《機械基礎》（第二版）P.194全國中職機械類統編教材（高教版）－－欒學鋼等主編模塊七傳動與維護(下)蝸桿傳動主要由蝸桿和蝸輪組成。

主要用于傳遞空間交錯的兩軸之間的運動和動力，通常軸間交角為90°。蝸桿為主動件，蝸輪為從動件。7.4

蝸桿傳動

一、蝸桿傳動的結構與特點P.194

蝸桿蝸輪傳動的組成

1．蝸桿傳動的類型

P.1947.4

蝸桿傳動

一、蝸桿傳動的結構與特點

常見是類型是圓柱蝸桿傳動，又以阿基米德蝸桿（端面直廓）多用。

1．蝸桿傳動的類型

7.4

蝸桿傳動

一、蝸桿傳動的結構與特點

單線蝸桿與多線蝸桿P.194蝸桿旋向

蝸桿與蝸輪的旋向相同，有左旋與右旋之分；

螺桿旋向判別與螺紋旋向判別方法相同。右旋蝸桿多用。

2．蝸桿傳動特點

（2）傳動平穩，噪音小

蝸桿齒連續不斷地與蝸輪嚙合。

（5）制造成本高蝸輪齒圈一般為非鐵金屬（錫青銅）。

（1）結構緊湊，傳動比大

一般：i=28～80

（3）反向自鎖，安全保護

蝸桿傳動是蝸桿主動，在蝸桿螺旋升角較小時（大傳動比），反向自鎖。

（4）傳動效率低，發熱嚴重

蝸桿傳動效率一般為0.7～0.9，自鎖時小于0.57.4

蝸桿傳動

一、蝸桿傳動的結構與特點P.195電梯手動起重裝置

中間平面

將通過蝸桿軸線并與蝸輪軸線垂直的平面。

蝸桿傳動的基本參數和幾何尺寸計算P.196阿基米德蝸桿7.4

蝸桿傳動

二、蝸桿傳動的基本參數在此平面內，蝸桿傳動相當于齒輪齒條傳動。因此這個平面內的參數均是標準值，計算公式與圓柱齒輪相同。P.1967.4

蝸桿傳動

二、蝸桿傳動的基本參數P.196

（1）

模數m與壓力角α在中間平面內，蝸桿的軸面與蝸輪的端面進行嚙合。蝸桿的軸面模數mx1和蝸輪的端面模數mt2應相等,均應取標準值，以m表示。蝸桿的軸面壓力角αx1和蝸輪的端面壓力角αt2應相等,以α表示。且為標準值α＝20°。7.4

蝸桿傳動

二、蝸桿傳動的基本參數αx1＝αt2＝α＝20°mx1＝mt2＝mP.196

（2）蝸桿分度圓直徑d17.4

蝸桿傳動

二、蝸桿傳動的基本參數

蝸輪一般用蝸輪滾刀在滾齒機上加工，這就要求蝸輪滾刀的分度圓直徑必須與蝸桿的分度圓直徑相同；

為減少蝸輪滾刀的規格數目，就必須要限制蝸桿分度圓直徑的數目；

國家標準已將蝸桿的分度圓直徑標準化，并與模數相匹配。

蝸桿的分度圓直徑與模數匹配表。滾齒機

（2）

蝸桿分度圓直徑P.196

蝸桿頭數z1蝸桿頭數是蝸桿螺旋線的頭數（1－4）（即蝸桿齒數）；多頭，傳動效率好，主用于動力傳動；單頭，傳動比大，效率低，自鎖性好。

蝸輪齒數z2蝸輪齒數相當于斜齒輪的齒數。7.4

蝸桿傳動

二、蝸桿傳動的基本參數

（3）導程角γ

將蝸桿分度圓展開，得到分度圓直徑d1、蝸桿頭數z1、導程角γ三者之間的關系：P.197(4）蝸桿的直徑系數q7.4

蝸桿傳動

二、蝸桿傳動的基本參數

令：蝸桿的直徑系數,且為標準值。則：

蝸桿分度圓直徑

由上式：

蝸桿分度圓直徑

P.197蝸桿材料：

低、中速：用45鋼調質處理。

高速：用45Cr調質并表面淬火。

蝸輪材料：指齒圈部分材料，輪轂部分用鋼或鑄鐵。從耐磨性上考慮，齒圈部分材料一般用錫青銅等材料，低速或手動、大型蝸輪齒圈也可用鑄鐵材料。

7.4

蝸桿傳動

三、蝸桿蝸輪的材料P.198蝸桿軸結構：蝸桿部分與軸端部分一般做成一個整體。

蝸輪結構：

整體式

用于鑄鐵蝸輪或直徑小于100mm的青銅蝸輪。

組合式

對于直徑較大的青銅蝸輪，為節省有色金屬材料，采用組合式。7.4

蝸桿傳動

四、蝸桿蝸輪的結構整體式組合式蝸桿軸1.蝸桿傳動的傳動比P.1987.4

蝸桿傳動

五、蝸桿傳動的傳動比與幾何尺寸計算式中：

蝸桿齒數z1＝1～4；多頭，傳動效率好，主用于動力傳動；單頭，傳動比大，效率低，自鎖性好。

蝸輪齒數z2

傳動比i=28～80蝸桿減速器2.蝸桿傳動的主要參數和幾何尺寸計算P.1997.4

蝸桿傳動

五、蝸桿傳動的傳動比與幾何尺寸計算2.蝸桿傳動的主要參數和幾何尺寸計算P.1997.4

蝸桿傳動

五、蝸桿傳動的傳動比與幾何尺寸計算3.

蝸輪轉向的判別

P.1997.4

蝸桿傳動

五、蝸桿傳動的傳動比與幾何尺寸計算

蝸桿傳動中，蝸桿是主動件，其轉向是已知的，而蝸輪的轉向需要進行判別。

問題：蝸桿圖示方向旋轉時，蝸輪轉向？蝸輪轉向判別方法：1）先判別蝸桿旋向（蝸輪旋向與蝸桿一致）

2）用左、右手法則判斷蝸輪轉向。4.

正解嚙合條件

P.1997.4

蝸桿傳動

五、蝸桿傳動的傳動比與幾何尺寸計算

一對蝸桿和蝸輪要能正確嚙合，除了兩輪中間平面內的模數和壓力角要相同，其蝸輪的螺旋角β與蝸桿的導程角γ也要滿足一定關系，其正確嚙合條件是：αx1＝αt2＝α=20°mx1＝mt2＝mγ1＝β2由于蝸桿傳動中的蝸桿表面硬度比蝸輪高，所以蝸桿的接觸強度、彎曲強度都比蝸輪高；而蝸輪齒的根部是圓環面，彎曲強度也高、很少折斷。蝸桿傳動的主要失效形式有膠合、疲勞點蝕和磨損。

蝸桿軸細長，彎曲變形大，會使嚙合區接觸不良。需要考慮其剛度問題。1.蝸桿傳動的失效形式P.2002.蝸桿傳動的潤滑

蝸桿傳動的潤滑要求與閉式齒輪的潤滑要求基本一致，即采用油池潤滑或噴油潤滑。7.4

蝸桿傳動

六、蝸桿傳動的失效形式與維護由于蝸桿傳動摩擦嚴重、發熱量大，因此蝸桿傳動裝置應考慮良好的散熱，否則會進一步降低傳動效率。

蝸桿傳動的散熱方法如下。一般還在箱體外做散熱筋（片）散熱。3.蝸桿傳動的散熱P.2007.4

蝸桿傳動

六、蝸桿傳動的失效形式與維護7.5

齒輪系與減速器

P.201轎車變速箱

輪系傳動：由一系列傳動輪（主要是齒輪）組成的傳動系統。

輪系的作用：能實現由一個動力源，通過減速并增大扭矩、變速、差速、變向等傳動方式，進行遠距離的動力或運動的傳遞。

減速器：在機械設備中，位于原動機和工作機之間的獨立封閉傳動裝置。

驅動橋內部結構

單級傳動多級傳動－－輪系：解決大傳動比、遠距離傳動、變速變向等問題。7.5

齒輪系與減速器

一、齒輪系的組成與類型P.201單級傳動多級傳動

1．定軸輪系輪系運動時，所有齒輪軸線都固定的輪系，稱為定軸輪系

2．行星輪系若有一個及其以上的齒輪除繞自身軸線自轉外，其軸線又繞另一個軸線轉動的輪系稱為行星輪系。軸線可動的齒輪稱為行星輪7.5

齒輪系與減速器

一、齒輪系的組成與類型P.201定軸輪系

行星（周轉）輪系組成：行星輪、行星架H、中心輪（太陽輪）。行星輪系

4．傳遞相距較遠的兩軸間的運動和動力

1．可獲得大的傳動比2．可實現變速傳動

3．變向傳動5．運動合成與分解（行星輪系）

P.2027.5

齒輪系與減速器

二、齒輪系的傳動特點

輪系的傳動比P.203平行軸定軸輪系

非平行軸定軸輪系

輪系的轉向:

平行定軸輪系:同轉向“+”,反轉向用“－”號表示;

非平行定軸輪系則只能用畫箭頭的方式表達轉向.7.5

齒輪系與減速器

三、定軸輪系傳動比計算

注意：輪系中的惰輪（中間輪）只會改變從動轉動方向，不會改變從動輪轉速。

1.平行軸定軸輪系

傳動路線分析:輪系傳動比計算（示例）

輪系傳動比公式:輪系輸出軸轉速公式:7.5

齒輪系與減速器

三、定軸輪系傳動比計算P.203

2．非平行軸定軸輪系P.203

輪系輸出軸轉速:

輪系輸出軸轉向:非平行定軸輪系則只能用畫箭頭的方式表達轉向。如圓錐齒輪轉向和蝸桿傳動轉向等。7.5

齒輪系與減速器

三、定軸輪系傳動比計算

1.平行軸定軸輪系末軸是螺旋傳動的移動速度：

末軸是齒條傳動的移動速度：拓展P.2047.5

齒輪系與減速器

三、定軸輪系傳動比計算例7－6：如圖所示為某越野汽車變速箱的齒輪系，可實現四種不同的變速與。圖中輸入軸與輸出軸同在同一軸線上，但兩軸獨立轉動，只有當輸入軸上的齒輪2輸出軸上的齒輪3的內齒輪相嚙合時，輸入軸才與輸出軸連成一體。各齒輪齒數分別為Z1＝15，Z2＝17，Z3＝20，Z4＝27，Z5＝30，Z6＝27，Z7＝22，Z8＝15，Z9＝12；當輸入軸的轉速為2000r/min時，分別求出輸出軸四個檔的轉速。解：例：已知如下圖所示的平行定軸輪系，求輸出軸n5的轉向及轉速。P.206平行定軸輪系7.5

齒輪系與減速器

三、定軸輪系傳動比計算解：例：

在下圖所示的非平行定軸輪系中，求輪4的轉速及轉向。P.206非平行定軸輪系輪4的轉向，如圖所示。7.5

齒輪系與減速器

三、定軸輪系傳動比計算P.2067.5

齒輪系與減速器

三、定軸輪系傳動比計算例3：某傳動裝置如下圖所示。除Z2以外，裝置的其它參數均已在圖中標出。

求：（1）齒數Z2；（2）工作臺有幾種移動速度？（3）工作臺移動的最高速度；（4）在圖示狀態下，工作臺的移動方向。解：P.2067.5

齒輪系與減速器

四、齒輪減速器的結構及標準

按照傳動和結構特點，減速器可分為齒輪減速器（圓柱齒輪減速器、圓錐－圓柱齒輪減速器等）、蝸桿減速器（圓柱蝸桿減速器、蝸桿－齒輪減速器等）行星齒輪減速器、擺線針輪減速器、諧波齒輪減速器五種類型。

上述減速器已有標準系列產品供應，配套方便，一般根據機器的總體傳動方案和工作條件，按照所需的傳統功率、轉速、效率、傳動比等參數，并考慮結構尺寸和安裝布置要求，從產品樣本中選取。圓柱齒輪減速器P.2087.5

齒輪系與減速器

拓展、傳動類型的選擇在機器傳遞的功率、傳動比和工作條件已知的情況下，如何選擇機械傳動的類型呢？不同的機械傳動各有其優勢和劣勢，要根據實際工作情況進行具體分析和比較。抓住主要矛盾，合理選擇傳動的類型。

選擇機械傳動類型時，主要考慮以下三個方面的指標：拓展傳動類型的選擇1.功率與效率

各類傳動所能夠傳遞的功率取決于其傳動原理、承載能力、載荷分布、制造精度、機械效率和發熱情況等因素。一般來說，嚙合傳動的傳遞的功率高于摩擦傳動，但是蝸桿傳動工作時的發熱量較大，不宜用于大功率場合。帶傳動和鏈傳動，為了提高傳遞功率的能力，必須增加傳動帶的橫截面積或鏈條根數（排數），這又受到載荷分布不均的限制。P.2087.5

齒輪系與減速器

拓展、傳動類型的選擇拓展傳動類型的選擇2.速度

提高傳動速度是機器發展的重要方向。表示傳動速度的參數是最大圓周速度和最大轉速。這些參數受到載荷、熱平衡條件、離心力及振動穩定性等方面的限制。最大圓周速度。3.外廓尺寸、質量和成本

外廓尺寸、質量和成本，在同樣功率和傳動比的條件下，各類傳動外廓尺寸的差異是很可觀的。下表列出了四類傳動在相同條件下的尺寸，質量與成本對比，可以作為選擇傳統類型時的參考。P.209模塊七傳動與維護

小結

帶傳動依靠帶與帶輪之間的摩擦或嚙合來傳遞運動