1、8-1 蝸桿傳動的特點及類型蝸桿傳動的特點及類型蝸桿蝸桿蝸桿傳動由蝸桿傳動由蝸輪蝸輪組成。組成。蝸桿可認為是只有一個齒的齒輪，蝸桿可認為是只有一個齒的齒輪，但這個齒很長，被螺旋狀地纏繞但這個齒很長，被螺旋狀地纏繞在一個圓柱上。在一個圓柱上。圓圓弧弧面面蝸蝸桿桿 錐蝸桿錐蝸桿 蝸桿傳動的特點和應用 （ZA蝸桿）蝸桿）（ZI蝸桿）蝸桿）（ZN蝸桿）蝸桿）與車梯形螺紋類似與車梯形螺紋類似應用最廣，但易車難磨，不易得到較高精度。應用最廣，但易車難磨，不易得到較高精度。（ZK蝸桿）蝸桿）便于磨削、精度較高，便于磨削、精度較高，應用日漸廣泛。應用日漸廣泛。 潤滑條件較好，效率高潤滑條件較好，效率高（可達（

2、可達0.9以上），承載能以上），承載能力高（比普通圓柱蝸桿高出力高（比普通圓柱蝸桿高出0.51.5倍），體積小，質倍），體積小，質量小，結構緊湊，已廣泛應量小，結構緊湊，已廣泛應用于冶金、化工、起重等需用于冶金、化工、起重等需要大功率傳動的機械設備中。要大功率傳動的機械設備中。 制造較難。制造較難。（ZC蝸桿）蝸桿） 同時接觸的點數較多，重合度大；傳動比范圍大（一同時接觸的點數較多，重合度大；傳動比范圍大（一般為般為10360）；承載能力和效率較高；側隙便于控制和調）；承載能力和效率較高；側隙便于控制和調整；能做離合器使用；可節約有色金屬；制造安裝簡單，整；能做離合器使用；可節約有色金屬；制造

3、安裝簡單，工藝性好。但由于結構上的原因，傳動具有不對稱性，因工藝性好。但由于結構上的原因，傳動具有不對稱性，因而正反轉時受力不同，承載能力和效率也不同。而正反轉時受力不同，承載能力和效率也不同。(ZA蝸桿蝸桿)（ZI蝸桿）蝸桿）（ZN蝸桿）蝸桿） 端面齒廓為阿基米端面齒廓為阿基米德螺線。德螺線。 2=40，可用車可用車刀象車螺紋一樣車削，刀象車螺紋一樣車削，但難磨削，不易得到但難磨削，不易得到較高精度。較高精度。 應使刀刃頂面通過應使刀刃頂面通過蝸桿軸線。蝸桿軸線。 3時用雙刀。時用雙刀。 端面齒廓為漸開線。端面齒廓為漸開線。 可用兩把直線刀刃的車可用兩把直線刀刃的車刀在車床上分別車出左右刀在

4、車床上分別車出左右側螺旋面，車削加工，刀側螺旋面，車削加工，刀刃頂面與基圓柱相切，兩刃頂面與基圓柱相切，兩刀一高一低；刀一高一低； 也可用滾刀加工；還可也可用滾刀加工；還可在專用機床上磨削。在專用機床上磨削。 制造精度較高，適用于制造精度較高，適用于功率較大的高速傳動。功率較大的高速傳動。 端面齒廓為延端面齒廓為延伸漸開線（故又伸漸開線（故又稱延伸漸開線蝸稱延伸漸開線蝸桿），法面齒廓桿），法面齒廓為直線。為直線。也是用直線刀刃也是用直線刀刃的單刀或雙刀在的單刀或雙刀在車床上車削加工，車床上車削加工，車刀刀刃放在蝸車刀刀刃放在蝸桿齒面的法向位桿齒面的法向位置。置。 較難磨削。較難磨削。(ZK蝸桿

5、蝸桿) 是一種非線性螺旋齒面蝸桿。是一種非線性螺旋齒面蝸桿。 不能在車床上加工，只能在銑床上銑削、在磨床上磨削。不能在車床上加工，只能在銑床上銑削、在磨床上磨削。 加工時，除工件作螺旋運動外，刀具同時繞其自身的軸線作回轉運動，這時，銑加工時，除工件作螺旋運動外，刀具同時繞其自身的軸線作回轉運動，這時，銑刀（或砂輪）回轉曲面的包絡面即為蝸桿的螺旋齒面。刀（或砂輪）回轉曲面的包絡面即為蝸桿的螺旋齒面。I-I和和N-N截面都是曲線。截面都是曲線。 這種蝸桿便于磨削，精度較高，應用日漸廣泛。這種蝸桿便于磨削，精度較高，應用日漸廣泛。通過蝸桿軸線并垂直于蝸輪軸線的平面。ZAZA蝸桿（阿基米德蝸桿）的蝸桿

6、（阿基米德蝸桿）的其余蝸桿法向壓力角其余蝸桿法向壓力角n n為標準值為標準值導導程程角角規定：規定： 查查 表表查查 表表加工蝸輪一般用滾刀。加工蝸輪一般用滾刀。滾刀的直徑和齒形參數（如模數滾刀的直徑和齒形參數（如模數m m、螺旋線數螺旋線數Z Z、導程角導程角等）等） 必須與相應的蝸桿相同。必須與相應的蝸桿相同。若蝸桿分度圓直徑若蝸桿分度圓直徑d d1 1不作一些限制，則刀具品種和數量會很多。不作一些限制，則刀具品種和數量會很多。返返 回回 下表中列出的只是一下表中列出的只是一部分，詳細尺寸計算公部分，詳細尺寸計算公式見相關書籍和手冊！式見相關書籍和手冊！故：失效常發生于故：失效常發生于上。

7、上。蝸輪齒圈是蝸輪齒圈是錫青銅錫青銅制制蝸輪損壞形式主要是疲勞蝸輪損壞形式主要是疲勞 。蝸輪齒圈是蝸輪齒圈是無錫青銅無錫青銅或或鑄鐵鑄鐵制制蝸輪損壞形式主要是蝸輪損壞形式主要是 。 目前對膠合與磨損尚缺乏成熟的計算方法，常參照圓柱齒輪目前對膠合與磨損尚缺乏成熟的計算方法，常參照圓柱齒輪傳動的計算方法，計算傳動的計算方法，計算齒面接觸疲勞強度設計齒面接觸疲勞強度設計齒根彎曲疲勞強度校核齒根彎曲疲勞強度校核對對蝸桿傳動蝸桿傳動常按常按對對蝸桿傳動蝸桿傳動載荷變化較大，或載荷變化較大，或Z290時，常只按齒時，常只按齒 根彎曲疲勞強度設計。根彎曲疲勞強度設計。載荷平穩時可不校核載荷平穩時可不校核蝸桿

8、傳動摩擦嚴重，發熱大，效率低，對閉式蝸桿傳動還蝸桿傳動摩擦嚴重，發熱大，效率低，對閉式蝸桿傳動還需作需作計算，以免發生膠合。計算，以免發生膠合。（常不考慮摩擦力的影響（常不考慮摩擦力的影響)。圓周力圓周力徑向力徑向力軸向力軸向力Ft1= Fa2=2T1d1Fr1=Fr2= Ft2 tgFa1=Fr2=d22T2 1指蝸桿。指蝸桿。2指蝸輪。指蝸輪。F Fa1a1的方向決定了蝸輪旋向。的方向決定了蝸輪旋向。蝸桿圓周力蝸桿圓周力F Ft1t1的方向與轉向相反。的方向與轉向相反。蝸桿徑向力蝸桿徑向力F Fr r的方向總指向軸心。的方向總指向軸心。蝸桿蝸輪旋向判定蝸桿蝸輪旋向判定蝸輪旋向判定蝸輪旋向判

9、定左旋用左手，右旋用右手蝸輪旋向與拇指指向相附附圖 11 - 2 蝸輪旋轉方向的判定 下列各蝸桿傳動均以蝸桿為主動件，請標出蝸輪（或蝸桿）的下列各蝸桿傳動均以蝸桿為主動件，請標出蝸輪（或蝸桿）的轉向，蝸輪輪齒的旋向及蝸桿、蝸輪受力方向。轉向，蝸輪輪齒的旋向及蝸桿、蝸輪受力方向。青銅或鑄鐵蝸輪配鋼制蝸桿時，青銅或鑄鐵蝸輪配鋼制蝸桿時，ZE=160（常取（常取11.4）查查 表表查查 圖圖查查 表表查查 圖圖140 如強烈沖擊、蝸輪為脆性材料或開式傳如強烈沖擊、蝸輪為脆性材料或開式傳動時動時 初算時?。撼跛銜r取： I=64df14蝸輪分度圓直徑蝸輪分度圓直徑相對而言，蝸桿屬于相對而言，蝸桿屬于“細

10、長桿細長桿”，易變形，故需校剛度。，易變形，故需校剛度。蝸桿傳動的效率低、發熱量大，須及時散熱，蝸桿傳動的效率低、發熱量大，須及時散熱，否則易使齒面膠合及加劇磨損。否則易使齒面膠合及加劇磨損。 設蝸桿輸入功率為P（KW），效率為1=1000P(1-)2=dS(t0-ta)單位為單位為W1（W）=1（J/s）空氣的溫度空氣的溫度（常溫為（常溫為20）油溫油溫（6070，不超過不超過80）散熱面積散熱面積（內可被油飛濺，外可為空氣冷卻（內可被油飛濺，外可為空氣冷卻）散熱系數散熱系數（常?。ǔＨ?17W/m2）箱體上散箱體上散熱片的散熱片的散熱面積按熱面積按50%50%計。計。1= 2：1000P(

11、1-)=dS(t0-ta)：t0= ta+1000P(1-)dS油溫（平衡時的工作溫度）油溫（平衡時的工作溫度）若超過此值，可采取如下措施若超過此值，可采取如下措施： 設置散熱片（外面）設置散熱片（外面） 蝸桿軸端加風扇蝸桿軸端加風扇 在箱體油池內裝蛇形冷卻水管在箱體油池內裝蛇形冷卻水管 用循環油用循環油1、要求、要求高速重載高速重載 一般蝸桿一般蝸桿 低速或人力傳動低速或人力傳動 常用常用作蝸輪的齒圈，與淬硬磨削的作蝸輪的齒圈，與淬硬磨削的蝸桿相配。蝸桿相配。2、蝸桿材料、蝸桿材料 均均應應磨磨削削3、蝸輪材料、蝸輪材料重要的高速蝸桿傳動中重要的高速蝸桿傳動中 V12m/s時時 V6m/s時

12、時 V2m/s時時 強度足夠，鑄造強度足夠，鑄造性能好，耐沖擊，性能好，耐沖擊，但切削性能差，但切削性能差，抗膠合性不如錫抗膠合性不如錫青銅。青銅。抗膠合和耐抗膠合和耐磨性好，允磨性好，允許滑動速度許滑動速度V V可達可達2525m/sm/s，易切削加工，易切削加工，但貴。但貴。1、蝸桿結構、蝸桿結構因直徑小，常與軸制成整體，稱為蝸桿軸。因直徑小，常與軸制成整體，稱為蝸桿軸。無退刀槽，齒部只無退刀槽，齒部只能用銑削的方法。能用銑削的方法。有退刀槽，齒部可有退刀槽，齒部可車可銑，但該結構車可銑，但該結構剛性稍差。剛性稍差。2、蝸輪結構、蝸輪結構整體式整體式直徑較小時用。直徑較小時用。齒圈式齒圈式可節省貴重材料，用于尺寸不大，溫度變化小的場合?？晒澥≠F重材料，用于尺寸不大，溫度變化小的場合。螺栓聯接式螺栓聯接式用普通螺栓或鉸制孔螺栓聯接齒圈與輪芯，裝拆方便，用普通螺栓或鉸制孔螺栓聯接齒圈與輪芯，裝拆方便， 用于尺寸