8蜗杆斜齿设计解析

8蜗杆斜齿设计解析蜗杆斜齿设计是一种常见的齿轮传动装置，主要用于传输力矩和转速的变换。

蜗杆斜齿设计解析主要涉及蜗杆的结构特点、工作原理、设计要点以及设计过程。

以下是对蜗杆斜齿设计解析的详细介绍。

一、蜗杆的结构特点蜗杆由蜗杆轴和蜗杆齿轮组成，蜗杆轴是一种螺旋状轴，蜗杆齿轮是一个齿轮，其齿槽是螺旋状的。

蜗杆斜齿传动通过蜗杆的同轴转动，使蜗杆齿轮变速传动。

蜗杆的结构特点主要体现在以下几个方面：1.蜗杆斜齿设计解析蜗杆的齿轮采用斜齿，使得传动运动更顺畅，摩擦更小。

这是因为斜齿能够更好地分担载荷，在传动过程中减少滑动、磨损和噪声。

2.蜗杆轴的螺旋状结构使得蜗杆齿轮的轴孔是一个圆锥面。

这样的结构能够实现斜齿与工作齿轮之间的连续啮合，并能在转动过程中保持齿轮稳定的啮合状态。

3.蜗杆齿轮的齿槽是一个螺旋状结构，与蜗杆轴的圆锥面相吻合，形成蜗杆斜齿传动的啮合模式。

这种啮合方式使得蜗杆斜齿传动的动力传递更加平稳，转换效率更高。

二、蜗杆斜齿设计解析的工作原理蜗杆斜齿传动的工作原理基于螺旋状的蜗杆轴与螺旋状的蜗杆齿轮之间的啮合。

当蜗杆轴转动时，通过蜗杆齿轮的齿槽与之啮合，从而实现传动力矩和转速的变换。

其工作原理主要包括以下几个方面：1.当蜗杆轴转动时，沿着蜗杆轴方向的轴向力会作用在蜗杆齿轮的齿槽上。

这个轴向力会分解成一个垂直于轴向的切向力和一个沿轴向的径向力。

2.切向力使得蜗杆齿轮产生一个径向力矩，从而使得蜗杆齿轮具有一个与蜗杆轴相反方向的转矩。

3.这个转矩会使得蜗杆齿轮绕自身的轴线旋转，同时也会使得蜗杆轴绕自身的轴线旋转。

由于蜗杆齿轮的齿槽是一个螺旋状的结构，所以在转动过程中，蜗杆齿轮的齿槽会不断地与蜗杆轴的圆锥面进行啮合。

4.蜗杆齿轮的转动会产生一个与之相反方向的转矩，从而实现力矩和转速的变换。

三、蜗杆斜齿设计解析的设计要点在进行蜗杆斜齿传动的设计时，需要考虑一系列的设计要点，以保证传动效果和工作寿命。

主要的设计要点包括：1.蜗杆斜齿设计解析蜗杆的齿轮和蜗杆轴的选材和热处理。

玩转电机设计——减速机构篇（蜗杆斜齿轮减速机构设计）1. 引言汽车行业的小电机中，小模数蜗杆斜齿轮常用于电动机中的空间运动与扭矩传递，设计人员以电动机设计的目标（高效、低成本、小体积）为设计准则，定出齿轮设计中的各项参数，如传动比、中心距、斜齿轮与蜗杆的最小齿厚，蜗杆齿根圆直径等等。

以保证其设计出来的蜗杆与斜齿轮足以承载整个电机运行周期内的力矩、转速、使用寿命等要求。

可以说电机中的齿轮设计，是一种服务型设计，其参数设计主要服务于使用的电动机。

2. 基本参数的设计方法以实际设计为例，我们将设计的电机体积目标为基准，便能定出减速器壳体的内型腔体积大小，由此可以大致确定蜗杆斜齿轮的中心距。

我们以针对的电机性能为基准，再根据需要输出的最终转速与力矩，确定齿轮设计中的传动比。

2.1 蜗杆斜齿轮模数的确定以单头蜗杆为例，得到传动比就能得到斜齿轮的齿数。

在得到中心距与齿数的情况下，我们便能根据“结构定模数”的设计思路，设计出适合该电机的斜齿轮模数，即：M = 2a / （Z1+Z2）一般来说，非标模数斜齿轮中m可以取M±0.1内的任何数字，m 的取值直接关乎齿轮的端面重合度大小，在其它参数不变时，m取值越小，总重合度εy：εy= εα+ εβ …… ①其中：εα=0.5π [z1（tanat1 –tana’t）± z2（tanat2 –tana’t）] …… ②εβ=btanβ /πmt =bsinβ /πmn…… ③越大，根据国外学者Niemann与Unter-berger发表的关于直齿圆柱齿轮重合度与噪声的实验研究结果表明重合度对齿轮的啮合噪音具有重要的影响，该实验表明：端面重合度增大到2时，噪声级将急剧减小；当端面重合度超过2至2.2时，噪声级将重新增加。

在斜齿轮中，端面重合度对噪音的影响要略小于直齿轮，所以定模数往往需要与实际经验相结合，如考虑我们的电机需要承受大力矩，则可选择将重合度略微提高，如果优先考虑噪音，则将重合度控制在2-2.2即可。

机械设计---蜗轮蜗杆、斜齿轮、锥齿轮传动机构受力分析例题【例题1】如图所示为一蜗杆—圆柱斜齿轮—直齿圆锥齿轮三级传动。

已知蜗杆1为主动件，且按图示方向转动。

试在图中绘出：
（1）各轴转向。

（2）使II、III轴轴承所受轴向力较小时的斜齿轮轮齿的旋向。

（3）各轮所受诸轴向分力的方向。

【解】
（1）各轴转向如图所示（4分）。

（2）斜齿轮轮齿的旋向如图（2分）。

（3）各轮所受诸轴向分力的方向如图。

（8分）
【解析】
蜗轮蜗杆传动受力分析:
径向力F r:由啮合点指向各自的回转中心。

圆周力F t:主动轮所受圆周力与啮合点切向速度
方向相反(阻力);
从动轮所受圆周力与啮合点切向速度方向相同(动力)。

轴向力F a:主动轮(蜗杆)受力方向用左右手螺旋法则。

从动轮受力方向与F t1相反。

斜齿圆柱齿轮传动受力分析
径向力F r:由啮合点指向各自齿轮的回转中心。

圆周力F t:主动轮所受圆周力与啮合点切向速度方向相反(阻力)。

从动轮所受圆周力与啮合点切向速度方向相同(动力)。

轴向力F a:主动轮受力方向用左右手螺旋法则判定，从动轮受力方向与主动轮相反。

锥齿轮受力分析
径向力F r:由啮合点指向各自的回转中心。

轴向力F a:由啮合点指向各自齿轮的大端(与齿轮转向无关，方常作为隐含条件)。

圆周力F t:主动轮所受圆周力与啮合点切向速度方向相反(阻力)。

从动轮所受圆周力与啮合点切向速度方向相同(动力)。

一、如何判断齿轮的旋向
斜齿轮，蜗轮蜗杆，都可以用此方法判断旋向。

（如图所示摆放齿轮，轴线竖着正对着自己，齿轮线往左就左旋，往右则为右旋）
二、斜齿轮和直齿锥齿轮联合传动
1、直齿圆锥齿轮的轴向力
F一定指向齿轮分度圆方向（如下图），
a
径向力
F指向轴心，周向力t F根据主反从同的原则，（如下图，齿轮
r
向外转出，周向力的方向则为向里面）。

从动轮根据力的相互性，得出受力情况。

2、斜齿轮轴向力根据左右手法则：比如右旋齿轮，就用右手，四指按齿轮旋转方向握，大拇指所指方向就是轴向力的方向，被动轮和主动轮的相反。

（可以通过轴向力、旋向、转向其中的两个推出第三个）周向力的方向根据主反从同的原则得出。

（左图的旋向为自左向右）
PS：（如下图减速箱二级齿轮，3号齿轮按照主动轮判断力的方向）
三、蜗轮蜗杆传动
1、蜗轮蜗杆轮齿旋向相同：蜗轮右旋、蜗杆右旋；
2、用手势确定蜗轮的转向：
右旋蜗杆：伸出左手，四指顺蜗杆转向，则蜗轮的切向速度的方向和拇指指向相同。

左旋蜗杆：用右手判断，方法一样。

3、蜗轮蜗杆的周向力也遵守主反从同的规律；。

蜗杆斜齿轮传动的设计方法摘要：对蜗轮副啮合与圆柱斜齿轮和蜗杆啮合进行对比分析，提出在传动载荷不大的情况下将蜗轮替换成圆柱斜齿轮的运用，并分析提出斜齿轮加工优势及装配优势，最后通过实例举证斜齿轮替代蜗轮在现实中的运用。

关键词：斜齿轮蜗轮副中心高1、引言蜗轮副减速器是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换将电机的转速减速到所需要的转速，并得到较大转矩的机构。

在传递动力与运动的机构中应用范围相当广泛。

加工蜗轮时理论上应使用专用的蜗轮滚刀，由于蜗轮规格较多，在实际工作中往往因为没有专用的滚刀，而用其他相近的滚刀代替，如飞刀等，但是这个加工带来了麻烦。

因而在蜗轮副传递载荷不大的情况下可以用斜齿轮替代蜗轮，可以将加工简单方便化。

2、蜗轮副啮合与斜齿轮和蜗杆啮合情况分析在蜗杆与蜗轮啮合时，蜗杆是以轴向模数为标准值，蜗杆的端面齿形有阿基米德螺旋线和延长渐开线以及渐开线三种状态，而蜗杆与圆柱斜齿轮啮合时，斜齿轮以法向模数和法相齿形角为标准值，所以蜗杆也多以法向模数和法向齿形角为标准值，蜗杆端面齿形时延长渐开线，我们通常称作Zn型蜗杆，所以斜齿轮替代蜗杆主要以法向模数为标准值来设计斜齿轮。

图一是蜗杆和蜗轮的啮合示意图，图中蜗杆轴向齿距Px=BC=AC’=πM，蜗轮端面齿距Pt=πM，Px=Pt。

图二是蜗杆与斜齿轮啮合，图中斜齿轮的法向齿距Pn2=πMn，蜗杆法向齿距Pn1=BD=AD’=πMn，当Pn1=Pn2=πMn时他们才能正确啮合。

M………………………………蜗杆轴向模数（蜗轮端面模数）Mn………………………………………………………法向模数一般蜗杆与蜗轮啮合时，蜗杆受其直径系数q的限制，变化较大，与之啮合的蜗轮也将因为没有相应的蜗轮滚刀而不便加工，且中心距的要求准确及加工成型的蜗轮副配对斑点等高要求，蜗杆的中心线应该与蜗轮中心平面重合，及△L 越小越好（如图一）否则不能达到最佳啮合状态，会造成啮合噪音增加，磨损加快等不利现象发生，故加工蜗轮时需要专用的蜗轮滚刀，若无专用滚刀而是用飞刀加工，机床必须要有切向刀架，操作麻烦，效率较低，通常不建议用该种方法加工蜗轮。

1 牛头刨床机构，基础机构即曲柄滑块与在此基础上改进的组合机构分别有三个图，进行杆组分析，有无急回特性，组合杆组优点。

一坨图，一坨问题，才5分！2 a机构自由度计算，齿轮加四杆机构，齿轮1与齿轮2啮合，齿轮2与齿轮3同轴，23中间还有个小齿轮构成差动轮系，小齿轮通过四杆机构与齿轮1固结。

自由度及差动轮系传动比计算，如何使大齿轮静止。

b 曲柄滑块和导杆机构组合，导杆与曲柄为一体。

自由度计算，何处有死点，机构组合优点。

3 a偏置滚子从动件凸轮机构计算，基圆，行程，最大压力角，理论廓线。

b偏置滚子凸轮机构，实际廓线为圆。

滚子半径增大，主动件转向变化和取消偏距是否影响运动规律。

4 a齿轮传动计算，二级齿轮传动，输入输出齿轮同轴线，第一对有一个齿数为15，另一对都大于17，如何设计，优点是什么。

斜齿轮凑中心距知识，斜齿轮齿数15会否根切，原因。

还有错别字…….b变位齿轮尺寸计算，一对齿轮，大的与一个轴有1毫米干涉，在不改变传动比和齿数情况下改善之，如何改善。

需要大齿轮齿顶圆与轴有1毫米距离。

齿数好像分别是26和54 模数为3还是2，记不清楚了。

然后分别计算两个的分度圆，基圆，齿顶圆和齿根圆直径。

5 创新设计，拉杆箱利用机构知识使其可以上楼，成为便携座椅，要同时满足这两个创新。

上它妹的楼啊……填空很基础，每空1分。

曲柄摇杆合适出现死点。

带传动弹性滑动两个原因。

带传动三种应力，何时最大。

曲柄摇杆的急回特性，极位夹角30度，工作行程7s，问回程时间与每分钟转数。

变位齿轮分度圆，齿顶根圆的什么跟标准齿轮不同。

滑动轴承相对间隙变大对承载能力及温升影响。

使用两个普通平键时强度按几个计算。

硬尺面齿轮主要失效形式，设计准则，按什么强度计算，什么强度校核。

万向联轴节适用于何种情况。

蜗杆头数变小对效率影响。

链传动若要降低多边形效应节距应如何，齿数应如何。

凸轮压力角过大怎么办。

何种间歇机构回转角在较大范围可调。

最大盈亏功问题，给出图，问何处速度最大，何处速度最小。