6蜗杆传动(待完善)

圆柱蜗杆、蜗轮精度与公差的说明（GB10089-88）

本标准对蜗杆、蜗轮和蜗杆传动规定12个精度等级；第1级的精度最高，第12级的精度最低。

(1) 本标准适用于轴交角Σ为90°，模数m≥1mm的圆柱蜗杆、蜗轮传动。

其蜗杆分度圆直径d1≤400mm，蜗轮分度圆直径d2≤4000mm。基本蜗杆可为阿基米德蜗杆(ZA蜗杆)、渐开线蜗杆(ZI蜗杆)、法向直廓蜗杆(ZN蜗杆)、锥面包络圆柱蜗杆(ZA蜗杆)和圆弧柱蜗杆(ZC蜗杆)。

(2) 精度等级

按照公差的特性对传动性能的主要保证作用，将蜗杆、蜗轮和蜗杆传动的公差（或极限偏差）分成三个公差组。允许各公差组选用不同的精度等级组合，但在同一公差组中，各项公差与极限偏差应保持相同的精度等级。蜗杆和配对的精度等级一般取成相同，也允许取成不相同。

对有特殊要求的蜗杆传动，除Fr、Fi″、fi″、fr项目外，其蜗杆、蜗轮左右齿面的精度等级也可取成不相同。

(3) 蜗杆、蜗轮的检验与公差

根据蜗杆传动的工作要求和生产规模，在各个公差组中，选定一个检验组来评定和验收蜗杆、蜗轮的精度。当检验组中有两项或两项以上的误差时，应以检验组中最低的一项精度来评定蜗杆、蜗轮的精度等级。若制造厂与订货者双方有专门协议时，应按协议的规定进行蜗杆、蜗轮精度的验收、评定。

本标准规定的公差值是以蜗杆、蜗轮的工作轴线为测量的基准轴线。若实际测量基准不符合本规定，应从测量结果中消除基准不同所带来的影响。

(4) 传动的检验与公差

蜗杆传动的精度主要以传动切向综合误差Fic′、传动一齿切向综合误差fic′和传动接触斑点的形状分布位置与面积大小来评定。

(5) 蜗杆传动的侧隙规定

本标准按蜗杆传动的最小法向侧隙大小，将侧隙种类分为八种：a、b、c、d、e、f、g和h。最小法向侧隙值以a为最大，h为零，其它依次减少（图右所示）。侧隙种类与精度等级无关。

78 第12章 蜗杆传动设计

一、选择题

1．当两轴线____时，可采用蜗杆传动。（1）平行 （2）相交 （3）垂直交错

2．在蜗杆传动中，通常____为主动件。(1)蜗杆 （2）蜗轮

3．在蜗杆传动中，应用比较广泛的是____。（1）圆柱蜗杆 （2）环面蜗杆 （3）锥蜗杆

4．根据蜗杆螺旋面的形成原理和加工方法，____磨削困难，精度较低。

（1）阿基米德蜗杆 （2）渐开线蜗杆 （3）法向直廓蜗杆

5．阿基米德蜗杆的____模数，应符合标准数值。（1）法向 （2）端面 （3）轴向

6．在蜗杆传动中，当需要自锁时，应使蜗杆导程角____当量摩擦角。

（1）小于 （2）大于 （3）等于

7．起吊重物用的手动蜗杆传动装置，应采用____蜗杆。

（1）单头，小导程角 （2）单头，大导程角 （3）多头，小导程角 （4）多头，大导程角

8．在蜗杆传动中，若模数和蜗杆分度圆直径一定，增加蜗杆头数，将使____。

(1)传动效率提高，滑动速度降低 （2）传动效率降低，滑动速度提高 （3）传动效率和滑动速度都提高 （4）传动效率和滑动速度都降低

9．为了减少蜗轮刀具数目，有利于刀具标准化，规定____为标准值。

（1）蜗轮齿数 （2）蜗轮分度圆直径 （3）蜗杆头数 （4）蜗杆分度圆直径

10．变位蜗杆传动中，蜗轮分度圆与节圆____。

(1)分离 （2）重合 （3）可能分离，也可能重合

11．蜗杆传动的失效形式与齿轮传动相类似，其中____最易发生。

（1）点蚀与磨损 (2)胶合与磨损 （3）轮齿折断与塑性变形

12．对闭式蜗杆传动进行热平衡计算，其主要目的是为了____。

（1）防止润滑油受热膨胀后外溢，造成环境污染 （2）防止润滑油温度过高而使润滑条件恶化 （3）防止蜗轮材料在高温下力学性能下降 （4）防止蜗杆蜗轮发生热变形后，正确啮合受到破坏

13．蜗轮材料常用青铜是因为青铜的____

第14章 蜗杆传动

1．运动分析: 正确啮合的条件，自锁条件，压力角α、导程角γ、螺旋角β

2．齿轮材料: 蜗杆副选材原则，热处理工艺

3．受力分析: Ft、Fr、Fa，失效形式，设计准则

4．设计计算: 直径系数，主要参数，蜗轮疲劳强度，热平衡计算

5．结构与润滑: 蜗杆、蜗轮结构型式，润滑方式

【思考题】

14-1 蜗杆传动的特点及应用场合是什么？

14-2 为什么蜗轮的端面模数是标准值？蜗杆传动的正确啮合条件是什么？

14-3 蜗杆直径系数的含义是什么？为什么要引入蜗杆直径系数？

14-4 蜗杆传动的传动比计算公式是什么？它是否等于蜗杆和蜗轮的节圆直径之比？

14-5 如何进行蜗杆传动的受力分析？各力方向如何确定？与齿轮传动的受力有何不同？

14-6 蜗杆传动的主要失效形式是什么？相应的设计准则是什么？

14-7 在蜗杆传动的强度计算中，为什么只考虑蜗轮的强度？蜗杆的强度任何考虑？蜗杆的刚度在什么情况下才需要计算？

14-8 蜗杆传动的效率受哪些因素影响？为什么具有自锁特性的蜗杆传动，其啮合效率通常只有40%左右？

14-9 为什么蜗杆传动要进行热平衡的计算？采用什么原理进行计算？当热平衡不满足要求时，可以采取什么措施？

A级能力训练题

1. 与齿轮传动相比较，不能作为蜗杆传动的优点的是______。

（1）传动平稳，噪音小 （2）传动比可以很大

（3）在一定条件下能自锁 （4）传动效率高

2. 蜗杆与蜗轮正确啮合条件中，应除去______。

（1）21tamm （2）21ta （3）21 （4）螺旋方向相同

3. 蜗杆传动的主要失效形式是______。

（1）蜗杆断裂 （2）蜗轮轮齿折断

（3）蜗轮齿面产生胶合、疲劳点蚀及磨损

1 第8讲 蜗杆传动

学习目标及考纲要求

1．了解蜗杆传动的组成与应用特点。

2．掌握蜗杆传动的传动比与几何尺寸计算。

3．掌握蜗杆传动的旋转方向与受力方向的判定方法，熟悉其正确啮合条件。

知识梳理

一、蜗杆传动的组成及类型

1．蜗杆传动是由蜗杆、蜗轮、机架等构件组成，是利用蜗杆副传递运动和动力的一种机械传动装置.

2．蜗杆与蜗轮的轴线在空间互相垂直交错成90°。

3．在蜗杆传动中,蜗杆通常为主动件。

4．蜗杆传动的类型

蜗杆的类型很多,根据外形不同，有圆柱蜗杆、环面蜗杆、锥蜗杆等。根据齿形不同，普通圆柱蜗杆有阿基米德蜗杆、渐开线蜗杆、法向直廓蜗杆等。其中阿基米德蜗杆应有最广泛。(见表1—8—1）

表1-8-1

阿基米德蜗杆

端面齿廓 法面齿廓 轴向齿廓

阿基米德螺旋线 曲线 直线

主平面内，蜗杆传动相当于齿条传动。主平面内，蜗杆齿形是直线，相当于齿条；蜗轮齿形是渐开线，相当于齿轮.

二、蜗杆传动的特点(见表1-8—2）

表1-8-2

特 点 产 生 原 因

传动比大且准确 由于蜗杆头数一般在1至4,因此可以在蜗轮齿数不大的情况下获得较大的单级传动比。

承载能力大 蜗杆传动为线接触，且同时进入啮合齿的对数较多,因此承载能力大。

传动平稳,噪音小 蜗杆传动同时进入啮合齿的对数较多,且啮合时轮齿为逐渐进入和逐渐退出。

具有自锁性能 当蜗杆的导程角小于材料的当量摩擦角，便会发生自锁现象。

传动效率低 由于蜗杆蜗轮啮合时轮齿间的相对滑动速度较大，使传动中摩擦磨损大，因此传动效率很低.

蜗轮材料昂贵 蜗杆采用钢件，蜗轮则常采用价格昂贵的减摩材料,如锡青铜等.

不能任意互换啮合 仅模数和齿形角相同的蜗杆与蜗轮是不能任意互换啮合的.

三、蜗杆传动三向的判别方法(见表1—8—3）

表1-8-3

三向 蜗杆(或蜗轮）旋向、蜗杆转向、蜗轮转向

判 已知蜗杆（或蜗轮)旋向和蜗杆转向,求蜗轮转向。 蜗杆（或蜗轮)左旋时用左手,右旋时用右手，半握拳，弯曲四指指向与蜗杆回转方向一致，蜗轮回转方向与大拇指指向相反. 2 别