小、噪音低，从而减少了机械设备的运行噪音。
而且，涡轮蜗杆传动的结构简单、零部件少，因此寿命较长，维护成本低，能够满足工业生产中长时间、高强度的使用需求。
总的来说，涡轮蜗杆传动是一种结构简单、传动比稳定、噪音小、寿命长的机械传动方式，被广泛应用于各种工业领域。
通过涡轮和蜗杆之间的啮合，实现了动力传递，满足了工业生产中对精准传动的需求，为机械设备的高效运行提供了可靠保障。
希望本文对涡轮蜗杆传动的原理有所帮助，谢谢阅读！。
第12章蜗杆传动
2.选材 2.选材 1)根据相对滑动速度 根据相对滑动速度v 1)根据相对滑动速度vs选材 1)高速重载 高速重载: 蜗杆用合金钢,淬火,磨削； （1)高速重载: 蜗杆用合金钢,淬火,磨削； 蜗轮用锡青铜； 蜗轮用锡青铜； 低速重载：蜗杆用45,调质； 45,调质 （2) 低速重载：蜗杆用45,调质； 铝青铜； 蜗轮 铝青铜； 3)低速轻载 低速轻载： 碳钢,不热处理;铸铁; （3)低速轻载： 蜗杆 碳钢,不热处理;铸铁; 铸铁; 蜗轮 铸铁; 三.结构类型 1.蜗杆---整体式 蜗杆--1.蜗杆---整体式 2.蜗轮---整体式 蜗轮--2.蜗轮---整体式 组合式
C
Fr2
Fa1 n1
12-5 圆柱蜗杆传动的强度计算
(不要求)
一.蜗杆的强度:足够; 二.蜗轮的强度计算; 1.齿面接触强度计算与斜齿轮来自似, 2.齿根弯曲强度:富裕.
12-6 圆柱蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 一.蜗杆传动的效率
闭式蜗杆传动的功率损耗包括三部分 其中η1-考虑轮齿啮合的功率损耗的效率; η2-考虑轴承中摩擦损耗的效率; η3-考虑搅动箱体内润滑油的油阻的效率;
一 个 齿 高
ra/3
潘存云教授研制
三.蜗杆传动的热平衡计算 对于连续工作的闭式蜗杆传动进行该项计算.
1000 P1 (1 − η ) ∆t = ≤ [∆ t ] αt A
其中:∆t------温差,=t—t0; η-----传递效率 A------散热面积 ------------(12-11)
阿基米德蜗杆的工艺性能好， t 是目前应用最广泛的一种蜗杆。
α=200 阿基米德螺旋线
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 圆柱蜗杆传动的主要参数 [一].主平面 主截面 主平面(主截面 一 主平面 主截面) 1定义 通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面。 定义:通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面 定义 通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面。 讨论主平面内的主要参数（ 2讨论主平面内的主要参数（这是蜗杆传动特 有的问题
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装置，它由蜗轮和蜗杆两部分组成。
蜗轮是一种类似螺旋的齿轮，蜗杆则是一种类似螺杆的传动轴，两者通过啮合来实现传动。
蜗轮蜗杆传动具有传动比大、传动平稳、噪音小等优点，因此在工业领域得到了广泛的应用。
蜗轮蜗杆传动的工作原理主要是通过蜗轮和蜗杆的啮合来实现传动。
当蜗轮转动时，蜗杆受到蜗轮的作用力而发生旋转运动，从而带动输出轴进行工作。
蜗轮蜗杆传动的传动比取决于蜗轮的齿数和蜗杆的螺旋角，通常可以实现较大的传动比，因此在一些需要减速的场合得到了广泛的应用。
蜗轮蜗杆传动的工作原理可以简单概括为，当蜗轮转动时，蜗杆受到蜗轮的扭矩作用而发生旋转运动，从而带动输出轴进行工作。
蜗轮蜗杆传动的传动比通常较大，可以实现较大的减速比，因此在一些需要减速的场合得到了广泛的应用。
蜗轮蜗杆传动在工业生产中具有重要的地位，它可以实现较大的传动比，传动平稳，噪音小，因此在一些需要减速的场合得到了广泛的应用。
蜗轮蜗杆传动的工作原理简单易懂，通过蜗轮和蜗杆的啮合来实现传动，具有较大的传动比，因此在一些需要减速的场合得到了广泛的应用。
总的来说，蜗轮蜗杆传动是一种常见的传动装置，它通过蜗轮和蜗杆的啮合来实现传动，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更深入的了解。
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。
蜗轮蜗杆工作原理
蜗轮蜗杆工作原理
蜗轮蜗杆是一种常用的传动装置，它通过蜗轮和蜗杆之间的啮合传递力和运动。
蜗轮是一种呈螺旋形的圆柱体，其表面上有一条称为螺旋线的槽，而蜗杆则是一根中空的圆柱体，其表面上搭配有与蜗轮螺旋线啮合的齿槽。
当蜗轮主动旋转时，蜗杆会随之进行螺旋运动。
蜗轮和蜗杆之间的啮合作用会导致蜗杆沿着自身轴线方向产生推力，并将推力转化为周向力矩。
这个转化过程是通过蜗杆齿槽与蜗轮螺旋线之间的滚动摩擦来实现的。
由于蜗轮的螺旋线形状，当蜗轮主动旋转时，蜗杆只能进行一定角度的旋转，但转速很慢。
这种结构使得蜗轮蜗杆传动可以实现大的减速比，同时能够承受较大的转矩。
所以蜗轮蜗杆传动通常应用在需要减速，但转矩要求较大的场合。
蜗轮蜗杆传动具有传动稳定性高、承载能力大、减速比大、体积小等优点，被广泛应用在工程机械、汽车制造、机床装备和船舶等领域。
它的工作原理简单，但应用广泛，为许多机械设备的高效传动提供了可靠的解决方案。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
§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
中南大学专用
作者： 潘存云教授
§12-1
β1 γ1
设计：潘存云 设计：潘存云
px1
l
d1
中南大学专用
γ1
π d1
作者： 潘存云教授
5.蜗杆直径系数q 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。 定义： q=d1/m q 为蜗杆: 直径系数 一般取: q=8～18。 可由表12－1计算得到。
中南大学专用
设计：潘存云
作者： 潘存云教授
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
4
40 (50) 71
(40) 50 (63) 90 (50) 63
20 28
(18) 22.4 (28) 35.5
8
5
3.15
2
10
பைடு நூலகம்
4
(31.5)
6.3
(71) 90 …
摘自GB10085-88,括号中的数字尽可能不采用
中南大学专用 作者： 潘存云教授
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]
1
1.25
4
40 (50) 71
(40) 50 (63) 90 (50) 63
1.6 1.6
20 20 28 28
(18) 22.4 (28) 35.5
q=12.5 q=17.5(28)
3.15
8
5
2
35.5 (45) 56
6.3
10
4
(31.5)
(71) 90 …
中南大学专用
作者： 潘存云教授
6.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: v2 = v1 + vS 作速度向量图，得: vS = v2
蜗轮材料 铸造方法 适用的滑动速度 Vs m/s 蜗杆齿面硬度 HBS ≤ 350 HRC ≥ 45
砂型 ZQSn 10-1
金属型 砂型 ZQSn5-5-5 金属型
≤ 12
≤ 25 ≤ 10 ≤ 12
180
200 110 135
200
220 125 150
中南大学专用
作者： 潘存云教授
当蜗轮采用无锡青铜或铸铁制造时，蜗轮的损坏形式 主要是胶合。其许用的接触应力应根据材料组合和滑
1
1.25
4
40 (50) 71
(40) 50 (63) 90 (50) 63
20 28
(18) 22.4 (28) 35.5
8
5
3.15
2
10
4
(31.5)
6.3
(71) 90 …
摘自GB10085-88,括号中的数字尽可能不采用
中南大学专用 作者： 潘存云教授
3. 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： z1=1~4 n1 z2 d 传动比 : i = --- = --n2 z1 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。 蜗轮齿数： z2= i z1 为避免根切： z2≥ 26 一般情况： z2≤ 80 z2过大 → 结构尺寸↑ → 蜗杆长度↑ → 刚度、啮合精度↓
设计：潘存云
圆柱蜗杆 环面蜗杆 阿基米德蜗杆、 渐开线蜗杆
圆柱蜗杆 环面蜗杆 阿基米德螺线
设计：潘存云
设计：潘存云
渐开线
设计：潘存云
基圆
设计：潘存云
γ
阿基米德蜗杆
中南大学专用
2α
α
渐开线蜗杆
作者： 潘存云教授
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。
精度等级： 对于一般动力传动，按如下等级制造： v1<7.5 m/s ----7级精度； v1< 3 m/s ----8级精度； v1< 1.5 m/s ----9级精度；
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°
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。 而啮合件称为:蜗轮。
蜗杆
ω1 1
中南大学专用
设计：潘存云
蜗轮 ω2 2
设计：潘存云
作者： 潘存云教授
动速度来确定。
表12-5 铝青铜及铸铁蜗轮的许用接触应力[σH]
蜗轮材料 ZQAl10-3 HT 150 蜗杆材料 滑动速度vs 0.5 1 m/s 4 — 6 —
Mpa
2
3 180 —
8
—
淬火钢* 250 调质钢 110
230 210
160 120 90
HT 150、HT 200 渗碳钢 130
115
名 称 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+z2)
设计：潘存云
β1
γ1
t
设计：潘存云
d2
中南大学专用 作者： 潘存云教授
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 1.6 2.5 m d1 (22.4) 28 (35.5) 45 (28) 35.5 (45) 56 m d1 m 6.3 d1 (80) 112 (63) 80 (100) 140
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 中南大学专用
作者： 潘存云教授
§12-3
蜗杆传动的失效形式、材料和结构
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。
β1
设计：潘存云
γ1
d
中南大学专用
作者： 潘存云教授
§12-2 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 中间平面：过蜗杆轴线垂直于蜗轮轴线。 1. 正确啮合条件 在中间平面内，蜗轮蜗杆相当于齿轮齿条啮合。 正确啮合条件是中间平面内参数分别相等： mt2=ma1=m ，αt2 =αa1=α 取标准值 2α
1
蜗轮齿面的接触强度计 算与斜齿轮相似，仍以 赫兹公式为基础。以蜗 轮蜗杆的节点处啮合相 应参数代入即可。
齿面接触强度验算公式： σH = 500 KT2 = 500 2 d1d2 m2d
KT2 ≤[σH ] 2d z 2 m 1 2
2
由上式可得设计公式：
500 1≥ z [σ ] 2 H
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。
ω2
v2 p
2
设计：潘存云
2
ω2
v2 ω 1
ω1 a
1
r2 r1
p
设计：潘存云
1
模型验证
7.中心距
中南大学专用
a = r1+r2 = m(q +z2)/2
作者： 潘存云教授
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 12-3 普通圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算
中间平面
设计：潘存云
设计：潘存云 设计：潘存云
中南大学专用
作者： 潘存云教授
2. 模数m和压力角α 模数m取标准值，与齿轮模数系列不同。 蜗杆模数m值 GB10088-88
第一系列 第二系列
1, 1.25, 1.6, 2, 2.5 , 3.15, 4, 5, 6.3 8 10, 12.5, 16, 20, 25, 31.5, 40 1.5, 3, 3.5, 4.5, 5.5 6, 7, 12, 14
见下页
于是有： d1 = mq tgγ1 = px z1 /π d1 = mz1 / d1 = z1 / q
中南大学专用 作者： 潘存云教授
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
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)
一般蜗杆：40 45 钢调质处理(硬度为220~250HBS) 蜗轮材料： vS >12 m/s时→ ZCuSn10P1锡青铜制造。 vS <12 m/s时→ ZCuSn5Pb5Zn5锡青铜 vS ≤6 m/s时→ ZCuAl10Fe3铝青铜。 vS <2 m/s时→球墨铸铁、灰铸铁。