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第五章蜗杆传动

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(五)蜗杆传动

(五)蜗杆传动

蜗杆传动的正确啮合条件： 蜗杆传动的正确啮合条件
要组成一对正确啮合的蜗杆与蜗轮，应满足三个条件： （1）在中间平面内，蜗杆的轴面模数m x1和蜗轮的端面模数 m t2 相等， 即 m x1= mt2 =m （2）在中间平面内，蜗杆的轴面齿形角α x1 和蜗轮的端面齿形 角α 相等，即 α =αx1 = α t2 t2 （3）蜗杆分度圆导程角γ 和蜗轮分度圆柱面螺旋角β 相等， 1 2 且旋向一致，即γ =β 1组成的交错轴间的齿轮传 动。 蜗杆传动是在空间交错的两轴间传递运动和动 力的一种传动，两轴线间的夹角可为任意值， 力的一种传动，两轴线间的夹角可为任意值， 常用的为90° 常用的为 °。蜗杆传动用于在交错轴间传递 运动和动力。 运动和动力。
蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成，一般 蜗杆为主动件。蜗杆和螺纹一样有右 旋和左旋之分，分别称为右旋蜗杆和 左旋蜗杆。蜗杆上只有一条螺旋线的 称为单头蜗杆，即蜗杆转一周，蜗轮 转过一齿，若蜗杆上有两条螺旋线， 就称为双头蜗杆，即蜗杆转一周，蜗 轮转过两个齿。
失效形式
在蜗杆传动中，蜗轮轮齿的失效形式有点蚀、磨损、胶合和 轮齿弯曲折断。但一般蜗杆传动效率较低，滑动速度较大，容易 发热等，故胶合和磨损破坏更为常见。 为了避免胶合和减缓磨损，蜗杆传动的材料必须具备减摩、 耐磨和抗胶合的性能。一般蜗杆用碳钢或合金钢制成，螺旋表面 应经热处理（如淬火和渗碳），以便达到高的硬度(HRC45～63), 然后经过磨削或珩磨以提高传动的承载能力。蜗轮多数用青铜制 造，对低速不重要的传动，有时也用黄铜或铸铁。为了防止胶合 和减缓磨损，应选择良好的润滑方式，选用含有抗胶合添加剂的 润滑油。对于蜗杆传动的胶合和磨损，还没有成熟的计算方法。 齿面接触应力是引起齿面胶合和磨损的重要因素，因此仍以齿面 接触强度计算为蜗杆传动的基本计算。此外，有时还应验算轮齿 的弯曲强度。一般蜗杆齿不易损坏，故通常不必进行齿的强度计 算，但必要时应验算蜗杆轴的强度和刚度。对闭式传动还应进行 热平衡计算。如果热平衡计算不能满足要求，则在箱体外侧加设 散热片或采用强制冷却装置。

蜗杆传动课件

蜗杆传动课件

蜗轮齿数z2 主要取决于传动比 z2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100，一般推荐
z2=32~80。
表1 各种传动比时z1、 z2的推荐值
传动比 5~6 7~8 9~13 14~24 25~27 28~40 ＞40
3-3 蜗杆传动
3-3-1 蜗杆传动的特点及类型 3-3-2 蜗杆传动的传动比 3-3-3 蜗杆与蜗轮的回旋方向 3-3-4 蜗杆传动的润滑 3-3-5 蜗杆传动在汽车上的应用
3-1-1 蜗杆传动的特点及类型
蜗杆传动用于在交错轴间传递运动和动力。如图所示， 蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成，一般蜗杆为主动件，通常交错 角为90°。
1
2
例：
（1）蜗杆螺旋线右高，因此为右旋，用右手法则判断 蜗轮转向。大拇指的指向上，因此蜗杆与蜗轮的节点速 度方向向下。 （2）蜗杆螺旋线左高，因此为左旋，用左手法则判断 蜗轮转向。大拇指的指向下，因此蜗杆与蜗轮的节点速 度方向向上。
练习：判断下列蜗轮、蜗杆的旋向/转向
3-3-4 蜗杆传动的润滑
对于蜗杆传动润滑油黏度和给油方法，主要根据 相对滑动速度和载荷类型进行选择。
滑动速度vs ≤5~10m/s时，采用油浴润滑。为减小 搅油损失，下置式蜗杆不宜浸油太深。
滑动速度vs ＞10~15m/s时，采用压力喷油润滑。
3-3-5 蜗杆传动在汽车上的应用
蜗杆传动在汽车上主要应用于蜗杆减速器，结构如图。 其特点是传动比大、结构紧凑，但是传动效率低
z1
6
4 3~4 2~3 2~3 1~2 1
z2 29~36 28~32 27~52 28~72 50~81 28~80 ＞40

《蜗杆传动上课版》课件

《蜗杆传动上课版》课件

04 传动比
蜗杆与蜗轮之间的转速之
比，决定了传动的减速或
增速效果。
蜗杆传动的应用范围
工业制造领域
用于各种机械设备中 的减速或增速传动， 如纺织机械、印刷机
械等。
交通运输领域
用于车辆、船舶和飞 机中的传动系统，如 发动机、变速器等。
农业机械领域
用于拖拉机、收割机 等农业机械中的传动
系统。
新能源领域
在风力发电、太阳能 发电等新能源领域中 ，蜗杆传动也得到了
切削加工是制造蜗杆传动的关键步骤， 需要精确控制切削参数和刀具几何形状 ，以保证蜗杆的精度和表面质量。
材料选择应根据使用要求和工作环境， 选择合适的材料和规格，以确保蜗杆传 动的性能和寿命。
热处理对于提高蜗杆传动的硬度和耐磨 性至关重要，包括淬火、回火和表面处 理等工艺。
蜗杆传动的维护保养
定期检查蜗杆传动的润滑 状况，确保润滑良好以减 少摩擦和磨损。
智能化控制
结合现代控制技术， 实现蜗杆传动的智能 化控制，提高传动精 度和效率。
拓展应用领域
探索蜗杆传动在更多 领域的应用，扩大其 使用范围。
04
蜗杆传动的设计与计算
蜗杆传动的设计原则
高效性
蜗杆传动应尽可能地提高传动效率， 减少能量损失。
稳定性
保证蜗杆传动的长期稳定运行，减少 维护和更换的频率。
材料和许用应力选择
根据计算结果，选择合适的材 料和确定许用应力，以确保蜗 杆传动的安全性和可靠性。
润滑和散热设计
考虑蜗杆传动的润滑和散热需 求，设计合理的润滑和散热系
统。
蜗杆传动的优化设计
参数优化
对蜗杆传动的参数进行 优化设计，以提高其性
能和降低制造成本。

机械基础第五章蜗轮蜗杆传动

机械基础第五章蜗轮蜗杆传动

《机械基础》第五章蜗轮蜗杆传动练习卷一、选择题1、在圆柱蜗杆传动中，（）蜗杆应用最广泛。

A.阿基米德B.渐开线C.法向直廓2、蜗杆传动中，蜗杆与蜗轮轴线在空间交错呈（）。

A.30°B.60°C.90°3、与齿轮传动相比，我杆传动具有（）优点。

A.传递功率大、效率高B.传动比大、平稳无噪声C.材料便宜、互换性好4、蜗轮蜗杆传动常用于（）。

A.减速传动B.增速传动C.等速传动5、传动比大且准确的传动是（）。

A.齿轮传动B.链传动C.蜗轮蜗杆传动6、国家标准规定，蜗杆以（）参数为标准参数，蜗轮以（）参数为标准参数。

A.端面B.轴向C.法面7、在中间平面内。

普通蜗轮蜗杆传动相当于（）的传动。

A.齿轮和齿条B.丝杠和螺母C.斜齿轮8、蜗杆的直径系数q等于（）A.m/d1B.d1mC.d1/m9、蜗轮蜗杆传动因为齿间发热量较大，所以（）常用减磨材料制造，以减少磨损。

A.蜗杆B.蜗轮C.蜗杆和蜗轮10、蜗杆传动中，为减少摩擦，（）宜采用青铜制造。

A.蜗杆B.蜗轮C.蜗杆和蜗轮二、判断题1、低速轻载时蜗杆材料常选用45钢调质，高速、重载时常选用铝合金。

（）2、互相啮合的蜗杆和蜗轮，其旋向相反。

（）3、在蜗轮蜗杆传动中，蜗杆导程角越大，其自锁性越强。

（）4、蜗杆头数越少，蜗轮蜗杆传动的传动比就越大。

( )5、蜗轮蜗杆传动适用于传递功率大和工作时间长的场合。

（）三、填空题1.阿基米德蜗杆的轴向齿廓是，法面齿廓为。

2.蜗轮蜗杆传动由和组成，通常由（主动件）带动（从动件）转动，并传递运动和动力。

3.蜗轮蜗杆传动的主要特点有、、无噪声、冲击和振动小，能得到很大的。

4、当蜗杆的导程角r 时，蜗轮蜗杆传动可实现自锁。

5、蜗轮齿数可根据和来确定。

6、蜗轮回转法向的判定不仅取决于蜗杆的，还取决于蜗杆的。

7、蜗轮常采用组合结构，连接方式有连接、连接和连接。

8、蜗轮蜗杆传动的轮滑方式主要有和。

四、名词解释1、中间平面2、蜗杆3、蜗轮五、应用题1、判断下图所示蜗轮、蜗杆的回转方向或螺旋方向。

蜗轮蜗杆传动PPT课件

蜗轮蜗杆传动PPT课件
蜗杆传动
蜗杆传动的类型和特点 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算
精品课件资料
（一）教学要求 1、了解蜗杆传动特点、类型 2、掌握蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算 3、熟悉普通圆柱蜗杆传动的正确啮合条件、
强 度计算及热平衡计算等。 （二）教学的重点与难点
重点：普通圆柱蜗杆传动的几何参数计算、 正确啮合条件、强度计算。
VS
V1 cos
d1n1 60 1000 cos
(m / s) V1
较大的VS易发生齿面磨损和胶 合；如润滑条件良好（形成油膜条 件）则较大的VS则有助于形成润滑 油膜，减少摩擦、磨损，提高传动 效率。
精品课件资料
2.失效形式： 主要有点蚀、齿根折断、齿面胶合和磨损。最常见失
效是齿面胶合和过度磨损。
11.8 常用各类齿轮传动的选择
11.8.1 各类齿轮传动性能的比较
精品课件资料
11.8.2 传动类型的选择
在选择传动类型时应考虑以下几个方面 传递大功率时，一般均采用圆柱齿轮。 在联合使用圆柱、圆锥齿轮时，应将圆锥齿轮放在高 速级
圆柱齿轮和谐齿轮相比，一般斜齿轮的强度比直齿轮 高，且传动平稳，所以用于高速场合。直齿轮用于低速 场合
为了减摩，通常蜗杆用碳钢和合金钢制成，高速重载 的蜗杆常用15Cr、20Cr渗碳(shentan)淬火，或45钢、 40Cr淬火。低速中轻载的蜗杆可用45钢调质。
蜗轮用有色金属，常用材料有：铸造锡青铜、铸造铝 青铜、灰铸铁等。
精品课件资料
11.4.2 蜗杆、蜗轮的结构
1.蜗杆的结构 蜗杆通常与轴做成一体，称为蜗杆轴。 （1）铣(xi)制蜗杆
精品课件资料
精品课件资料
总效率：
1 2 3

机械设计基础蜗杆传动

机械设计基础蜗杆传动
分度圆直径是蜗杆和蜗轮设计的重要参数，与传动比、中心距等密切相关。
类型与特点
圆柱蜗杆传动
圆柱蜗杆传动具有结构紧 凑、传动比大、工作平稳 、噪音小等优点。常用于 减速装置中。
环面蜗杆传动
环面蜗杆传动的特点是承 载能力高、传动效率高， 但制造和安装精度要求较 高。
锥蜗杆传动
锥蜗杆传动具有较大的传 动比和较紧凑的结构，但 制造和安装精度也较高。
降低摩擦系数
加强冷却和润滑
通过采用先进的表面处理技术或添加减摩 剂等措施，降低蜗杆和蜗轮之间的摩擦系 数，从而减少摩擦损失。
采用有效的冷却和润滑措施，控制传动的工 作温度，以降低热损失和摩擦损失。
05
蜗杆传动的结构设计与制造工艺
结构设计要点
选择适当的蜗杆类型
根据传动要求选择合适的蜗杆类型，如圆柱 蜗杆、环面蜗杆等。
04
蜗杆传动的效率与润滑Biblioteka 效率分析1 2 3
蜗杆传动效率的计算公式
效率 = (输出功率 / 输入功率) × 100%。由于蜗 杆传动中存在滑动摩擦和滚动摩擦，因此其效率 通常低于齿轮传动。
影响蜗杆传动效率的因素
包括蜗杆头数、导程角、摩擦系数、中心距、传 动比等。其中，蜗杆头数和导程角对效率影响较 大。
首先根据蜗杆和蜗轮的相对位置及运动关系，确定作用在蜗杆和蜗轮上的外力 ；然后分析这些外力在蜗杆和蜗轮上产生的内力，包括弯矩、扭矩和轴向力等 。
蜗杆传动的受力特点
由于蜗杆和蜗轮的螺旋角不同，使得作用在蜗杆和蜗轮上的外力产生不同的分 力，这些分力在蜗杆和蜗轮上产生的内力也不同。因此，蜗杆传动的受力分析 较为复杂。
装配顺序与方法
按照先内后外、先难后易的原则进行 装配，注意保证蜗杆和蜗轮的正确啮 合。

蜗杆传动PPT幻灯片

蜗杆传动标记：
80
•32
a=0.5(d1+d2)=0.5m(q+z2)
•13
§7—3 蜗杆传动的失效形式，材料和结构 一、齿面间滑动速度VS
、 分别为蜗杆、蜗轮 在节点C的速度 γ为蜗杆导程角
较大的VS引起： 1、易发生齿面磨损 和胶合 2、如润滑条件良好 （形成油膜条件）则较 大的VS则有助于形成 润滑油膜，减少摩擦、 磨损，提高传动效率
整体式蜗轮 配合式蜗轮 拼铸式蜗轮 螺栓联接式蜗轮
•19
•20
§7—4 蜗杆传动的强度计算
一、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的受力分析相同，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。
Ft1
Fa
2
2T1 d1
Fa1 Ft2
2T2 d2
F r 1 F r 2 F t2t an
正确啮合条件
ma1=mt2=m
αa1=αt2=200
γ=β
•8
2、导程角
在m和d1为标准值时，z1↑→γ↑
γ越大传动效率越高，传递动力时要求效率高 γ=15 °-30 °且应采用多头蜗杆 γ越小传动效率越低,要求反行程自锁时 γ<=3°30'
3、传动比 I,蜗杆的头数z1,,蜗轮齿数z2
i n1 z2 d 2 n2 z1 d 1
Fn
2T2
d2cosn cos
•21
蜗杆传动受力方向判断
力的方向和蜗轮转向的判别
圆周力
径向力
Ft——主反从 同 轴向力
Fr——指向各自的轴线 左手或右手：ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ杆旋向
Fa1——蜗杆左右 手螺旋定则

蜗杆传动介绍


蜗杆传动特点：
2．传动平稳、无噪声。因蜗杆与蜗轮齿的啮合是连续 的，同时啮合的齿对较多。
3．当蜗杆的螺旋升角小于啮合面的当量摩擦角时，可 以实现自锁。 4．传动效率比较低。当z1＝1时，效率h=0.7～0.75； z1=2时，h=0.75～0.82；z1＝3～4时，h=0.82～ 0.92。具有自锁时，h=0.4～0.45。 5．因啮合处有较大的滑动速度，会产生较严重的摩擦 磨损，引起发热，使润滑情况恶化，所以蜗轮一般常 用青铜等贵重金属制造。
效率低，传递功率不宜过大，中高速需用价贵的青铜， 制造精度要求高，刀具费用高
表3-26 几种机械传动的基本特性
基本特性
闭式 h 开式 0.90～0.96 ≤25～30 <10000 ≤1000 ≤75 ≤15 2～4 小 短 良 大 100 0.93～0.96 ≤20 (40) <5000 ≤4000 ≤100 齿形链15 滚子链10 ≤5～8 大 中等 差 大 140 0.94～0.96 ≤15～25(斜齿) (200) <10000 ≤50000 ≤3000 ≤10 3～5 大 长 差 小 165
式中 d1--螺杆分度圆直径，mm。 蜗杆导程角与传动效率有关， 导程角大，效率高；导程角小， 可能导致自锁。蜗轮的螺旋角b 与蜗杆的导程角g应数值相等、 旋向相同（图3－55）。
3．螺杆分度圆直径 d1与螺杆直径系数 q 由于切制蜗轮的滚刀必须与蜗杆的形状相 当，为此，对于相同模数的蜗杆，每一种分 度圆直径都必须用一把切制蜗轮的滚刀，这 样，刀具的数量可能太多。为了减少刀具品 种并便于标准化，对于每一个模数其蜗杆分 度圆直径d1只规定少数，见表3－21。螺杆 直径系数用q表示，即q=d1/m。
2．螺杆导程角 g和蜗轮螺旋角 b

第五章 蜗杆传动

可 车
法向直廓蜗杆
（法面内齿廓为直线）
渐开线蜗杆
法面内有标准参数，可车、可滚削、可磨
锥面包络蜗杆
法面内有标准参数， 可铣、可磨
圆弧圆柱蜗杆
蜗杆用圆弧刃车刀切制，蜗轮用范成法制造； 承载那里是普通蜗杆的1.5～2.5倍； 传动效率高，可达90％以上； 结构紧凑；
三、普通圆柱蜗杆传动的形成及传动原理
中心距和传动比 5.传动比i：
n1 z2 d2 i ( ) n2 z1 d1
常用：5、 7.5 、 10、 12.5 、 15 、 20 25 、 30 、 50 、 50 、 60、 70、 80 其中10、 20、 40、 80 为基本传动比。
6、蜗杆头数Z 1 和蜗轮齿数Z 2 蜗杆头数Z 1=1～6常取 1、
§5--4受力分析和计算载荷
一、受力分析 Ft2 =- Fa 1 Fr2 =- Fr 1 Fa2 =- Ft 1 αt=200
2T2 Ft 2 d2 tan n Fr 2 Ft 2 cos Ft 2 tan t Fa 2 Ft 2 tan
力的大小
Ft 2 Fn cos n cos 2T2 d 2 cos n cos
将斜齿轮的螺旋角不断增大，而分度圆直径不断 减小，这样在分度圆柱上形成一条或数条螺旋线。
β β β
β1 γ β2 β1 +γ=900 β1 +β2=900
即β2 =γ
第二节 蜗杆传动的失效、材料及计算准则
v1 d1n1 vs cos 60 1000 cos
一、失效形式
v2
n2
1、闭式传动： n1 胶合；磨损；点蚀； vs v1 折断；塑性变形。 失效经常发生在蜗轮的轮齿 上；滑动速度VS大，发热量 2、开式传动：

机械设计基础-蜗杆传动(PPT58页)


通常情况下取蜗轮齿数z2 =28~80。若z2 <28，会使传动 的平稳性降低，且易产生根切；若z2过大，蜗轮直径 增大，与之相应蜗杆的长度增加，刚度减小，从而影
响啮合的精度。z1、z2可根据传动比i按表10-1选取。
传动比i
7~13
14~27
28~40
>40
蜗杆头数z1
4
2
2,1
1
蜗轮齿数z2 28~52
第一节 概述
一、蜗杆传动的组成
螺杆与螺纹一样，有单头、多头之分，也有左旋、右 旋之分。蜗轮的形状像斜齿轮， 它的螺旋角的大小、方向和螺 杆螺旋升角的大小、方向相同， 为了改善蜗杆与蜗轮的啮合情 况，通常将蜗轮圆柱表面的母 线做成圆弧形，部分地包围着 蜗杆，故在轴向剖面中，蜗轮 轮齿沿齿宽方向是圆弧形。
通常λ=3.5°~27°，升角小时传动效率低，但可实现 自锁；升角大时传动效率高，但加工较困难。
3.蜗杆分度圆直径d1和蜗杆直径系数q 加工蜗杆时，蜗杆滚刀的参数应与相啮合的蜗杆完全 相同，几何尺寸基本相同。由
tan L d1z1 dm 1zd 1m 1
可得蜗杆的分度圆直径可写成
d1mtaz1n
第二节 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算
在中间平面上，蜗轮与蜗杆的啮合相当于渐开线齿轮 与齿条的啮合，因此，设计蜗杆传动时，其参数和尺 寸均在中间平面内确定，并沿用渐开线圆柱齿轮传动 的计算公式。
一、蜗杆传动的主要参数
1.蜗杆头数z1、蜗轮齿数z2 蜗杆头数（齿数） z1即为蜗杆螺旋线的数目，蜗杆的 头数z1一般取1、2、4。当传动比大于40或要求蜗杆自 锁时，取z1 =1；当传递功率较大时，为提高传动效率 、减少能力损失，常取z1为2、4。蜗杆头数越多，加 工精度越难保证。
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3、外冷却压力喷油润滑 4、油池内安装蛇形冷却水管
§9 润滑
一、油粘度与润滑方法 运动粘度: υ40℃↑——抗胶合↑ 润滑方法：
v s 5m / s ：蜗杆下置浸油润滑
5 v s 10m / s ：蜗杆上置浸油（搅油阻力大）
v s 10m / s ：压力喷油润滑,油嘴对着蜗杆啮入端
环面蜗杆：接触齿对数↑，承载↑（1.5~4）倍， η高，但制造安装要求高。 锥蜗杆：啮合齿数多，ε↑，平稳↑，承载↑。 2、按蜗杆头数分 单头蜗杆：i↑，自锁性↑，η↓
多头蜗杆：相反 3、按旋向分 左旋
右旋
一般采用右旋
三、精度等级
动力传动：6~9级
12个等级：
测量分度：5级或以上
§2 失效形式、材料选择和结构 一、失效形式 与齿轮传动类似：点蚀、胶合、磨损、折断 ∵vs↑→η↓、发热↑ →主要为：胶合、磨损、点蚀 蜗轮强度较弱，失效主要发生在蜗轮上。
§4 几何计算（略） §5 受力分析与效率计算 一、作用力 忽略Ff ，Fn
F 圆周力：
t2

2T 2 Fa1 d2
轴向力： F
a2

2T1 Ft 1 d1
F 径向力：r 2 Ft 2 tan Fr1
T2 T1 u 1(蜗杆主动)
1 ——啮合效率
Ft 2 2T 2 Fn cos cos n d 2 cos cos n
1 6
即 L h 1500h
7）求d1、z1、z2、m。 三、弯曲强度计算
弯曲强度主要与模数、蜗轮齿宽有关。
§8 温度计算（热平衡计算） 由于η↓——发热大 易胶合 热平衡计算
即：发热率H1 = 散热率H2
摩擦功耗：Pf P1 (1 )KW 1000P1 (1 ) ∴ H 1 1000P (1 ) ( J / s) 冷却散去的热量：
[ H ] Z n Z h
H lim
S H min
2
校核式
Z E Z S H min 3 K T a A 2 Z n Z h H lim
设计式
参数说明： 1）T2——蜗轮转矩,N · mm 3）ZE——弹性系数 4）Zρ——接触系数,考虑齿面曲率和接触线长度影响, 根据 a1 查得。
H 2 W A (t 1 t 0 )
则：
H1 H 2
环境温度t0=20° 箱内工作温度 散热面积 W 表面传热系数， /(m 2 c )
t1 1000 1 (1 ) P t 0 80C W A
油温比t1高15℃左右， ∴ 油温小于100℃。
※ 蜗杆上置：飞溅冷却作用差， 0.8αW 若t1太高，可采取如下措施： 1、加散热片 2、蜗杆轴端装风扇
蜗杆传动概述 失效形式与设计准则
蜗 杆 传 动
材料选择与结构形式 主要参数和几何关系 蜗杆传动受力分析
蜗杆传动的强度计算
蜗杆传动的挠度计算 蜗杆传动的润滑、温度计算
§1 概述
一、特点和应用 外形类似： 螺旋与斜齿轮的传动 从中间平面剖开：
齿轮与齿条的传动
（虚拟现实中的蜗杆传动）
• 小结
• 作业 • 7-1；7-2；7-3；7-7
二、材料 vs↑ 减摩性↑ 、强度↑ 不能都用硬材料 1、蜗轮——指齿冠部分材料：减摩材料 铸锡青铜：vs≥12~26m/s
铸铝青铜：vs≤10m/s，抗胶合能力差
铸铝黄铜：抗点蚀能力强,耐磨性差,用于vs小场合
HT、QT：vs≤2m/s
大直径蜗轮：铸铁（蜗杆用青铜） 2、蜗杆
材料
碳钢 合金钢
热处理
四、蜗杆分度圆直径d1（中圆直径）
px px
z1 p x z1m z1m tan d1 d1 d1
z1 d1 m tan
πd1
加工蜗轮时的滚刀与尺寸与与之啮合的蜗杆尺寸
相同，但m一定时，由于z1和γ的变化，d1是变化的，
即需要配备很多加工蜗轮的滚刀。 ↓刀具数量 同一m的蜗杆，应对直径d1进行限制
硬面蜗杆：首选 淬火→磨削
调质蜗杆：缺少磨削设备时 选用。
三、结构
1、蜗杆：与轴一体。车制、铣制。
2、蜗轮 整体式
组合式
齿冠：用贵重耐磨金属(青铜)
轮心：铸铁或铸钢
铸造（浇铸） 过盈
螺栓（铰制孔）
§3 圆柱蜗杆传动的基本参数
一、基本齿廓 中间平面上基本齿廓和渐开线齿轮基本齿廓基本相同。
c 0.2m 、 f 0.3m
传递动力时：i=8~100（常用15~50） 传递运动时：i=几百~上千（单头，η↓）
3）结构紧凑、重量轻、噪音小。
4）自锁性能好(用于提升机构) 。
缺点： 1）制造成本高，加工困难。 2）滑动速度vs大。
3）η低。
4）蜗轮需用贵重的减摩材料。
二、分类 1、按蜗杆形状分
圆柱蜗杆
环面蜗杆
锥蜗杆
中间平面：齿条与渐开 线齿轮啮合 ZA型:阿基米德蜗杆 端面：阿基米德螺旋线 圆柱蜗杆 ZI型:渐开线蜗杆 端面：渐开线,较精密传动 (刀具加工 位置不同) ZN型:法向直廓蜗杆
a
a） d 1 ↑—
a
Zρ↓→σH ↓
d a d d1一定时， 1↑—a↓—结构紧凑 a
a一定时，1 ↑—d1↑—↑蜗杆刚度
b） d 1 ↑— η↓ a
5）Zn——转速系数 6）Zh——寿命系数 基本公式 Z h
25000 1.6 Lh
d1为标准值
d1
m 表13.4
五、蜗杆直径系数q d1、m——为标准值
q d1
d m ∴q为导出值,不一定为整数。 1 mq mz 1
m一定时，q↑——d1↑——蜗杆刚度↑ z1一定时， q↑——γ↓——η↓，自锁性↑ ∴ 小m蜗杆→选用大q，保证强度和刚度→适于小P 大m蜗杆→选用小q，保证效率→适于大P 六、蜗杆导程角γ z 1 p x z 1m z 1m z 1 d2 tan d 1 d 1 d1 q u d1
二、蜗杆布置与润滑方式
蜗杆下置：浸入油中深度至少一个牙高，但油面不应 超过轴承最低滚动体的中心。 蜗杆上置：浸入油池的蜗轮深度为（1/6~1/3）r2 蜗杆下置式冷却效果更好。
措施：1）轮齿挖窝：挖去夹角小处，贮油，改善润滑。 2）人工油涵：油楔(大滚刀、移动滚刀)。 3）蜗轮偏位安装：蜗轮偏向啮出端。
1、应用 用于传递交错轴之间的回转运动。 一般：空间垂直 P 750KW（通常＜50KW），Vs 35 m/s （通常＜15 m/s）。 为什么？ 由于 i 大，可用于机床分度机构、仪器仪表中。 2、特点
优点： 1）工作平稳：兼有斜齿轮与螺旋传动的优点。 2）i大
z2 i z1
蜗杆——1、2、4、6 齿轮——z1>17
练习：
Ft2 Fa2 x
Fr1 ⊙Ft1 Fa1
n1
Fa1 x Fa2
Fr1 n1 ·Ft2 Ft1 Fr2
Fr2
n2
右旋
2
n2
已知：蜗杆轴Ⅰ为输入，大锥齿轮
3 Ⅱ
轴Ⅱ为输出，轴Ⅲ转向如图。
4
Ⅲ n4
试：确定各轮转向、旋向及受力。 1. n4→ n3 → n2 → Ft2 → Fa2 2. Fa3 → Fa2 → Ft1 →n1 蜗杆 → 右旋
d
T2 T1 u 1（蜗杆主动）
2）KA——使用系数, （同齿轮传动）
设计时：Βιβλιοθήκη d 1 d 1 a 未知，初选 a 值
Zρ初值
d 1 a
a
Z 与Z 是否接近？
讨论： d 1 ——蜗杆传动的重要参数
3.5 ~ 33
γ↑→η↑
γ↓→η↓
γ↑↑→制造困难
传递动力时:头数z1↑—γ↑—η↑ 七、z1、z2
∴ 采用多头蜗杆
传递运动时:保证自锁( γ≤ρ),γ↓—z1 ↓,采用单头蜗杆 蜗杆头数z1：蜗杆上蜗旋线的数目。z1=1、2、4、6等 z1↑↑——加工困难
z 2 uz 1
（↑传动平稳性，避免根切） 传递动力：z 2 28
方向判定： 1）蜗轮转向
n2
v2 n1
已知：n1、旋向→n2
2）各分力方向 Fr：指向各自轮心 ※ Ft 蜗杆与n1反向 蜗轮与n2同向 Ft 2 Fa1 蜗杆：左、右手定则 蜗轮： a 2 Ft 1 F ∵
左、右手定则：四指n1、拇指反向：啮合点v2→n2
Fa
3）旋向判定
蜗轮与蜗杆旋向相同。
1
Ⅰ
输出
蜗轮右旋
一般取 27
28后：η↑缓慢
γ大时，加工困难
2、η2搅油效率： 2 0.99
3、η3轴承效率： 3 0.99
§6 圆柱蜗杆传动的强度计算
∵蜗轮齿强度低于蜗杆齿 一、接触强度计算
H Z E Z
K A T 2 [ H ] a3
计算针对蜗轮
z 2 100 (z2↑—d2↑—蜗杆轴长↑—刚度↓)
∴
八、i、u
一般取z2=32~80
z1~z2：互质→均匀磨损
n1 d 2 i n2 d1
z2 u z1
蜗杆主动时: u z 2 i n1 z1 n2
九、中心距a
1 m m a (d1 d 2 ) (q z2 ) ( z1 z2 ) 2 2 2
二、模数m 正确啮合条件： x1 Pt 2 P 轴向 端面 ∴ m x 1 mt 2 m —标准值(与齿轮不同,表13.4) mn m mx cos ——蜗杆导程角 三、齿形角 0 刀具基准齿形的齿形角： 0 20