蜗轮蜗杆知识
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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。
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 -2-
一、蜗杆传动的特点
蜗杆传动概述
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：
2．为了减轻磨损、防止胶合，常用有色金属制造蜗轮 （或齿圈），故成本较高。 3．对制造和安装误差敏感，要求制造精度较高。
由于上述特点，蜗杆传动主要用于传递运动，而在 动力传输中的应用受到限制。
随着加工工艺的发展和新型蜗杆传动技术的不断出 现（用滚动副来代替滑动副，如滚动蜗杆、滚子齿蜗杆 传动），蜗杆传动的优点得到进一步的发扬，而其缺点 得到较好地克服。因此蜗杆传动已普遍应用于各类运动 与动力传动装置中。
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（ZA型）
普通圆柱蜗杆传动
法向直廓蜗杆（ZN型） 渐开线蜗杆（ZI型）
锥面包络蜗杆（ZK型）
§8-1蜗杆传动的特点及类型 -6-
（1）阿基米德蜗杆（ZA型）
蜗杆传动的类型
这种蜗杆磨削困难。 当γ＜3°时，单刀切削 当γ＞3°时，双刀切削
较少的蜗杆头数（如：单头蜗杆）可以实现较大的传动 比，但传动效率较低；蜗杆头数越多，传动效率越高，但蜗 杆头数过多时不易加工。通常蜗杆头数取为1、2、4、6。
蜗轮齿数主要取决于传动比，即z2= i z1 。 z2不宜太小 （如z2＜26)，否则将重合度降低，使传动平稳性变差。 z2 也不宜太大，否则在模数一定时，蜗轮直径将增大，从而 使相啮合的蜗杆支承间距加大，降低蜗杆的弯曲刚度。
§8-1蜗杆传动的特点及类型 -12-
3.锥蜗杆传动
蜗杆传动的类型
§8-2普通蜗杆传动的参数与尺寸 -13-
普通蜗杆传动的参数与
通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直尺寸1的平面称为中间平面。
§8-2蜗杆传动的参数与尺寸
-14-
一、蜗杆传动的主要参数及其选择
1、模数m和压力角a
Leabharlann Baidu
蜗杆与蜗轮啮合时，蜗杆的轴面模数、压力角应与蜗轮 的端面模数、压力角相等，即
§8-1蜗杆传动的特点及类型 -10-
2）圆弧圆柱蜗杆（ZC）
蜗杆传动的类型
其蜗杆的螺旋面是用刃边为凸圆弧形的车刀切制而成的。
两者之间为线接触。
在滑动副蜗杆中是最高的。
所以应用广泛
§8-1蜗杆传动的特点及类型 -11-
2.环面蜗杆传动
蜗杆传动的类型
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，在中间平面内，蜗杆和蜗轮都是直线齿廓。 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，可达0.85~0.9；
§8-1蜗杆传动的特点及类型 -7-
（2）渐开线蜗杆（ZI型）
蜗杆传动的类型
可在专用机床上进行磨削。
§8-1蜗杆传动的特点及类型 -8-
（3）法向直廓蜗杆（ZN型）
蜗杆传动的类型
刀具顶面与蜗杆轴线间存在夹角。
双刀切削
单刀切削
§8-1蜗杆传动的特点及类型 -9-
（4）锥面包络蜗杆（ZK型）
蜗杆传动的类型
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 -3-
蜗杆传动的主要缺点有： 1．传动时齿面滑动速度大，摩擦磨损严重，传动效率低 (0.7~0.9)，当传动具有自锁性时，效率低于0.5，因此不 宜用于大功率的传动。
在m和d1为标准值时，z1↑→↑
正确啮合时，蜗轮蜗杆螺
旋线方向相同，且1＝2
5、中心距 a 1 2 (d 1 d 2)m 2(q z2 )m 2(z1 z2 )
§8-2普通蜗杆传动的参数与尺寸 -17-
二、蜗杆传动的几何尺寸计算（p154）表8-3
§8-2普通蜗杆传动的参数与尺寸 -18-
§8-2普通蜗杆传动的参数与尺寸 -19-
§8-2普通蜗杆传动的参数与尺寸 -16-
z1与z2的荐用值表
i=z2/z1
5~8
z1
6
z2
30~48
一般28<z2<83
7~16
15~32
4 28~64
2 30~64
30~83
1 30~83
4、导程角 （相当于螺纹升角）
ta np zz1p xz1m z1 m z1 d 1 d 1 d 1 d 1 q
蜗轮外圆直径de2
蜗轮齿顶圆直径da2
蜗轮咽喉母圆半径 b2——蜗轮齿宽 B2——蜗轮宽度
1 rg2 a 2 da2
蜗轮齿宽角90~110°
2arcsin(b2 )
d1
§8-2普通蜗杆传动的参数与尺寸 -20-
三、变位蜗杆传动 1、变位目的：配凑中心距；凑传动比以及提高承载能力。s 2、变位方法：与齿轮变位相同, 靠刀具的移位实现变位。
mx1mt2m —标准值(与齿轮不同,表8-1)
2、t蜗aan杆xa1x的a分ttca2on度as圆n 直径蜗dZZ1AI杆、蜗的Z杆N导轴、程向ZK角压蜗力(杆ta角法nat向2 a压xct1力aona角s2n20a斜 n1 齿 2轮 0
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
§8-2普通蜗杆传动的参数与尺寸 -15-
3、传动比 i、蜗杆的头数z1和蜗轮齿数z2
iun 1z2m 2 z d2 d2 d 2
n 2 z1 m 1 zmz1 qq d 1tand 1
§8-1蜗杆传动的特点及类型 -4-
二、蜗杆传动的类型
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
蜗杆传动的类型
§8-1蜗杆传动的特点及类型 -5-
1. 圆柱蜗杆传动
蜗杆传动的类型
普通圆柱蜗杆传动
圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆（ZC）
1）普通圆柱蜗杆传动
普通圆柱蜗杆其齿面一般是在车床上用直线刀刃
故：蜗杆尺寸不能变动，只能对蜗轮变位。
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 -2-
一、蜗杆传动的特点
蜗杆传动概述
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：
2．为了减轻磨损、防止胶合，常用有色金属制造蜗轮 （或齿圈），故成本较高。 3．对制造和安装误差敏感，要求制造精度较高。
由于上述特点，蜗杆传动主要用于传递运动，而在 动力传输中的应用受到限制。
随着加工工艺的发展和新型蜗杆传动技术的不断出 现（用滚动副来代替滑动副，如滚动蜗杆、滚子齿蜗杆 传动），蜗杆传动的优点得到进一步的发扬，而其缺点 得到较好地克服。因此蜗杆传动已普遍应用于各类运动 与动力传动装置中。
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（ZA型）
普通圆柱蜗杆传动
法向直廓蜗杆（ZN型） 渐开线蜗杆（ZI型）
锥面包络蜗杆（ZK型）
§8-1蜗杆传动的特点及类型 -6-
（1）阿基米德蜗杆（ZA型）
蜗杆传动的类型
这种蜗杆磨削困难。 当γ＜3°时，单刀切削 当γ＞3°时，双刀切削
较少的蜗杆头数（如：单头蜗杆）可以实现较大的传动 比，但传动效率较低；蜗杆头数越多，传动效率越高，但蜗 杆头数过多时不易加工。通常蜗杆头数取为1、2、4、6。
蜗轮齿数主要取决于传动比，即z2= i z1 。 z2不宜太小 （如z2＜26)，否则将重合度降低，使传动平稳性变差。 z2 也不宜太大，否则在模数一定时，蜗轮直径将增大，从而 使相啮合的蜗杆支承间距加大，降低蜗杆的弯曲刚度。
§8-1蜗杆传动的特点及类型 -12-
3.锥蜗杆传动
蜗杆传动的类型
§8-2普通蜗杆传动的参数与尺寸 -13-
普通蜗杆传动的参数与
通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直尺寸1的平面称为中间平面。
§8-2蜗杆传动的参数与尺寸
-14-
一、蜗杆传动的主要参数及其选择
1、模数m和压力角a
Leabharlann Baidu
蜗杆与蜗轮啮合时，蜗杆的轴面模数、压力角应与蜗轮 的端面模数、压力角相等，即
§8-1蜗杆传动的特点及类型 -10-
2）圆弧圆柱蜗杆（ZC）
蜗杆传动的类型
其蜗杆的螺旋面是用刃边为凸圆弧形的车刀切制而成的。
两者之间为线接触。
在滑动副蜗杆中是最高的。
所以应用广泛
§8-1蜗杆传动的特点及类型 -11-
2.环面蜗杆传动
蜗杆传动的类型
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，在中间平面内，蜗杆和蜗轮都是直线齿廓。 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，可达0.85~0.9；
§8-1蜗杆传动的特点及类型 -7-
（2）渐开线蜗杆（ZI型）
蜗杆传动的类型
可在专用机床上进行磨削。
§8-1蜗杆传动的特点及类型 -8-
（3）法向直廓蜗杆（ZN型）
蜗杆传动的类型
刀具顶面与蜗杆轴线间存在夹角。
双刀切削
单刀切削
§8-1蜗杆传动的特点及类型 -9-
（4）锥面包络蜗杆（ZK型）
蜗杆传动的类型
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 -3-
蜗杆传动的主要缺点有： 1．传动时齿面滑动速度大，摩擦磨损严重，传动效率低 (0.7~0.9)，当传动具有自锁性时，效率低于0.5，因此不 宜用于大功率的传动。
在m和d1为标准值时，z1↑→↑
正确啮合时，蜗轮蜗杆螺
旋线方向相同，且1＝2
5、中心距 a 1 2 (d 1 d 2)m 2(q z2 )m 2(z1 z2 )
§8-2普通蜗杆传动的参数与尺寸 -17-
二、蜗杆传动的几何尺寸计算（p154）表8-3
§8-2普通蜗杆传动的参数与尺寸 -18-
§8-2普通蜗杆传动的参数与尺寸 -19-
§8-2普通蜗杆传动的参数与尺寸 -16-
z1与z2的荐用值表
i=z2/z1
5~8
z1
6
z2
30~48
一般28<z2<83
7~16
15~32
4 28~64
2 30~64
30~83
1 30~83
4、导程角 （相当于螺纹升角）
ta np zz1p xz1m z1 m z1 d 1 d 1 d 1 d 1 q
蜗轮外圆直径de2
蜗轮齿顶圆直径da2
蜗轮咽喉母圆半径 b2——蜗轮齿宽 B2——蜗轮宽度
1 rg2 a 2 da2
蜗轮齿宽角90~110°
2arcsin(b2 )
d1
§8-2普通蜗杆传动的参数与尺寸 -20-
三、变位蜗杆传动 1、变位目的：配凑中心距；凑传动比以及提高承载能力。s 2、变位方法：与齿轮变位相同, 靠刀具的移位实现变位。
mx1mt2m —标准值(与齿轮不同,表8-1)
2、t蜗aan杆xa1x的a分ttca2on度as圆n 直径蜗dZZ1AI杆、蜗的Z杆N导轴、程向ZK角压蜗力(杆ta角法nat向2 a压xct1力aona角s2n20a斜 n1 齿 2轮 0
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
§8-2普通蜗杆传动的参数与尺寸 -15-
3、传动比 i、蜗杆的头数z1和蜗轮齿数z2
iun 1z2m 2 z d2 d2 d 2
n 2 z1 m 1 zmz1 qq d 1tand 1
§8-1蜗杆传动的特点及类型 -4-
二、蜗杆传动的类型
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
蜗杆传动的类型
§8-1蜗杆传动的特点及类型 -5-
1. 圆柱蜗杆传动
蜗杆传动的类型
普通圆柱蜗杆传动
圆柱蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆（ZC）
1）普通圆柱蜗杆传动
普通圆柱蜗杆其齿面一般是在车床上用直线刀刃