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蜗杆传动

襄樊学院机械工程系

蜗杆传动和齿轮传动一样也是

能够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，常用的为90°。

概论

这种传动由于具有结构紧凑、传动比大、传动平稳以及在一定的条件下具有可靠的自锁性等优点，它广泛应用在机床、汽

车、仪器、起重运输机械、冶金机械及其它

机器或设备中。

蜗杆传动是由交错轴斜齿圆柱齿轮传动

演变而来的。小齿轮的轮齿在分度圆柱面上缠绕一周以上，这样的小齿轮外形像一根螺杆，称为蜗杆。大齿轮称为蜗轮。

1.1蜗杆传动的形成

按蜗杆形状的不同可分

为：

1.圆柱蜗杆传动-普通圆柱蜗杆(阿基米德

蜗杆、渐开线蜗杆、法向直廓蜗杆、锥面包络蜗杆)和圆弧蜗杆。

2.环面蜗杆传动

3.锥蜗杆传动

1.2蜗杆传动的类型

1.2.1圆柱蜗杆传动

普通圆柱蜗杆

圆弧蜗埚杆

1.2.2环面蜗杆传动

环面蜗杆

1.2.3锥蜗杆传动

锥蜗埚杆动

其一，它是一种特殊的交错轴斜齿轮传动，交错角为∑=90°;

其二，它具有螺旋传动的某些特点，蜗杆相当于螺杆，蜗轮相当于螺母，蜗轮部分的包容蜗杆。

1.3蜗杆传动的特点

由于蜗杆蜗轮传动具有以上特点，故常用于两轴交错、传动比较大、传递功率不太大或间歇工作的场合。当要求传递较大功率时，为提高传动效率，常取z1=2-4。此外，由于当蜗杆导程角y1较小时传动具有自锁性，故常用在卷扬机等起重机械中，起安全保护作用。它还广泛应用在机床、汽车、仪器、冶金机械及其它机器或设备中。

1.4蜗杆传动的应用

单级蜗杆传动减速器一

电动蜗杆传动卷扬机

1.5普通圆柱蜗杆传动的

基本参数及选择

蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2

选择z可11据-1要0求,推的12效,率来

4,6。

选择的原则是：当要求传动比较大，或要求传递大的转矩时，则z1取小值；要求传动自锁时取z1=1;要求具有高的传动效率，或高速传动时，则z1取较大值。

平稳性，并受到两个限制：最少齿

数应避免发生根切与干涉，理论上应使z2min≥17,但z226时，啮合区显著减小，影响平稳性，而在z2≥30时，则可始终保持有两对齿以上啮合，因之通常规定z228。

蜗轮齿数的多少，影响运转的

i=Z₂/z₁

Z₁

Z₂

5

6

29-31

7-15

4

29-61

14-30

2

29-61

29-82

1

29-82

推荐z1、z2值

1.6蜗杆传动变位的特点

蜗杆传动变位

变位的目的一般是为了凑中心距或传动比，使符合一定的设计要求。变位后，被变动的是蜗轮尺寸，而蜗杆尺寸不变；变位后

蜗杆蜗轮啮合时，蜗轮节圆与分度圆重合，

蜗杆分度圆和节圆不再重合。

变位蜗杆传动根据使用场合的不同，可

在下述两种变位方式中选取一种。

1)变位前后，蜗轮的齿数不变(z2‘=z2),蜗杆传动的中心距改变(a≠a),其中心距的计算式如下：

a⁴=a+x2m=(d1+d2+2x2m)/2

2)变位前后，蜗杆传动的中心距不变(a’=

a),蜗轮齿数发生变化(z2‘≠z2),z2’计算如

下：

因a¹=a则z2=z2-2x2

a)变位传动xi=0b)标准传动x₁=0

z2=22,aa

蜗杆传动变位：

d)变位传动xrc0jzn,a-a

分度线节致)

纳杆中·心饿

节线

竭杆中心战

-山

计

O₂

C

正变位标准负变位

1.7蜗杆传动的失效形、计算

准则及常用材料

1.7.1失效形式：

点蚀、齿面胶合及过度磨损。由于蜗杆

传动类似于螺旋传动啮合效率较低、相对滑动速度较大，点蚀、磨损和胶合最易发生，尤其当润滑不良时出现的可能性更大。

又由于材料和结构上的原因，蜗杆螺旋齿

部分的强度总是高于蜗轮轮齿的强度，蜗轮是该传动的薄弱环节。因此，一般只对蜗轮轮齿进行承载能力计算和蜗杆传动的抗胶合能力计算。

1.7.2常用材料：

蜗杆材料、蜗轮材料不仅要求具有足够的强度，更重要的是要具有良好的跑合性能、耐磨性能和抗胶合性能。蜗轮传动常采用青铜或铸铁作蜗轮的齿圈，与淬硬并磨制的钢制蜗杆相匹配。

1.7.3计算准则：

开式传动中主要失效形式是齿面磨损和轮齿折断，要按齿根弯曲疲劳强度进行设计。

闭式传动中主要失效形式是齿面胶合或点蚀而。要按齿面接触疲劳强度进行设计，而按齿根弯曲疲劳强度进行校核。此外，闭式蜗杆传动，由于散热较为困难，还应作热平衡