蜗杆与蜗轮主要参数及几何计算
普通圆柱蜗杆传动的基本尺寸和参数列于下表。设计普通圆柱蜗杆减速装置时，在按接触强度或弯曲强度确定了中心距a或 m2d1后，一般应按表中的数据确定蜗杆与蜗轮的尺寸和参数，并按表2值予以匹配。
表2：普通圆柱蜗杆传动的基本尺寸和参数与蜗轮参数的匹配
中心距
a
(mm) 模数
m
(mm) 分度圆直径
d1
(mm) m2d1
(mm3) 蜗杆头数
z1 直径系数
q 分度圆导程角γ
(o) 蜗轮齿数
z2 变位系数
x2
40
50 1 18 18 1 18.00 3o10’47’’ 62 0
40
1.25 20 31.25
1 16.00 3 o
34’35’’ 49 -0.500
50
63 22.4 35 17.92 3 o
11’38’’ 62
82 +0.040
+0.440
50
1.6 20 51.2 1
12.50 4 o
34’26’’
51 -0.500
2 9 o
05’25’’
4 17 o
44’41’’
63
80 28 71.68 1 17.50 3 o
16’14’’ 61
82 +0..125
+0.250
40
(50)
(63) 2 22.4 89.6 1
11.20 5 o
06’08’’
29
(39)
(51) -0.100
(-0.100)
(+0.400)
2 10 o
07’29’’
4 19 o
39’14’’
6 28 o
10’43’’
80
100 35.5 142 1 17.75 3 o
13’28’’ 61
82 +0.125
50 2..5 28 175 1 11.20 5 o
２０１３年第２期 张娟：蜗杆传动中蜗杆和蜗轮转向的判定及轮齿受力分析 ２５ 蜗杆传动中蜗杆和蜗轮转向的判定
（中吴（大连）化工研究设计院有限公司，辽宁大连 １１６０２３） 摘要：通过对蜗杆传动中蜗杆和蜗轮转动方向的判断，对轮齿的受力进行了分析，解决了蜗杆和蜗 轮在啮合节点处的受力方向的问题。 关键词：蜗杆传动；蜗杆；蜗轮；啮合点；轴向力；圆周力；径向力；左、右手法则 中图分类号：ＴＨ １３２．４ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００５—８３７０（２０１３）０２—２５—０３ 蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成，它用于传递空间 交错的两轴之间的运动和动力，通常蜗杆为主动件。 运动可以是增速或减速，最常用的是两轴交错角的 减速运动。螺旋方向可以是右旋或左旋，一般多取 右旋，蜗杆和蜗轮的螺旋线方向必须一致。由于蜗 杆传动的震动、冲击和噪声均很小，工作较平稳，能 以单级传动获得较大的传动比，结构紧凑，可以自 锁，所以在机床、汽车、冶金、矿山、起重机械设备以 及纯碱行业等的传动系统中得到了广泛的应用。例 如在机床工业中，蜗杆传动几乎成为一般低速转动 工作台和分度机构最常用的传动形式；在起重机械 中，各种提升设备、电梯和自动扶梯等都采用了蜗杆 传动；在纯碱行业中澄清桶的减速和提升装置也都 采用了蜗杆传动。因此正确判断蜗杆传动转动方 向、受力方向是非常重要的。 １ 常见的蜗杆传动的类型 根据蜗杆的形状不同，蜗杆传动可分为圆柱蜗 杆传动、环面蜗杆传动。根据齿面形状不同，圆柱蜗 杆传动又分为普通圆柱蜗杆传动和圆弧齿圆柱蜗杆 传动（ＺＣ型）两类，其中普通圆柱蜗杆传动又分为阿 基米德圆柱蜗杆（ＺＡ型）、法向直廓圆柱蜗杆（ＺＮ 型）、渐开线圆柱蜗杆（ＺＩ型）和锥面包络圆柱蜗杆 （ＺＫ型）四种传动形式。环面蜗杆传动分为平面一 次包络环面蜗杆（ＴＶＰ型）、平面二次包络环面蜗杆 （Ｔ０Ｐ型）和直廓环面蜗杆（球面蜗杆）（ＴＳＬ型）三 种传动形式。 ２蜗杆传动中蜗杆和蜗轮转动方向的 判定 蜗杆和蜗轮的转动方向的判定用“主动轮左、右 手法则”，即根据主动件螺旋线的旋向来决定是用左 手法则还是右手法则，如果是左旋则用左手法则，是 右旋则用右手法则。如图１（ａ）所示，蜗杆的旋向为 右旋，蜗杆的转向为垂直纸面向里，则根据右手法 则，四指顺着蜗杆的转向握住蜗杆，大拇指指向的相 反方向即为蜗轮在啮合点处线速度的方向（水平向 右），由此便可确定蜗轮的转向为逆时针旋转。反过 来，如果知道蜗轮螺旋线的旋向和转向同样也可以 确定蜗杆的转向。如图１（ｂ）所示，根据右手法则判 断出蜗杆的转向为逆时针旋转。如果知道蜗杆和蜗 轮的转向，也可以判断出蜗杆和蜗轮的螺旋线的旋 向，如图１（ｃ）所示，判断出蜗杆和蜗轮的旋向为左 旋。（注：图中双点划线为所求结果）
124推 介Design
摘 要：蜗轮蜗杆机构在具备一定条件后就会具有较好的自锁性，但是传动机构却会出现失效的状态。通过对失效的机理进行分析得出结论，同时对驱动制动装置的功能作用进行深入分析。关键词：自锁 摩擦角 螺旋升角蜗轮蜗杆自锁失效原因分析张天才 河南省新乡市第134厂高群永 上海宝钢集团 一、 轧钢作业时立辊轧机的主要功能轧钢作业时立辊轧机的主要功能有两个：其一是对板坯进行宽度方向侧压、其二是限制穿带板坯的宽度方向的延展。其传动机构为马达驱动蜗轮蜗杆推动立辊开度变化。在传动设备中，因为蜗轮蜗杆机构具备良好的自锁性而应用于广泛。但是在实际运用的过程中存在这种情况：当马达驱动蜗轮蜗杆传动时，当在承载过程中如果马达制动机构失效的时候，立辊开度就无法保持，这就意味着蜗轮蜗杆的自锁性能丧失了。蜗轮蜗杆机构一般都具备良好的自锁性，而为什么此蜗轮蜗杆机构的自锁性会失效呢，本文着重论述影响其自锁性的因素。二、自锁原理蜗轮蜗轮传动时，当蜗杆的螺旋升角γ小于摩擦角ψ时（γ∠ψ），该机构具有很好的自锁性。如图1所示：摩擦力F达到最大值Fmax时，这时的夹角也达到最大值ψ,把ψ定义为摩擦角。tanψ=F/N=μN/N=μ 摩擦角ψ的正切等于静摩擦系数。因为根据力平衡与分解可得：当主动力R在摩擦角之内，其与法线（N方向）夹角小于摩擦角ψ，法向分力必于与N平衡，同时切向分力则必小于最大静摩擦力，摩擦力F未达到最大值，则力系平衡。如果作用于物体的主动力R的作用线在摩擦角之内，则无论这个力怎样大，总有一个全反力R＇与之平衡，物体保持静止；反之，如果主动力R的作用线在摩擦角之外，则无论这个力多么小，物体也不可能保持平衡。这种与力大小无关而与摩擦角有关的平衡条件称为自锁条件。因此，对应于蜗轮蜗杆机构的传递性质分析：蜗杆的螺旋升角γ，蜗轮作用于蜗杆上的力始终为竖直方向，主作用力与法线夹角也为γ，根据自锁原理，若存在自锁则摩擦角必须涵盖于γ，即存在γ∠ψ，此为蜗轮蜗杆的自锁条件。
试论蜗轮蜗杆自锁失效原因分析
摘要：自锁性是蜗轮蜗杆机构的特点，然而，传动机构在某些情况下会出现失效的情况。笔者通过对徐州供电公司220kV倪村输变电工程中GW22B-126配套的蜗轮蜗杆自锁失效进行分析，研究其失效的机制，并且深入探讨驱动制动装置的功能。
关键词：自锁性；蜗轮蜗杆；自锁失效；分析
引言
机械传动形式中必不可少的就是涡轮蜗杆传动，是其组成中最重要的一部分。这种传动形式可以使得升降台在升降过程中避免了台面发生自动回落的事故进而可以维持整个生产线的运转。
蜗轮传动的主要组成结构
其主要组成包括涡轮和蜗杆两个部分。一般情况下，二者成90°的方向角。因此，交错轴的运动通常会应用蜗杆蜗轮机构。
二、立辊轧机在轧钢过程中的重要作用
立辊轧机在轧钢过程中的重要作用有如下两个方面。一方面，可以在宽度方向上侧压板坯。另外一方面，可以阻碍穿带板坯在宽度方向上的延伸。立辊轧机的传动机制就是利用马达来推动蜗轮蜗杆驱动立辊发生开度变化。
蜗轮蜗杆系统因具有较好的自锁性功能而广泛应用于传动设备中。然而，在现实的操作中会存在不好的一面。就是在承载的过程中，一旦马达驱动这个蜗轮蜗杆传动失去作用时，立辊开度就无法持续进而其自锁的功能就会消失。一般情况下蜗轮蜗杆系统都具有较好的自锁功能，可为何会产生自锁功能失效这个问题。本文就自锁性功能影响因素进行系列综述。
蜗杆蜗轮系统自锁性功能失效原因
蜗杆蜗轮机构具有传动比稳定、紧密结构、无噪声以及性能稳定等优点。此外，蜗杆蜗轮的主动件的反向变化可以使得蜗轮蜗杆发生自锁从而防止了事故的发生。比如，起重装置就是利用了蜗轮蜗杆可以自锁的作用，使得其吊起的工程材料等能够稳固的悬空在空中。基于对机构传动的自锁性能的评估，蜗杆蜗轮自锁性的内在机制要摸清。
