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SolidWorks蜗轮蜗杆建模方法

一、蜗杆传动概述

蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成，按蜗杆形状可分为圆柱蜗杆（图1左图）和环

面蜗杆（图1右图）两种类型。

图1蜗杆传动类型

圆柱蜗杆按其螺旋面的形成方式分为阿基米德蜗杆（即普通蜗杆，标记为ZA

蜗杆）与渐开线蜗杆（ZI蜗杆）。

ZA蜗杆便于加工，应用较普遍。其齿面为螺旋面，其轴向截面齿廓为直线，

两相邻齿廓线的夹角2α=40°。

图2ZA蜗杆传动

蜗杆传动的几何尺寸计算公式如下表1所示。

表1ZA蜗杆传动几何尺寸计算公式（参看图2）

蜗轮咽喉母圆半径：r=a–d/2（公式1）

g2a2

其中，与蜗杆齿形建模有关的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、蜗杆

轴向齿距，蜗杆分度圆柱上的螺旋导程角γ（也称为螺旋升角）等5个参数。

如图3所示为蜗杆分度圆柱面上的螺旋线展开图，图中γ为分度圆上螺旋线

的导程角（即升角），p为蜗杆轴向齿距，d为蜗杆分度圆直径，s为蜗杆螺旋

x11

线的导程，z为蜗杆螺旋线的线数。

1

图3蜗杆导程角

由图3可知，tanγ=s/πd=zp/πd

11x11

s=πdtan·γ=zp=zπm（公式2）

11x11

二、蜗杆、蜗轮零件图

如图4、图5所示为蜗杆传动互相啮合的蜗杆和蜗轮的零件图（注：图中所

注蜗杆螺旋升角γ有误，应为5°42′38″）。

图4蜗杆零件图

图5蜗轮零件图

零件建模时，先按零件图创建各个特征，其中轮齿部分按齿顶圆尺寸创建齿

胚，然后再切出齿形。

三、蜗杆建模

1.按蜗杆零件图（图4）创建齿胚特征，如图6所示。

图6蜗杆齿胚

2.创建蜗杆齿形

齿形由齿形截面沿螺旋线扫描切除形成，因此：

1）第一步先创建螺旋线：由于采用扫描切除，所以螺旋线的圈数可以多一

些，要超过蜗杆齿形部分的全长（184），故选直径Φ55圆柱的右端面画螺旋线的

定义圆，直径为蜗杆的分度圆直径Φ80，如图7所示。

图7螺旋线定义圆

使用此草图创建螺旋线，根据公式2，计算得到螺旋线的螺距为25.12，其

余参数见图8所示。

图8定义螺旋线

2）创建齿形扫描截面：在上视基准面上（定义螺旋线时，起始角度设为

0，正好在上视基准面上）绘制草图，如图9所示：其中，根据表1计算得到齿

顶高为8；分度圆齿厚（齿隙）为齿距的1/2，即12.56；齿全高为17.6。

图9蜗杆齿形草图

设置草图点与螺旋线的穿透几何关系：按住Ctrl键，点选如图10左图所示

点和螺旋线，添加“穿透”几何关系，完全定义草图，结果如图10右图所示。

图10添加“穿透”几何关系

3）创建齿形：使用“扫描切除”特征创建蜗杆齿形，设置如图11左图所

示，结果如图11右图所示。

图11蜗杆齿形扫描切除

四、蜗