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蜗轮蜗杆传动计算和设计流程
蜗轮蜗杆传动的计算和设计流程一般包括以下几个步骤：
1. 确定传动比：根据传动的要求，确定所需的传动比。
传动比可以通过计算Worm轮的齿数与Worm杆的螺旋线数之比来确定。
2. 确定蜗杆的参数：在确定传动比的基础上，确定蜗杆的螺旋线的角度、蜗杆的喉圆距离等参数。
这些参数可以通过蜗杆的传动比、齿数和齿距等来计算。
3. 确定蜗轮的参数：根据蜗杆的参数和传动比，确定蜗轮的齿数和齿形。
根据蜗杆和蜗轮的参数，可以使用蜗轮的设计公式来计算蜗轮的参数。
4. 验证传动性能：根据设计的参数，利用传动计算公式，
验证蜗轮蜗杆传动的传动效率、载荷分配、齿面接触应力
等性能指标，确保传动的可靠性和合理性。
5. 进行材料选择：根据传动性能和使用要求，选择合适的
材料来制造蜗轮和蜗杆，确保传动的强度和耐磨性等要求。
6. 进行结构设计：根据蜗轮和蜗杆的参数和材料，进行结
构设计，包括蜗杆的螺纹加工、蜗轮的齿形加工等。
7. 进行制造和装配：根据结构设计，进行蜗轮和蜗杆的制造，并进行装配。
在制造和装配的过程中，要注意工艺控
制和质量检验，确保传动件的质量和精度。
8. 完成传动系统的调试和测试：在装配完成后，进行传动
系统的调试和测试，检查传动的运行情况，验证设计的正
确性和合理性。
总之，蜗轮蜗杆传动的计算和设计流程就是根据传动要求确定传动比、确定蜗杆和蜗轮的参数，验证传动性能，选择材料，进行结构设计，制造和装配，最后进行调试和测试，以确保传动系统的性能和可靠性。
蜗轮蜗杆传动计算和设计流程1. 背景介绍蜗轮蜗杆传动是一种常见的传动方式，具有传动比大、传动效率高等优点，广泛应用于机械传动系统中。
本文将介绍蜗轮蜗杆传动的计算和设计流程，帮助读者了解和掌握该传动方式的设计和计算方法。
2. 设计目标在进行蜗轮蜗杆传动的计算和设计之前，需要明确设计目标。
主要包括： - 传动比：根据实际需求确定传动比，以满足工作要求。
- 载荷：确定传动系统的工作载荷，包括转矩和速度等。
- 工作环境：考虑传动系统所处的工作环境，如温度、湿度等。
3. 计算和设计流程蜗轮蜗杆传动的计算和设计流程主要包括以下步骤：3.1 确定传动比传动比是蜗轮蜗杆传动中一个重要的参数，决定了输出轴的转速与输入轴的转速之间的关系。
根据实际需求和要求，确定传动比的大小。
3.2 确定功率和转矩根据传动系统的工作需求和工作环境，确定传动系统所需的功率和转矩。
功率和转矩将作为设计的重要依据。
3.3 选择蜗杆材料根据传动系统所需的载荷和工作环境，选择合适的蜗杆材料。
材料的选择要考虑到强度、耐磨性和耐腐蚀性等因素。
3.4 计算蜗杆参数根据确定的传动比、功率和转矩，计算蜗杆的基本参数。
主要包括蜗杆的模数、蜗杆齿数、蜗杆的效率等。
3.5 计算蜗轮参数根据传动比、蜗杆参数和工作环境等要求，计算蜗轮的基本参数。
主要包括蜗轮的模数、蜗轮齿数、蜗轮的效率等。
3.6 进行强度校核根据蜗轮蜗杆传动的设计参数，进行强度校核。
主要包括蜗杆的弯曲强度、蜗轮的弯曲强度和齿面强度等。
3.7 进行传动效率计算根据蜗轮蜗杆传动的参数和工作条件，计算传动的效率。
可以根据计算结果对传动系统进行优化和调整。
4. 结论蜗轮蜗杆传动是一种重要的传动方式，在机械传动系统中得到了广泛的应用。
通过本文介绍的计算和设计流程，读者可以了解和掌握蜗轮蜗杆传动的设计方法及其在机械传动中的应用。
为了保证传动的性能和可靠性，设计者需要综合考虑传动比、转矩、功率等因素，并进行强度校核和传动效率计算，确保设计满足实际工作要求。
蜗轮蜗杆传动设计
一、设计原理：
二、设计步骤：
1.确定传动参数：包括传动比、转速比、传递功率等。
传动比决定了蜗轮齿数和蜗杆的螺纹走向，转速比决定了蜗轮和蜗杆的转速。
传递功率则决定了蜗轮和蜗杆的材料和尺寸。
2.选择合适的蜗轮和蜗杆材料：蜗轮和蜗杆一般选择高强度和耐磨损的材料，如合金钢、铸铁等。
3.计算蜗轮和蜗杆的尺寸：根据传动参数和材料性能，计算蜗轮和蜗杆的齿数、模数、齿宽等。
4.计算传动效率：传动效率是指输入输出转矩之比，根据蜗轮和蜗杆的齿数、螺距、入射角等参数计算传动效率。
5.进行设计验证和优化：通过有限元分析、实验验证等方法对蜗轮蜗杆传动进行验证和优化。
三、设计注意事项：
1.蜗轮蜗杆传动的啮合精度要求高，齿轮和螺距的误差不能超过一定范围，否则会导致传动效率下降和噪音增加。
2.蜗轮和蜗杆的材料选择要根据传递功率和工作环境来确定，要保证材料的强度和耐磨损性能。
3.蜗杆的螺纹走向要和蜗轮的齿数匹配，以保证蜗轮能够完全啮合在蜗杆上。
4.设计时要考虑传动效率和传动噪音，通过选用合适的齿轮参数和优化传动结构来提高传动效率和降低噪音。
5.在设计过程中要进行强度校核，包括弯曲强度、齿面接触应力、表面损伤强度等，以保证传动的安全可靠性。
总结：蜗轮蜗杆传动是一种常用的传动方式，设计蜗轮蜗杆传动需要确定传动参数、选择材料、计算尺寸、计算效率、验证优化等步骤，同时要注意啮合精度、材料选择、螺纹走向、传动效率和强度校核等问题。
通过合理的设计和优化，可以实现高效、可靠的蜗轮蜗杆传动。
蜗轮蜗杆设计步骤蜗轮蜗杆设计步骤：步骤一：确定工作参数首先需要确定蜗轮蜗杆的工作参数，例如传递功率、转速、转矩、受力方向等。
这些参数将决定蜗轮蜗杆的基本设计参数。
步骤二：选择材料在确定工作参数之后，需要根据工作条件选择适合的材料。
蜗轮一般选用高强度的材料，例如硬质合金、铸钢、铸铁等。
对于蜗杆来说，一般选用高硬度、高强度的材料，例如45钢、40Cr、35CrMo等。
步骤三：计算传动比传动比 = 蜗轮齿数 ÷蜗杆螺旋线高度。
传动比决定了蜗轮和蜗杆的相对转速和转矩大小。
步骤四：选择蜗杆模数蜗杆的模数可以根据蜗轮和蜗杆的传动比和齿数来选择，一般在0.2～2之间。
步骤五：计算齿距和齿宽齿距和齿宽需要结合蜗轮和蜗杆的模数和齿数来计算，保证蜗轮蜗杆的齿轮啮合平稳。
步骤六：计算螺距角螺距角是蜗杆的重要参数。
螺距角过大会造成摩擦力过大，螺距角过小则会导致螺杆摩擦力不足。
一般螺距角为5°至30°。
步骤七：计算轴心距和啮合角轴心距和啮合角是设计蜗轮蜗杆过程中非常重要的参数，需要根据传动比、模数、齿数等因素来计算。
步骤八：校核设计参数设计蜗轮蜗杆的参数后，需要进行校核检验，确保设计参数的合理性和可靠性。
校核包括强度校核、接触应力校核等。
步骤九：设计蜗轮蜗杆装配尺寸蜗轮蜗杆装配尺寸需要考虑啮合状态下的轴向间隙、径向间隙和公差等因素。
在设计装配尺寸时需要考虑到装配的方便性和精度要求。
步骤十：绘制蜗轮蜗杆图纸蜗轮蜗杆图纸需要按照设计参数进行详细绘制，包括蜗轮和蜗杆的各项参数和装配尺寸等。
绘制时需要考虑到制造的方便性和加工精度要求。
以上是蜗轮蜗杆的设计步骤，设计时需要注意各个参数的合理性和可靠性，同时考虑到加工和制造的实际情况。
蜗轮蜗杆设计步骤第一步：确定传动比蜗轮蜗杆传动是一种非常特殊的传动方式，它的传动比取决于蜗杆的头数、蜗轮的齿数、蜗杆的导程角以及蜗轮与蜗杆轴线的交角等因素。
设计蜗轮蜗杆传动时，要根据传动要求和传动动力参数来计算传动比。
第二步：选择材料在选择蜗轮和蜗杆的材料时，考虑到它们的载荷、传动功率和工作环境温度等因素。
通常，蜗轮和蜗杆都可以采用高强度的合金钢材料。
第三步：确定齿轮参数蜗轮的齿数和模数都是通过计算得到。
注意，蜗轮的轴向厚度越小，蜗杆的导程角越小，那么蜗轮和蜗杆的接触线就会越靠近齿面根部。
在选择齿轮参数时需要进行综合考虑，以保证蜗轮蜗杆传动的良好性能。
第四步：计算蜗杆的导程和展角根据蜗杆轴线与垂直轴线的夹角以及螺旋线的参数，可以计算出蜗杆的导程和展角。
展角的计算对于蜗轮蜗杆传动来说非常重要，因为它直接影响到传动效率和噪声。
一般来说，展角越大，传动效率越高，但噪声也会增加。
第五步：计算蜗轮蜗杆的几何参数根据蜗杆的导程、蜗轮的模数和齿数，可以计算出蜗轮和蜗杆的几何参数，包括齿顶直径、节圆直径、齿根直径、齿顶高度、齿根高度和重要齿廓参数。
这些参数决定了蜗轮蜗杆传动的传动效率、运行平稳性和噪声等关键性能指标。
第六步：进行蜗轮蜗杆的装配在进行蜗轮蜗杆的装配之前，需要对蜗轮齿形进行测量，以保证齿形质量。
然后，将蜗轮和蜗杆进行配合，精确控制配合间隙大小。
还要注意蜗轮和蜗杆的对中度和平行度等装配要求，以保证传动系统的稳定性和性能。
总结：1. 传动效率的优化：传动效率是蜗轮蜗杆传动系统的重要性能指标，也是设计过程中需要优化的关键因素之一。
通常情况下，使用高质量的蜗轮和蜗杆、采用适当的润滑方式、控制装配精度、优化齿轮参数以及合理设计蜗杆展角等方法，可以大大提高传动效率。
2. 噪声的控制：蜗轮蜗杆传动在工作时容易产生噪声，主要是由于蜗轮和蜗杆的接触面积较小，表面接触压力较大，同时还会在传动过程中产生震动和共振。
为了降低噪声，可以优化设计参数、采用低噪声等级的蜗轮和蜗杆材料、选用合适的蜗杆展角、进行制造精度控制以及采用降噪材料等方式。
圆柱蜗轮、蜗杆设计参数选择蜗轮和蜗杆通常用于垂直交叉的两轴之间的传动（图1）。
蜗轮和蜗杆的齿向是螺旋形的，蜗轮的轮齿顶面常制成环面。
在蜗轮蜗杆传动中，蜗杆是主动件，蜗轮是从动件。
蜗杆轴向剖面类是梯形螺纹的轴向剖面，有单头和多头之分。
若为单头，则蜗杆转一圈蜗轮只转一个齿，因此可以得到较高速比。
计算速比（i）的公式如下：i=蜗杆转速n1蜗轮转速n2=蜗轮齿数z2蜗杆头数z11、蜗轮蜗杆主要参数与尺寸计算主要参数有：模数（m）、蜗杆分度圆直径（d1）、导程角（r）、中心距（a）、蜗杆头数（或线数z1）、蜗轮齿数（z2）等，根据上述参数可决定蜗杆与蜗轮的基本尺寸，其中z1、z2由传动要求选定。
（1）模数m 为设计和加工方便，规定以蜗杆轴项目数mx和蜗轮的断面模数mt 为标准模数。
对啮合的蜗轮蜗杆，其模数应相等，及标准模数m=mx=mt。
标准模数可有表A查的，需要注意的是，蜗轮蜗杆的标准模数值与齿轮的标准模数值并不相同。
表A图1图2（2）蜗杆分度圆直径d1 再制造蜗轮时，最理想的是用尺寸、形状与蜗杆完全相同的蜗轮滚刀来进行切削加工。
但由于同一模数蜗杆，其直径可以各不相同，这就要求每一种模数对应有相当数量直径不同的滚刀，才能满足蜗轮加工需求。
为了减少蜗轮滚刀数目，在规定标准模数的同时，对蜗杆分度圆直径亦实行了标准化，且与m 有一定的匹配。
蜗杆分度圆直径d1与轴向模数mx之比为一标准值，称蜗杆的直径系数。
即q=蜗杆分度圆直径模数=d1m d1=mq有关标准模数m 与标准分度圆直径d1的搭配值及对应的蜗杆直径系数参照表A （3） 蜗杆导程角r 当蜗杆的q 和z1选定后，在蜗杆圆柱上的导程角即被确定。
为导程角、导程和分度圆直径的关系。
tan r=导程分度圆周长 = 蜗杆头数x 轴向齿距分度圆周长 =z1px d1π =z1πm πm q =z1q相互啮合的蜗轮蜗杆，其导程角的大小与方向应相同。
（4） 中心距a 蜗轮与蜗杆两轴中心距a 与模数m 、蜗杆直径系数q 以及蜗轮齿数z2间的关系式如下：a=d1+d22 =m q(q+z2)蜗杆各部尺寸如表B蜗轮各部尺寸如表C2、 蜗轮蜗杆的画法(1) 蜗杆的规定画法 参照图1图2 （2）蜗轮的规定画法 参照图1图2 （3）蜗轮蜗杆啮合画法 参照图1图2.。
蜗轮蜗杆设计步骤蜗轮蜗杆是一种常见的传动机构，它可以将高速旋转的电机转换成低速高扭矩的输出，广泛应用于各种机械设备中。
在设计蜗轮蜗杆时，需要遵循一定的步骤，以确保传动系统的可靠性和高效性。
本文将介绍蜗轮蜗杆设计的步骤和注意事项。
一、确定传动比和输出扭矩在设计蜗轮蜗杆传动系统时，首先需要确定传动比和输出扭矩。
传动比是指输入轴转速与输出轴转速的比值，通常用i表示。
输出扭矩是指输出轴所能提供的扭矩大小，通常用T表示。
传动比和输出扭矩的确定需要考虑到传动系统的工作条件和要求，如负载大小、转速范围、传动效率等。
二、选择蜗轮和蜗杆的材料和加工工艺蜗轮和蜗杆是蜗轮蜗杆传动系统的核心部件，其材料和加工工艺的选择对传动系统的性能和寿命有着重要的影响。
一般来说，蜗轮和蜗杆的材料应具有高强度、高硬度、高耐磨性和高耐腐蚀性等特点。
常用的材料有合金钢、不锈钢、铜合金等。
加工工艺方面，蜗轮和蜗杆的加工精度要求较高，通常采用数控加工或磨削加工等高精度加工工艺。
三、确定蜗轮和蜗杆的几何参数蜗轮和蜗杆的几何参数包括蜗轮的齿数、蜗杆的螺旋角、蜗杆的导程等。
这些参数的确定需要考虑到传动比、输出扭矩、传动效率等因素。
一般来说，蜗轮的齿数越多，传动效率越高，但制造难度也越大；蜗杆的螺旋角越小，传动效率越高，但输出扭矩也越小。
四、进行传动系统的设计计算在确定了传动比、输出扭矩、蜗轮和蜗杆的几何参数后，需要进行传动系统的设计计算，以确定各个部件的尺寸和工作参数。
设计计算包括蜗轮和蜗杆的模数、齿宽、轴径、轴承尺寸、传动效率等参数的计算。
设计计算的准确性和合理性对传动系统的性能和寿命有着重要的影响。
五、进行传动系统的结构设计在进行传动系统的结构设计时，需要考虑到传动系统的安装、维修和保养等方面的要求。
传动系统的结构设计应尽可能简单、紧凑、可靠，方便安装和维修。
同时，还需要考虑到传动系统的密封性、散热性等方面的问题，以确保传动系统的正常工作。
六、进行传动系统的试验和验证在完成传动系统的设计和制造后，需要进行试验和验证，以确保传动系统的性能和可靠性。
蜗轮蜗杆设计蜗杆传动从属齿轮传动，在现代工业中应用非常广泛。
蜗轮蜗杆包含两个部分：蜗杆和蜗轮，其齿形大多数由直线、平面或者平面上的曲线经过一次或两次展成运动形成。
由于蜗轮蜗杆结构性特点，它用于传递空间两相错轴间的运动和动力。
蜗杆传动机构多数情况下蜗杆为主动件，蜗轮为被动件。
蜗杆传动具有传动比大、体积小、运转平稳、噪音小等特点。
在机床制造业中，平常圆柱蜗杆传动的应用尤为普遍，并且几乎成了一般低速传动工作台和连续分度机构的唯一传动形式；冶金工业轧机压下机构都采用大型蜗杆传动;煤矿设备中的各种类型的绞车及采煤机组牵引传动;起重运输业中各种提升设备及无轨电车等都采用蜗杆传动。
其他，在精密仪器设备、军工、宇宙观测仪器中，蜗杆传动常用作分度机构、操纵机构、计算机构、测距机构等等，大型天文望远镜、雷达等也离不开蜗杆传动。
关键词：蜗轮蜗杆目录T O C\o"1-3"\h\z\u第一章蜗杆传动的类型和特点 (89)1.1蜗杆传动的类型 (89)1.2蜗杆传动的特点 (90)第二章蜗轮传动的基本参数和几何尺寸计算 (91)2.1蜗杆传动的基本参数 (91)2.2蜗杆传动的几何尺寸计算 (94)第三章蜗轮传动的失效形式、设计准则、材料和结构 (95)3.1蜗杆传动的失效形式和设计准则 (95)3.2蜗杆、蜗轮的材料和结构 (96)第四章蜗轮传动的强度计算 (98)4.1蜗杆传动的受力分析 (98)4.2蜗轮齿面接触疲劳强度计算 (98)4.3蜗轮轮齿的齿根弯曲疲劳强度计算 (100)第五章蜗轮传动的效率、润滑和热平衡计算 (101)5.1蜗杆传动的效率 (101)5.2蜗杆传动的润滑 (101)5.3蜗杆传动的热平衡计算........................错误!未定义书签。
结论.. (105)致谢 (106)参考文献 (107)第一章蜗杆传动的类型和特点蜗杆传动由蜗杆、蜗轮和机架组成，用来传递空间两交错轴的运动和动力。
蜗轮蜗杆设计（2）设计原则：根据给定的中心距及传动比(或按照结构及设计的要求自定中心距和传动比）然后从蜗杆传动中心距标准值系列表中选取中心距的标准系列值，然后从经验公式先估算相关参数值，估算后在参考标准值系列表,确定标准值。
1计算传动比上式中:δp 为脉冲当量，β为步距角,L 为滚珠丝杠导程。
2初选几何参数参照蜗轮蜗杆参数推荐值表［1]，i =4时，选z 1=6；则z 2= i z 1=24； 3蜗轮输出转矩T 21955021i P T n η=[2］123ηηηη=［3］ tan =1tan +γηγρ（）［3］ =arctan ρμ［4]=μμ[5]式中：P 1， n 1分别为蜗杆轴输入功率，转速。
η1为螺旋副啮合效率；η2为轴承效率，滚动轴承时取0.990.9952η≈；η3为搅油及溅油效率，0.960.993η≈；μ为啮合摩擦系数;η0为标准圆盘滚子试件摩擦系数;R z 为设计蜗杆的齿面粗糙度；R z0为标准圆盘试件的表面粗糙度；代入数据得η=0。
76 根据所选电机得P 1=8kW,n 1=800r/min所以30.7649550290.322300T Nm ⨯⨯==4载荷系数123456K K K K K K K =［6］上式中:K 为载荷系数；K 1为动载荷系数，当蜗轮圆周速度23m /s v ≤时K 1取1。
0;K 2为啮合质量系数，查表得0.95；K 3为小时载荷率系数，查表得0。
78；K 4为环境温度系数，查表得1.09；K 5为工作情况系数，查表得1。
0；K 6为风扇系数，查表得0.92。
代入数据得：10.950.78 1.0910.920.74K =⨯⨯⨯⨯⨯=5计算m 和q7］代入数据：14.65≥==查表取16.443= m =6。
3 q =186主要几何尺寸18 6.3113.41d qm ==⨯= 6.324151.222m d z ==⨯=7蜗杆传动强度及刚度验算 确定许用接触应力σHp采用锡青铜蜗轮:Hp Hbp z z s n σσ=［8]分别查滑动速度曲线表，滑动速度影响系数表及寿命系数得2220/Hbp N mm σ= 0.96z s =0.78z n =所以22200.960.78165/Hp N mm σ=⨯⨯=3603600.00511.264p i L δβ⨯===⨯0.5(2)0.5 6.3(18240)132.322a m q x z =++=⨯⨯++=确定许用接触应力σHH σ=9]代入数据得：2134.57/H mm N σ=== 可见134.57165HHP σσ=<=,所以接触强度足够。
7 蜗杆传动7.1 蜗杆传动的特点、应用和类型7.1.1蜗杆传动的特点和应用组成：蜗杆、蜗轮（一般蜗杆为主动件，蜗轮为从动件）作用：传递空间交错的两轴之间的运动和动力。
通常Σ=90°应用：用在机床、汽车、仪器、起重运输机械、冶金机械以及其他机械制造工业中。
最大传递功率为750Kw，通常用在50Kw 以下。
特点:1）、传动比大。
单级时i=5~80，一般为i=15~50，分度传动时i可达到1000，结构紧凑。
2）、传动平稳、噪声小。
3）、自锁性，当蜗杆导程角小于齿轮间的当量摩擦角时，可实现自锁。
4）、蜗杆传动效率较低，其齿面间相对滑动速度大，齿面磨损严重。
5）、蜗轮的造价较高。
为降低摩擦，减小磨损，提高齿面抗胶合能力，蜗轮常用贵重的铜合金制造。
7.1.2 蜗杆传动的类型按照蜗杆的形状不同分为：圆柱蜗杆传动(a)、环面蜗杆传动(b)、锥面蜗杆传动(c)。
（a）圆柱蜗杆传动（b）环面蜗杆传动（c）锥面蜗杆传动图7-1 蜗杆传动的类型1、圆柱蜗杆传动蜗杆有左、右旋之分。
螺杆的常用齿数（头数）z1=1~4，头数越多，传动效率越高。
蜗杆加工由于安装位置不同，产生的螺旋面在相对剖面内的齿廓曲线形状不同。
1）、阿基米德蜗杆（ZA蜗杆）如图所示，阿基米德蜗杆是齿面为阿基米德螺旋面的圆柱蜗杆。
通常是在车床上用刃角α0=20°的车刀车制而成，切削刃平面通过蜗杆曲线，端面齿廓为阿基米德螺旋线。
其齿面为阿基米德螺旋面。
优、缺点：蜗杆车制简单，精度和表面质量不高，传动精度和传动效率低。
头数不宜过多。
应用：头数较少，载荷较小，低速或不太重要的场合。
图7-2 阿基米德蜗杆(2）、法向直廓蜗杆（ZN蜗杆）如图所示，法向直廓蜗杆加工时，常将车刀的切削刃置于齿槽中线（或齿厚中线）处螺旋线的法向剖面内，端面齿廓为延伸渐开线。
优、缺点：常用端铣刀或小直径盘铣刀切制，加工简便，利于加工多头蜗杆，可以用砂轮磨齿，加工精度和表面质量较高。
应用：用于机场的多头精密蜗杆传动。
3）、渐开线蜗杆（ZI蜗杆）如图所示，渐开线蜗杆是齿面为渐开线螺旋面的圆柱蜗杆。
用车刀加工时，刀具切削刃平面与基圆相切，端面齿廓为渐开线。
优、缺点：可以用单面砂轮磨齿，制造精度、表面质量、传动精度及传动效率较高。
应用：用于成批生产和大功率、高速、精密传动，故最常用。
2、环面蜗杆传动特点：（1）、齿轮表面有较好的油膜形成条件，抗胶合的承载能力和效率都较高；（2）、同时接触的齿数较多，承载能力为圆柱蜗杆传动的1.5~4倍；（3）、制造和安装较复杂，对精度要求高；（4）、需要考虑冷却的方式。
3、锥面蜗杆传动特点：（1）、啮合齿数多，重合度大，传动平稳，承载能力强；（2）、蜗轮用淬火钢制造，节约有色金属。
图7-6 锥面蜗杆图7-7 蜗轮蜗杆的主要参数7.2 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸垂直于蜗轮轴线且通过蜗杆轴线的平面，称为中间平面。
在中间平面内蜗杆与蜗轮的啮合就相当于渐开线齿条与齿轮的啮合。
在蜗杆传动的设计计算中，均以中间平面上的基本参数和几何尺寸为基准。
7.2.1 主要参数1、模数m和压力角a蜗杆与蜗轮啮合时，蜗杆的轴向模数mx1、压力角αx1应与蜗轮的端面模数、压力角相等，即mx1= mt2 = mαx1=αt2=α=20°β=γβ：为蜗轮的螺旋角，γ：螺杆的导程角。
表7-1 圆柱蜗杆的基本尺寸和参数2、螺杆导程角γpx1：为蜗杆轴向齿距，px1=πm（mm）；γ为导程角（°）。
导程角越大，传动效率越高，γ=3.5°~55°。
传动效率高时，常取γ=15°~30°，采用多头蜗杆。
若要求传动时反向自锁时，取γ≤3°40′。
3、蜗杆分度圆直径d1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。
导程角γ大，其传动效率高，但会使蜗杆的强度、刚度降低。
在蜗杆刚度允许的情况下，设计蜗杆传动时，要求传动效率高时，d1可以选小值，当要求强度和刚度大时，d1选大值。
4、蜗杆的头数z1、蜗轮齿数z2和传动比i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，可以实现自锁；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＜28)，否则将使传动平稳性变差。
z2也不宜太大，否则在模数一定时，蜗轮尺寸越大，刚度越小，影响传动的啮合精度，所以蜗轮齿数不大于100，常取32~80。
z1、z2之间最好互质，利于磨损均匀。
传动比i：（7.1）传动比i的公称值有：5，7.5，10*，12.5，15，20*，25，30，40*，50，60，70，80*。
带*的为基本传动比，优先选用。
5、中心距：（7.2）为便于大批生产，减少箱体类型，有利于标准化、系列化，国标中对一般圆柱蜗杆减速装置的中心距推荐为：40，50，63，80，100，125，160，（180），200，（225），250，（280），315，（335），400，（450），500。
7.2.2 蜗杆传动何尺寸表7-2 蜗杆传动何尺寸7.3 蜗杆传动的失效形式、材料和精度7.3.1蜗杆传动的失效形式及设计准则1、失效形式主要失效形式有：齿面疲劳点蚀、胶合、磨损及轮齿折断。
齿面间相对滑动速度vs：（7.3）在润滑及散热不良时，闭式传动易出现胶合，但由于蜗轮的材料通常比蜗杆材料软，发生胶合时，蜗轮表面金属粘到蜗杆的螺旋面上，使、蜗轮工作齿面形成沟痕。
蜗轮轮齿的磨损严重，尤其在开式传动和润滑油不清洁的闭式传动中。
2、计算准则对于闭式蜗轮传动，通常按齿面接触疲劳强度来设计，并校核齿根弯曲疲劳强度。
对于开式蜗轮传动，或传动时载荷变动较大，或蜗轮齿数z2大于90时，通常只须按齿根弯曲疲劳强度进行设计。
由于蜗杆传动时摩擦严重、发热大、效率低，对闭式蜗杆传动还必须作热平衡计算，以免发生胶合失效。
7.3.2 蜗杆蜗轮常用材料及热处理蜗轮和蜗杆材料要有一定的强度，还要有良好的减摩性、耐摩性和抗胶合能力。
蜗杆传动常用青铜（低速时用铸铁）做蜗轮齿圈，与淬硬并磨制的钢制蜗杆相匹配。
1、蜗杆材料及热处理一般不重要的蜗杆用45钢调质处理；高速、重载但载荷平稳时用碳钢、合金钢，表面淬火处理；高速、重载且载荷变化大时，可采用合金钢渗碳淬火处理。
表7-3蜗杆材料及热处理2、蜗轮材料及许用应力锡青铜：减摩性、耐磨性好，抗胶合能力强，但价格高，用于相对滑动速度vs≤25m/s的高速重要蜗杆传动中；铸铝青铜：强度好、耐冲击而且价格便宜，但抗胶合能力和耐磨性不如锡青铜，一般用于vs ≤10m/s的蜗杆传动中；灰铸铁：用于vs ≤2m/s的低速、轻载、不重要的蜗杆传动中。
表7-3 锡青铜蜗轮的许用应力表7-4 铝铁青铜及铸铁蜗轮的许用应力7.3.3 蜗杆传动的精度等级GB 10089－88对普通圆柱蜗杆传动规定了1~12个精度等级1级精度最高，其余等级依次降低，12级为最低，6~9级精度应用最多，6级精度传动一般用于中等精度的机床传动机构，蜗轮圆周速度v2＞5m/s，7级精度用于中等精度的运输机或高速传递动力场合,蜗轮圆周速度v2＜7.5m/s，8级精度一般用于一般的动力传动中，蜗轮圆周速度v2＜3m/s，9级精度一般用于不重要的低速传动机构或手动机构，蜗轮圆周速度v2＜1.5m/s。
7.4 蜗杆传动的强度计算7.4.1蜗杆传动的受力分析蜗杆传动的受力分析与斜齿圆柱齿轮相似，轮齿在受到法向载荷Fn的情况下，可分解出径向载荷Fr、周向载荷Ft、轴向载荷Fa。
在不计摩擦力时，有以下关系：图7-8 蜗杆传动的受力分析7.4.2蜗杆传动的强度计算1、蜗轮齿面接触疲劳强度计算蜗轮齿面接触疲劳强度的校核公式为：（7.4）适用于钢制蜗杆对青铜或铸铁蜗轮(齿圈)配对蜗轮轮齿面接触疲劳强度的设计公式为：（7.5）2、蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算蜗轮齿根弯曲强度的校核公式为：（7.6）设计公式为：（7.7）7.5 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算7.5.1 蜗杆传动的效率（7.8）η1——轮齿啮合齿面间摩擦损失的效率；η2——考虑油的搅动和飞溅损耗时的效率；η3——考虑轴承摩擦损失时的效率；η1是对总效率影响最大的因素，可由下式确定：（7.9）式中：l ——蜗杆的导程角；jv——当量摩擦角。
（7.10）效率与蜗杆头数的大致关系为：闭式传动Z1 １２４总效率η 0.65 ~0.75 0.75~0.82 0.82~0.92自锁时：η＜0.5开式传动：z1=1、2时η=0.60~0.707.5.2 蜗杆传动的润滑润滑的主要目的在于减摩与散热。
具体润滑方法与齿轮传动的润滑相近。
润滑油：润滑油的种类很多，需根据蜗杆、蜗轮配对材料和运转条件选用。
润滑油粘度及给油方式：一般根据相对滑动速度及载荷类型进行选择。
给油方法包括：油池润滑、喷油润滑等，若采用喷油润滑，喷油嘴要对准蜗杆啮入端，而且要控制一定的油压。
润滑油量：润滑油量的选择既要考虑充分的润滑，又不致产生过大的搅油损耗。
对于下置蜗杆或侧置蜗杆传动，浸油深度应为蜗杆的一个齿高；当蜗杆上置时，浸油深度约为蜗轮外径的1/3。
7.5.3 蜗杆传动的热平衡计算由于传动效率较低，对于长期运转的蜗杆传动，会产生较大的热量。
如果产生的热量不能及时散去，则系统的热平衡温度将过高，就会破坏润滑状态，从而导致系统进一步恶化。
系统因摩擦功耗产生的热量为：（7.11）自然冷却从箱壁散去的热量为：（7.12）K——箱体表面的散热系数，自然通风良好时：K ＝(14~17.5)W/(m2?℃)；在没有循环空气流动的场所：K ＝(8.7~10.5)W/(m2?℃)；A ——箱体的可散热面积(m2)；A=A1+0.5A2,A1指箱体外壁与空气接触而内壁能被油飞溅到的箱壳面积，A2指箱体的散热片面积。
t1——润滑油的工作温度(℃)；t2——环境温度(℃)，一般取20 ℃。
在热平衡条件下可得：（7.13）可用于系统热平衡验算，一般t1≤90℃散热措施：如果工作温度t1超过了[t1],则首先考虑在不增大箱体尺寸的前提下，设法增加散热面积。
如不能满足要求可用下列强制措施解决。
1）在蜗杆轴端装设风扇；2）采用循环压力喷油冷却；3）在箱体油池内装蛇形官。
7.6 蜗杆和蜗轮的结构7.6.1 蜗杆的结构蜗杆螺旋部分的直径不大，所以常和轴做成一个整体。
当蜗杆螺旋部分的直径较大时，可以将轴与蜗杆分开制作。
无退刀槽，加工螺旋部分时只能用铣制的办法，如图7-9所示；有退刀槽，螺旋部分可用车制，也可用铣制加工，但该结构的刚度较前一种差，如图7-10所示。
