《机械设计基础》课程教学资源（PPT课件讲稿）第七章 蜗杆传动设计

第七章蜗杆传动设计 1.教学目标 1.了解掌握蜗杆传动的啮合特点、运动关系 和几何参数 2.掌握蜗杆传动的受力分析、强度计算和热 平衡计算方法 2.教学重点和难点 重点:普通圆柱蜗杆传动的啮合特点、运动 关系和几何参数 难点:蜗杆传动的受力分析

第七章 蜗杆传动设计 1．教学目标 1．了解掌握蜗杆传动的啮合特点、运动关系 和几何参数； 2．掌握蜗杆传动的受力分析、强度计算和热 平衡计算方法； 2．教学重点和难点 重点：普通圆柱蜗杆传动的啮合特点、运动 关系和几何参数； 难点：蜗杆传动的受力分析

§7.1蜗杆传动概述 蜗杆传动是由蜗杆和涡轮组成,如图所示。常 用于交错轴∑=90°的两轴之间传递运动和动 力。一般蜗杆为主动件,作减速运动。蜗杆运 动具有传动比大而 结构紧凑等优点, 所以在各类机械, 如机床、冶金、矿 山、起重运输机械 中得到广泛使用。 图7-1

§7.1 蜗杆传动概述 蜗杆传动是由蜗杆和涡轮组成，如图所示。常 用于交错轴∑＝90°的两轴之间传递运动和动 力。一般蜗杆为主动件，作减速运动。蜗杆运 动具有传动比大而 结构紧凑等优点， 所以在各类机械， 如机床、冶金、矿 山、起重运输机械 中得到广泛使用。 图7-1

蜗杆传动是在齿轮传动的基础上发展起来 的,它具有齿轮传动的某些特点,即在中间平 面(通过蜗杆轴线并垂直于涡轮轴线的平面) 内的啮合情况 与齿轮齿条的 啮合相类似, 又有区别与齿 轮传动的特性 中间平面 图7-2普通圆柱蜗杆传动

蜗杆传动是在齿轮传动的基础上发展起来 的，它具有齿轮传动的某些特点，即在中间平 面（通过蜗杆轴线并垂直于涡轮轴线的平面） 内的啮合情况 与齿轮齿条的 啮合相类似， 又有区别与齿 轮传动的特性。 图7-2

即,其运动特性相当于螺旋副的工况。蜗 杆相当于单头或多头螺杆,涡轮相当于 个“不完整的螺母”包在蜗杆上。蜗杆本 线转动一周, 蜗轮相应转过 个或多个齿 (如图所示) 中间平面 图7-2普通圆柱蜗杆传动

即，其运动特性相当于螺旋副的工况。蜗 杆相当于单头或多头螺杆，涡轮相当于一 个“不完整的螺母”包在蜗杆上。蜗杆本 身轴 线转动一周， 蜗轮相应转过 一个或多个齿 （如图所示）。 图7-2

蜗杆传动的特点 与齿轮传动相比较,蜗杆传动具有 传动比大,在动力传递中传动比在8 100之间,在分度机构中传动比可以达到 1000;传动平稳、噪声低;结构紧凑; 在一定条件下可以实现自锁等优点而得到 广泛使用。但蜗杆传动有效率低、发热量 大和磨损严重,涡轮齿圈部分经常用减磨 性能好的有色金属(如青铜)制造,成本 高等缺点

一、蜗杆传动的特点 与齿轮传动相比较，蜗杆传动具有 传动比大，在动力传递中传动比在8～ 100之间，在分度机构中传动比可以达到 1000；传动平稳、噪声低；结构紧凑； 在一定条件下可以实现自锁等优点而得到 广泛使用。但蜗杆传动有效率低、发热量 大和磨损严重，涡轮齿圈部分经常用减磨 性能好的有色金属（如青铜）制造，成本 高等缺点

蜗杆传动的类型 按蜗杆分度曲面的形状不同,蜗杆传动 可以分为:圆柱蜗杆传动(如图a)、环面 蜗杆传动(如图b)、锥蜗杆传动(如图c) 三种类型。 图7-3蜗杆传动的类型

二、蜗杆传动的类型 按蜗杆分度曲面的形状不同，蜗杆传动 可以分为：圆柱蜗杆传动（如图a）、环面 蜗杆传动（如图b）、锥蜗杆传动（如图c） 三种类型。 图7-3

dn 1、圆柱蜗杆传 动 圆柱蜗杆传 动可以分为普通Hf 分出 圆柱蜗杆传动 中间平面 (如前图7-1所 图7-1普通圆柱蜗杆传动 )和圆狐圆柱NM 蜗杆传动(如后 图7一6所示)。的 图7-6圆弧圆柱蜗杆传动

1、圆柱蜗杆传 动 圆柱蜗杆传 动可以分为普通 圆柱蜗杆传动 （如前图 7 － 1 所 示）和圆弧圆柱 蜗杆传动（如后 图7－6所示）。 图 7 - 1 图 7 - 6

(1)普通圆柱蜗杆传动 普通圆柱蜗杆传动主要分为如图7 4所示的三种 N fIVE a)阿基米德圆柱蜗杆(ZA) b)渐开线圆柱蜗杆(ZD c)法向直廓圆柱蜗杆(ZN) 图7-4圆柱蜗杆的主要类型

（1）普通圆柱蜗杆传动 普通圆柱蜗杆传动主要分为如图7－ 4所示的三种。 图7-4

a阿基米德圆柱蜗杆(ZA蜗杆) 如图7—5所示,其齿面为阿基米德螺旋面。加工 时,梯形车刀切削刃的顶平面通过蜗杆轴线,在 轴向剖面|-具有直线齿廓,法向剖面NN上齿廓 N-N 阿基米德螺线 阿基米德螺线 atA a)当y≤3时用一把刀车削 b)当y>3°时用两把刀车削 图7-5阿基米德圆柱蜗杆

a.阿基米德圆柱蜗杆（ZA蜗杆） 如图7－5所示，其齿面为阿基米德螺旋面。加工 时，梯形车刀切削刃的顶平面通过蜗杆轴线，在 轴向剖面I-I具有直线齿廓，法向剖面N-N上齿廓 图7-5

为外凸线,端面上齿廓为阿基米德螺线 这种蜗杄切制简单,但难以用砂轮磨削岀精确 齿形,精度较低。 阿基米德螺线 阿基米德螺线 KKA N珍 a)当y≤3时用一把刀车削 b)当y>3°时用两把刀车削 图7-5阿基米德圆柱蜗杆

为外凸线，端面上齿廓为阿基米德螺线。 这种蜗杆切制简单，但难以用砂轮磨削出精确 齿形，精度较低。 图7-5