第七章 蜗杆传动

蜗杆传动课件蜗杆传动课件蜗杆传动是一种常见的机械传动方式，它通过蜗杆和蜗轮之间的啮合来实现转动传递。

在工业领域中，蜗杆传动广泛应用于各种机械设备中，如起重机、输送机、搅拌机等。

本文将介绍蜗杆传动的原理、特点以及应用。

一、蜗杆传动的原理蜗杆传动是一种通过蜗杆和蜗轮之间的啮合来实现转动传递的机械传动方式。

蜗杆是一种螺旋形状的轴，蜗轮则是一个具有螺旋槽的圆盘。

当蜗杆旋转时，它的螺旋形状会使蜗轮产生旋转运动。

由于蜗杆的斜面角度较小，蜗轮的转速相对较低，但扭矩较大。

这使得蜗杆传动适用于需要大扭矩和较低转速的场合。

二、蜗杆传动的特点1. 大传动比：蜗杆传动的传动比可以达到较大的数值，通常在10:1至60:1之间。

这使得蜗杆传动在一些需要较大减速比的设备中非常实用。

2. 紧凑结构：由于蜗杆传动的传动比较大，所以可以通过较小的尺寸实现较大的减速比。

这使得蜗杆传动在空间有限的场合中非常适用。

3. 自锁性：蜗杆传动具有自锁性，即在没有外力作用下，蜗杆传动可以防止被传动部件的逆转。

这使得蜗杆传动在一些需要防止逆转的场合中非常有用，如起重机的升降装置。

4. 传动效率较低：由于蜗杆传动的摩擦损失较大，所以传动效率相对较低。

通常情况下，蜗杆传动的传动效率在50%至80%之间。

因此，在对传动效率要求较高的场合中，蜗杆传动可能不是最佳选择。

三、蜗杆传动的应用1. 起重机：蜗杆传动广泛应用于各种起重机中，如桥式起重机、门式起重机等。

蜗杆传动的大传动比和自锁性使得起重机的升降装置更加安全可靠。

2. 输送机：蜗杆传动也常用于输送机中，用于驱动输送带或链条的运动。

蜗杆传动的紧凑结构和大传动比使得输送机的传动装置更加节省空间且具有较大的减速比。

3. 搅拌机：蜗杆传动还广泛应用于各种搅拌机中，如混凝土搅拌机、食品搅拌机等。

蜗杆传动的大扭矩和较低转速使得搅拌机可以更好地完成搅拌工作。

总结蜗杆传动是一种常见的机械传动方式，它通过蜗杆和蜗轮之间的啮合来实现转动传递。

机械基础之蜗杆传动1. 概述蜗杆传动是一种常见的机械传动方式，用于将大扭矩通过蜗杆传递给小扭矩的蜗轮。

它是一种精密传动装置，因其传递扭矩平稳可靠而被广泛应用于各种工业机械设备中。

2. 结构蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成。

蜗杆是一种带有螺旋齿的圆柱形轴，其外形类似于蜗牛的螺旋壳。

蜗轮是一种带有封闭螺旋槽的圆盘，其形状与蜗杆的齿相匹配。

蜗轮的齿数通常为1，而蜗杆的螺旋齿数通常为多个。

3. 工作原理当蜗杆转动时，其螺旋齿会将蜗轮推动转动。

由于蜗杆的斜面设计，每转动一圈，蜗轮只转动一颗齿。

这种结构使得蜗杆传动具有很大的减速比，通常可以达到20:1以上。

同时，由于蜗杆和蜗轮的齿轮接触表面较大，使得传动效率较低。

4. 优点和应用蜗杆传动具有以下优点： - 减速比大：通常可以达到20:1以上的减速比。

- 扭矩传递平稳：由于每转动一圈蜗杆，蜗轮只转动一颗齿，使得扭矩传递非常平稳可靠。

- 自锁性：由于摩擦力的存在，在没有外力作用下，蜗杆传动可以固定位置，不会自动转动。

蜗杆传动广泛应用于各种工业机械设备中，如： - 起重机械：使用蜗杆传动可以实现对重物的精确起重与放下。

- 工业机械：这种传动方式可以用于带有大扭矩输出要求的设备，如搅拌机、制动器等。

- 游乐设备：蜗杆传动可以用于旋转设备的减速与传动。

5. 注意事项在使用蜗杆传动时，需要注意以下几点： - 润滑：蜗杆传动的润滑非常重要，可以使用润滑油或润滑脂对齿轮进行润滑，以确保传动效率和寿命。

- 定期维护：定期检查蜗杆传动的磨损情况，并及时更换磨损严重的零部件，以延长传动的使用寿命。

- 负载限制：应根据蜗杆传动的设计参数和工作环境确定其负载限制，以防止传动失效或损坏。

6. 总结蜗杆传动是一种重要的机械传动方式，通过蜗杆和蜗轮的组合，可以实现大扭矩到小扭矩的平稳传递。

其优点包括减速比大、扭矩传递平稳和自锁性，广泛应用于工业机械设备中。

在使用蜗杆传动时，需要注意润滑、定期维护和负载限制等细节，以保证传动的正常运行和寿命。

2023REPORTING 《机械设计基础》第7章蜗杆传动•蜗杆传动概述•蜗杆传动的工作原理•蜗杆传动的参数设计•蜗杆传动的性能分析•蜗杆传动的结构设计•蜗杆传动的应用实例与优缺点分析目录20232023REPORTINGPART01蜗杆传动概述有自锁性，但效率低。

传动平稳，噪声小。

结构紧凑，传动比较大。

定义：蜗杆传动是由蜗杆和蜗轮组成的一种交错轴间的传动，通常两轴交错角为90°。

特点定义与特点普通圆柱蜗杆传动阿基米德蜗杆（ZA型）、法向直廓蜗杆（ZN型）、渐开线蜗杆（KI型）等。

圆弧圆柱蜗杆传动轴向圆弧圆柱蜗杆（86型）、法向圆弧圆柱蜗杆（68型）等。

环面蜗杆传动一次包络环面蜗杆、二次包络环面蜗杆等。

用于需要自锁的场合，如卷扬机、起重机等。

特殊应用一般应用：用于传递两交错轴之间的运动和动力，通常用于减速传动。

用于分度机构或增速机构。

用于需要较大传动比的场合，如机床、汽车等。

01030204052023REPORTINGPART02蜗杆传动的工作原理蜗杆与蜗轮在传动过程中，通过螺旋面的紧密配合实现动力传递。

配合关系蜗杆和蜗轮的螺旋角、导程角、中心距等参数需满足一定的匹配关系，以确保传动的平稳性和效率。

配合条件适当的配合间隙对蜗杆传动的性能至关重要，过紧或过松的配合间隙都会影响传动的精度和寿命。

配合间隙蜗杆与蜗轮的配合蜗杆传动的传动比等于蜗轮齿数与蜗杆头数的比值，传动比较大，可实现较大的减速效果。

传动比计算转速与转矩关系传动效率在蜗杆传动中，输入转速与输出转矩成反比关系，即输入转速越高，输出转矩越小。

由于蜗杆传动存在滑动摩擦，其传动效率相对较低，一般不超过50%。

030201轴向力分析轴向力主要由蜗杆的螺旋线方向和角度决定，轴向力过大会导致轴承过早损坏和轴向窜动。

径向力分析蜗杆传动中，径向力主要由蜗杆的螺旋角和导程角决定，径向力的大小直接影响轴承的寿命和传动的稳定性。

摩擦力分析蜗杆传动中的摩擦力主要来源于蜗杆和蜗轮之间的滑动摩擦，摩擦力的大小直接影响传动的效率和寿命。

第七章蜗杆传动（1）说明蜗杆头数z1及蜗轮齿数z2的多少对蜗杆传动性能的影响？（2）闭式蜗杆传动为什么要进行热平衡计算？（3）蜗杆传动有哪些特点？应用于什么场合？（4）蜗杆导程角γ大小不同时，其相应的蜗杆加工方法有何特点？蜗杆传动以什么面定义标准模数？（5）为什么要引入蜗杆直径系数？如何选用？它对蜗杆传动的强度、刚度、啮合效率及尺寸有何影响？（6）蜗杆传动的正确啮合条件是什么？自锁条件是什么？（7）影响蜗杆传动效率的主要因素有哪些？导程角γ的大小对效率有何影响？（8）为什么蜗杆传动只计算蜗轮齿的强度，而不计算蜗杆齿的强度？在什么情况下需要进行蜗杆的刚度计算？许用应力如何确定？（9）蜗杆传动的热平衡如何计算？可采用哪些措施来改善散热条件？二、填空题：（1）减速蜗杆传动中，主要的失效形式为、、，常发生在。

（2）普通圆柱蜗杆传动变位的主要目的是和。

（3）有一标准普通圆柱蜗杆传动，已知z1=2，q=8，z2=42，中间平面上模数m=8mm，压力角α=200，蜗杆为左旋，则蜗杆分度圆直径d1= mm，传动中心距a=mm，传动比i=。

蜗杆分度圆柱上的螺旋线角升γ=arctan蜗轮为旋，蜗轮分度圆柱上的螺旋角β=。

（4）蜗杆传动中，蜗杆导程角为γ，分度圆圆周速度为v1，则其滑动速度vs为，它使蜗杆蜗轮的齿面更容易发生和。

（5）两轴交错角为900的蜗杆传动中，其正确的啮合条件是，和（等值同向）。

（6）闭式蜗杆传动的功率损耗，一般包括三个部分：，和。

（7）在蜗杆传动中，蜗杆头数越少，则传动效率越低，自锁性越好，一般蜗杆头数取z1=。

（8）阿基米德蜗杆传动在中间平面相当于与相啮合。

（9）变位蜗杆传动只改变的尺寸，而尺寸不变。

（10）在标准蜗杆传动中，当蜗杆为主动时，若蜗杆头数z1和模数m一定时，增大直径系数q，则蜗杆刚度；若增大导程角γ，则传动效率。

（11）蜗杆传动发热计算的目的是防止而产生齿面失效，热平衡计算的条件是单位时间内等于同时间内的。

机械设计蜗杆传动蜗杆传动是一种常用于机械设计中的传动方式，主要是通过蜗杆和蜗轮的相互作用来实现转动的传递。

相较于其他传动方式，蜗杆传动具有传递大扭矩、传动平稳、结构简单等优点，被广泛应用于工程中。

蜗杆传动的基本原理是蜗杆通过蜗轮的直动螺旋轴向推入来产生运动，由于蜗杆的斜度较小，因此受力与传动效率较高。

通常情况下，蜗杆是由高耐磨材料制成，如钢、镍硬铁等。

蜗轮则是由高强度材料制成，如铸铁、淬火钢等。

蜗轮的形状一般为圆柱形，外部有直纹螺旋齿。

在运动过程中，蜗轮齿与蜗杆螺纹齿相互咬合，使蜗轮绕蜗杆转动，并将转动运动传递给其他零部件。

蜗杆传动的优点之一是传递大扭矩。

由于蜗杆的斜度小，因此在相同的尺寸下，可以传递较大的扭矩。

这使得蜗杆传动在一些需要承受大扭矩的设备中得到广泛应用，如起重机械、矿山机械等。

蜗杆传动的另一个优点是传动平稳。

由于蜗轮齿与蜗杆螺纹齿咬合面积大，传动过程中噪音小、振动小，能保证整个机械系统的稳定运行。

这使得蜗杆传动在一些要求稳定性的设备中得到广泛应用，如精密机械、仪器设备等。

蜗杆传动的结构相对简单，易于制造和安装。

传动比可以通过改变蜗杆的斜度来调整，使其适用于不同的工作条件。

此外，蜗杆传动具有自锁功能，可以保持装置的位置不变。

然而，蜗杆传动也存在一些不足之处。

首先，由于蜗轮齿与蜗杆螺纹齿的接触线速度高、接触点压力大，因此在高负荷情况下容易受到磨损和热量的影响。

同时，蜗杆传动的效率较低，一般在30%到90%之间，这意味着有一部分能量在传动过程中会消耗掉。

为了提高蜗杆传动的效率和使用寿命，可以采用以下方法：选择合适的蜗杆和蜗轮材料，如使用高硬度、高韧性的材料制造；改进蜗轮齿形，如使用渐开线螺线齿形代替直纹螺旋齿形；润滑蜗杆传动，如采用有润滑剂的润滑方式；进行散热和冷却，如增加散热片、采用冷却设备等。

总之，蜗杆传动是一种常用的机械传动方式，具有传递大扭矩、传动平稳、结构简单等优点。

在机械设计中，应根据实际工作条件和需求选择合适的蜗杆传动方案，并采取相应的措施提高传动效率和使用寿命。