变位是利用蜗轮加工刀具相对于蜗轮毛坯的 径向位移来实现。
❖3、变位结果
蜗轮——尺寸发生变化 蜗杆——各部分尺寸不变，但节线变化
机机1械9械设设计计基础
4、变位类型
1）齿数不变，凑a
a
1 2
(d1
d2
)
a
1 2
(d1
2xm
d2)
x a a m
x>0，正变位 a a
中间平面
机机1械械1 设设计计基础
一、阿基米德蜗杆： 轴向齿廓：直线 端面齿廓：阿基米德 螺旋线 法向齿廓：曲线
机机1械2械设设计计基础
1）模数m和压力蜗杆角轴面 蜗轮端面
阿基米德圆柱蜗杆模传数动正确啮合模数条件是： 标准模数
m
①在中间平面内
x1
mt 2
m
蜗杆轴面 压力角
x1 t2
蜗轮端面 压力角
本章介绍蜗杆传动的特点，传动类型、 参数计算、设计理论（受力分析和强度计 算）、润滑、效率及热平衡计算、结构设 计。
机机2械械设设计计基础
§12-1 蜗杆传动概述
一、组成和应用
蜗杆传动用于传递空间交错轴间的运动和动力， 常用的轴交错角为90°。
▪ 组成：蜗杆、蜗轮 ▪ 蜗杆相当于螺旋，有单头 和多头、左旋和右旋之分。 ▪ 外形类似：螺旋与斜齿轮 的传动。 ▪ 蜗轮则是变异的斜齿轮。
形成：若将一对斜齿轮安装成其 轴线既不平行也不相交，就 成为交错轴斜齿轮机构。
机机3械械设设计计基础
二、特点
优点： ➢1）i大，结构紧凑、重量轻
i z2 蜗杆——1、2、4、6 z1 齿轮——z1>17
传递动力时：i=5～300（常用5～80）
传递运动时：i=几百～上千
➢2）工作平稳：蜗杆齿为连续的螺旋齿； 逐渐进入啮合和退出，故冲击小、噪声低；
➢3）自锁性能好(用于提升机构) ：当蜗杆 的螺旋线升角小于啮合面的当量摩擦角时， 反行程自锁。
机机4械械设设计计基础
缺点：1）传动效率低：
滑动速度大，摩擦与磨损
严重。蜗杆传动的效率比齿 轮传动低
2）制造成本高，加工困难。
3）蜗轮需用贵重的减摩材料(如青铜) 。
蜗
蜗
杆
轮
加
加
工
工
机机5械械设设计计基础
传递动力时:头数z1↑—γ↑—η↑ ∴ 采用多头蜗杆 传递运动时:保证自锁,γ↓—z1 ↓,采用单头蜗杆
机机1械5械设设计计基础
4）导程角
蜗杆导程角:蜗杆分度圆柱螺旋线上任一点的切线
与端平面间所夹的锐角
γ tan z1 px z1m z1m z1 d2
d1 d1 d1 q ud1
啮合效率与导程角的大小有关。
*矿山：开采设备 *起重运输：提升设备、电梯、自动扶梯
二、蜗杆传动及其类型
1、蜗杆传动
蜗杆传动是用来传递定向交错 轴之间的运动和动力， 一般Σ=90。， 且作减速传动。当其反行程不自锁 时可用作增速运动。
蜗杆 蜗轮
左旋
1 2
右旋
机机8械械设设计计基础
2 蜗杆传动的类型
蜗杆传动的类型
阿其基齿米面德一蜗般杆是在车渐床开上线用蜗直杆线刀刃的
pa p z(导程)=z1p a
但制造困难
自锁性好
机机1械6械设设计计基础
d1
5）传动比i和齿数比u
蜗杆主动：
i n1 Leabharlann 2u z2 z1注意的问题
i n1 z2 d2 n2 z1 d1
机机1械7械设设计计基础
6）蜗轮齿数z2 z 2 uz 1
传递动力： 应避免根切；应↑传动平稳性，Z2>28 另一方面：
d2 一定时：z2↑—m ↓——弯曲强度↓ m 一定时：z2↑—d2↑—蜗杆轴长↑—刚度↓
7)、中心距a
z 2 100
表12-1
a
1 2
(d1
d2)
m 2
(q
z2 )
m 2
( z1
z2 )
机机1械8械设设计计基础
蜗杆传动变位的特点
❖1、变位目的：配凑中心距a；凑传动比i。 ❖2、变位方法：
与齿轮变位相同, 靠刀具的移位实现变位。 蜗杆尺寸不能变动，只对蜗轮变位
第12章 蜗杆传动 Worm Gearing
§12-1 蜗杆传动概述 §12-2 蜗杆传动的类型 §12-3 普通蜗杆传动的参数与尺寸 §12-4 普通蜗杆传动的承载能力计算 §12-5 普通蜗杆传动的效率、润滑与热平衡 §12-6 圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计
蜗杆传动
蜗杆传动是机械传动中的一种重要形 式。其涉及的理论知识与齿轮传动有共同 点又有不同之处。
二）：蜗杆蜗轮传动的形成
1、交错轴斜齿轮机构
90
Z1小, 大
2、啮合特点：
→蜗杆蜗轮
点接触 改进 线接触
3、加工 蜗杆
——车削（螺旋线）（轴平面内 的齿形为直线齿廓的齿条）
蜗轮
——与蜗杆相似的滚刀展成
切制蜗轮
机机6械械设设计计基础
应用: *机床：低速工作台、分度 *汽车：转向器 *冶金：材料运输
普通圆柱蜗杆传动 车刀切制而成，车刀安装位置不同，
法加向工直出廓的蜗蜗杆杆齿面锥的面齿包廓络形圆状柱不蜗同杆。
圆柱蜗杆传动
按 蜗
圆弧圆柱蜗杆传动 其蜗杆的螺旋面是用刃边为凸圆
杆
弧形的车刀切制而成的。
形 状 分
环面蜗杆传动 其蜗杆体在轴向的外形是以凹弧面为母线所形成 的旋转曲面，这种蜗杆同时啮合齿数多，传动平
②两轴线交错为90°时： γ= β ，且旋向相同。
标准模数见表12-2。 β
γ
机机1械3械设设计计基础
2）蜗杆分度圆直径d1和直径系数q
滚切蜗轮的刀具，直径与齿廓参数必须和相应 的蜗杆相同。这就是说，即使m相同，直径不同的 蜗杆也要求有直径不同的相应的蜗轮滚刀，这是很 不经济的，也不合理。
为了限制滚刀数量，对同一种模数的蜗杆，对
蜗杆分度圆直径d1制定了标准系列（表12-2）,并
引入直径系数。
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d1、m——为标准值 q d1 m
∴q——直径系数，为导出值,不一定为整数。表12-2
注： d1 mq mz 1
3）蜗杆头数z1 头数是从端面上看蜗杆具有的齿数
蜗杆头数z1：蜗杆上蜗旋线的数目。z1=1、2、4、6等 z1 少，传动比大，但效率低 z1 过多,制造困难
稳；齿面利于润滑油膜形成，传动效率较高；
锥蜗杆传动 同时啮合齿数多，重合度大；传动比范围大 (10~360)；承载能力和效率较高；可节约有色金属。
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§12-3 普通圆柱蜗杆传动的参数与尺寸
通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面——中间平面。 从中间平面剖开：齿轮与齿条的传动 蜗杆传动的设计计算都以中间平面的参数和几何关系为准。