蜗杆传动的特点

z1↓→ 传动比 i↑，但传动效率 η↓。(蜗杆头数与传动效率关系) 常取，z1＝1，2，4，6。 可根据传动比，参考表 12-2中的荐用
值选取。
z2= i z1 。 如 z2太小，将使传动平稳性变差。如 z2太大，蜗轮 直径将增大，使蜗杆支承间距加大，降低蜗杆的弯曲刚度。
一般取 z2＝32～80
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
是蜗轮的端面
蜗杆、蜗轮的参数和尺寸大多在中间平面（主平面）内确定。
由于蜗轮是用与蜗杆形状相仿的滚刀，按范成原理切制轮齿， 所以ZA蜗杆传动中间平面内蜗轮与蜗杆的啮合就相当于渐 开线齿轮与齿条的啮合。
L p
主 平 面
B
在主平面内，蜗轮蜗杆的传动相当于齿轮齿条的啮合传动。
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。
二、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=
一 蜗杆传动的特点和类型
蜗杆传动是由蜗杆和蜗轮组成的，用于传递空间交错两轴
之间的运动和动力。交错角一般为90°。传动中一般蜗杆
是主动件，蜗轮是从动件。
蜗杆传动的特点：
1．传动比大，一般 i =28~80； 2．重合度大，传动平稳，噪声低； 3．结构紧凑，可实现反行程自锁； 4． 蜗杆传动的主要缺点齿面的相对滑动速度大，效率低，
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。
蜗杆传动的精度等级
分为12个精度等级，常用5～9级。
蜗杆分左旋和右旋。

蜗杆还有单头和多头之分。
左 旋
右 旋
蜗杆的类型
圆柱蜗杆
环面蜗杆 阿基米德蜗杆
d1 q m
是导出值
d1 = q m≠z1m

如图所示蜗杆螺旋面与分度圆柱的交线为螺旋线。
px px
d1 pz

d1
导程pz z1 px1 z1m
tg z1 p x z1m z1 d1 d1 q (12 2)

但制造困难 自锁性好
4.齿面间滑动速度vs 蜗杆传动即使在节点C处啮合，齿 廓之间也有较大的相对滑动，滑动 速度vs 沿蜗杆螺旋线方向。设蜗杆 圆周速度为v l、蜗轮圆周速度为v 2 ，由图可得

蜗轮蜗杆正确啮合条件是：蜗杆的轴面模数 ma1和轴面压力 角αa1应分别等于蜗轮的端面模数mt2和端面压力角αt2，即 ma1 =mt2 =m αa1=αt2= α

模数m的标准值；压力角标准值为20°，ZA蜗杆取轴向压力 角为标准值，ZI蜗杆取法向压力角为标准值。

如图上图所示，齿厚与齿槽宽相等的圆柱称为蜗杆分度圆柱 (或称为中圆柱)。蜗杆分度圆(中圆)直径用d1表示。蜗轮分度 圆直径以d2表示。
圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算

设计蜗杆传动时，一般是先根据传动的功用和传动比的要
求，选择蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2，然后再按强度计算确定
模数m和蜗杆分度圆直径d1(或q)，再根据表计算出蜗杆、蜗 轮的几何尺寸(两轴交错角为90°、标准传动)。
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
2 v s v12 v 2
v1 cos
m/s
(12 - 3)
滑动速度的大小，对齿面的润滑情况、 齿面失效形式、发热以及传动效率等 都有很大影响。
5. 中心距a 当蜗杆节圆与分度圆重合时称为标准传动，其中心距计
算式为
a=0.5(d1+d2)=0.5m(q+z2) 注意： a≠0.5m(z1+z2) 。

c
a
c 0 .2 m
a 0.5(d1 d 2 ) 0.5(q z 2 )
第十二章
蜗杆传动
蜗轮的转向
2
v2
1
左右手法：
左旋左手，右旋右手，四指转 向1，拇指反向；即为v2。
三、蜗传动的失效形式、材料和结构
符号
d
计算公式
蜗杆
d1 mq
蜗轮
d 2 mz
ha
hf
da
ha m h f 1.2m d a1 (q 2)m d a 2 (Z 2 2)m
d f 1 (q 2.4)m
d f 2 (Z 2 2.4)m
df


arctg
Z1
蜗轮螺旋角 径向间隙 标准中心距
发热量大 ；
5. 蜗轮的造价较高。 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。
蜗杆传动的类型
阿基米德蜗杆（ ZA蜗杆） 其齿面一般是在车床上用直线刀刃的 普通圆柱蜗杆传动 车刀切制而成，车刀安装位置不同， 渐开线蜗杆 （ZI蜗杆） 加工出的蜗杆的齿廓形状不同。 法向直廓蜗杆（ ZN蜗杆） 圆弧圆柱蜗杆传动
3. 蜗杆直径系数q和导程角γ 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的比值称为蜗杆的直径系数q。即：

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， 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。
在两轴交错角为90°的蜗杆传动中，蜗杆分度圆柱上的导程角γ 应与蜗轮分度圆上的螺旋角β大小相等旋向相同，即
γ=β
2. 传动比i、蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2 设蜗杆头数为z1，蜗轮齿数为z2，当蜗杆转一周时，蜗轮转
过 z1 个齿( z1 / z2周)。因此，其传动比为
n1 z 2 d2 i n2 z1 d1 z1↑→↑→效率 η↑，但加工困难。
圆锥蜗杆
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
nn
n

2
阿基米德螺线
阿基米德蜗杆(ZA)
n
轴面---直线
延伸渐开线
nn
n

延伸渐开线蜗杆(ZI)
加工：刀具平面垂直于螺线
n

特点：端面---延伸渐开线
法面---直线
2