蜗杆

机械设计

第十章蜗杆传动

Worm Gearing

第十章蜗杆传动

第一节蜗杆传动的主要类型

特点

1.传动比大：结构紧凑，动力传动i=7~80；

2.传动平稳：连续的螺旋齿；逐渐进入啮合

和退出，故冲击小、噪声低；

3.可自锁：升角小于当量摩擦角时；

4.传动效率低：滑动速度大，摩擦与磨损

严重。但新型蜗杆的传动效

率已可达90%以上。

组成

蜗杆传动用于传递空间交错轴间的运动和动力，常用的轴交错角为90°。

主要由蜗杆和蜗轮组成。

蜗杆相当于螺旋，有单头和多头、左旋和右旋之分。

蜗轮则是变异的齿轮。

分类蜗杆传动

主要类型

普通圆柱蜗杆传动：

直母线刀刃加工而成

圆弧齿圆柱蜗杆传动：

凸圆弧刀刃加工而成锥蜗杆传动

环面蜗杆传动

圆柱蜗杆传动

普通圆柱蜗杆传动

普通圆柱蜗杆传动阿基米德圆柱蜗杆传动（ZA型）法向直廓圆柱蜗杆传动（ZN型）渐开线圆柱蜗杆传动（ZI型）

锥面包络圆柱蜗杆传动（ZK

型）

阿基米德圆柱蜗杆传动（ZA型）

法向直廓圆柱蜗杆传动（ZN型）

渐开线圆柱蜗杆传动（ZI型）

蜗轮的加工

蜗轮齿形随蜗杆类型和齿形的不同而异。

蜗轮通常在滚齿机上用滚刀或飞刀加工。

为保证蜗杆与蜗轮的正确啮合，蜗轮滚刀的齿形理论上要与相应的蜗杆齿形相同，加工中心距理论上也应和传动中心距相同。

因此蜗轮滚刀齿形的精度直接影响传动质量。

制造精度

蜗杆传动的制造精度分12个等级，1级最高，12级最低。

≤10m/s时，常用7级精度；

当v

2

≤5m/s时，常用8级精度；

当v

2

低速传动时，常用9级精度。

第十章蜗杆传动

第二节普通圆柱蜗杆传动的主要参数

和几何尺寸计算

中间平面

d f 2

d 2

d a 2

d e 2

d 1

d a 1

d 12

b 2

一、主要参数

通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面称为中间平面。

f 1

1）模数m 和压力角a

阿基米德圆柱蜗杆传动正确啮合条件是：

标准模数见表10-1。

m

m m t x ==212

1t x a a =

①在中间平面内

β

γ=②两轴线交错为90°时：，且旋向相同。

标准模数m

m /mm

d1

/mm

m2d1

/mm3

z1

m

/mm

d1

/mm

m2d1

/mm3

z1

1 1

2 2 (18) 72

4

(31.5) 504

4

1 1

2 2

4 4 22.4 89.6

6

40 640

6

1 1

2 2 (28) 112

4

(50) 800

4

2

35.5 142 1 4

71 1136 1

2）导程角γ

蜗杆导程角是指蜗杆分度圆柱螺旋线上任一点的切线与端平面间所夹的锐角γ

1

1111tan d m

z d p z x =

=πγπd 1

γ

z 1p x 1

d 2p x 1

1

注意的问题

啮合效率与导程角的大小有关。

导程角大时，效率高。要求高效率时，常取γ=15°~30°；要求自锁的传动，通常取γ=3.5°~4.5°。

3）蜗杆分度圆直径d

1

和直径系数q

滚切蜗轮的刀具，直径与齿廓参数必须和相应的蜗杆相同。这就是说，即使m相同，直径不同的蜗杆也要求有直径不同的相应的蜗杆滚刀，这是很不经济的，也不合理。

基于此，为减少滚刀数目，对蜗杆分度圆直径d

1制定

了标准系列（表10-1）。

蜗杆分度圆直径d

1

标准系列

m /mm

d1

/mm

m2d1

/mm3

z1

m

/mm

d1

/mm

m2d1

/mm3

z1

1 1

2 2 (18) 72

4

(31.5) 504

4

1 1

2 2

4 4 22.4 89.6

6

40 640

6

1 1

2 2 (28) 112

4

(50) 800

4

2

35.5 142 1 4

71 1136 1

蜗杆直径系数q

mq

d =1q

z =γ

tan 1

假设当m 一定时，q ↗，d 1↗，蜗杆刚度相应提高。

另一方面，因

当q ↘，γ↗，效率随之提高，因此在蜗杆刚度允许的前提下，应取小的q （d 1）值。

q

z 1

tan =

γ1

1tan d m

z =

γ