第五章常用機械傳動裝置§5.1齒輪傳動§5.2蝸桿傳動§5.3帶傳動、鏈傳動/jxkcq/jxsj/zyzx.html機械傳動裝置的主要功用是將一根軸的旋轉運動和動力傳遞給另一根軸，并且可以改變轉速的大小和運動的方向。常用機械傳動裝置有齒輪傳動、蝸桿傳動、帶傳動和鏈傳動。§5.2蝸桿傳動§5.2蝸桿傳動

蝸桿蝸輪傳動是用來傳遞兩交錯軸之間運動的一種齒輪傳動，其交錯角∑=90°

蝸桿蝸輪機構是由交錯軸斜齒圓柱齒輪傳動(螺旋齒輪傳動)演變而來的，交錯角∑=90°，螺旋角旋向相同，小齒輪螺旋角很大，分度圓柱直徑較小、軸向長度較長、齒數很少，外形像一根螺桿，稱為蝸桿。蝸輪實際上是一個斜齒輪。§5.2蝸桿傳動渦輪蝸桿傳動§5.2蝸桿傳動§5.2蝸桿傳動一、蝸桿傳動的組成蝸桿傳動是由蝸桿、蝸輪和機架組成的傳動裝置，通常情況下在傳動中蝸桿是主動件，蝸輪是從動件。

蝸桿傳動類似于螺旋傳動。按螺旋(蝸桿的螺旋齒)的方向，蝸桿有右旋和左旋之分，一般多用右旋蝸桿，特殊情況下才用左旋。蝸桿上只有一條螺紋線的稱單頭蝸桿，有兩條以上螺紋線的稱為多頭蝸桿，通常蝸桿的頭數z1=1、2、4。

圓柱蝸桿傳動環面蝸桿傳動錐蝸桿傳動普通圓柱蝸桿傳動圓弧圓柱蝸桿傳動§5.2蝸桿傳動二、蝸桿傳動的類型圓柱蝸桿傳動§5.2蝸桿傳動§5.2蝸桿傳動§5.2蝸桿傳動錐蝸桿傳動§5.2蝸桿傳動根據加工方法不同，普通圓柱蝸桿除阿基米德蝸桿外，還有漸開線蝸桿和法向直廓蝸桿等。這兩種類型蝸桿的加工方法都不如加工阿基米德蝸桿簡單。因此，阿基米德蝸桿在一般機械中得到廣泛的應用§5.2蝸桿傳動三、蝸輪傳動的特點1、傳動平穩，噪聲小。由于蝸桿的齒為連續不斷的螺旋形齒，在與蝸輪嚙合時，是逐漸進入和退出嚙合的，同時嚙合的齒數又較多，因此蝸桿傳動比齒輪傳動平穩、噪聲小。§5.2蝸桿傳動2、傳動比大，而且準確。

蝸桿的頭數1~6，遠小于蝸輪的齒數，在一般傳動中，i=10~80，若只傳遞運動，傳動比可達1000。這樣大的傳動比，如用齒輪傳動則需要采用多級傳動。由此可見，在較大傳動比時，蝸桿傳動具有結構緊湊的特點。此外，蝸桿傳動和齒輪傳動一樣能保證傳動比的準確性。§5.2蝸桿傳動3、承載能力較大。蝸桿與蝸輪嚙合時呈線接觸，同時進入嚙合的齒數較多，與點接觸的交錯軸斜齒輪傳動相比，承載能力大。4、成本較高。為了減少摩擦，提高效率和使用壽命，蝸輪往往要用價格較貴的青銅等減摩材料。

§5.2蝸桿傳動5、效率低。

蝸桿傳動中，蝸輪齒沿蝸桿齒的螺旋線方向滑動速度大，摩擦較大，所以傳動效率較齒輪傳動和帶傳動都低。一般效率為0.7~0.9，具有自鎖性的蝸桿傳動效率約為0.4。由于蝸桿傳動效率較低，摩擦產生的熱量較大，所以要求工作時要有良好的潤滑和冷卻。§5.2蝸桿傳動6、能夠自鎖。

當蝸桿的導程角小于材料的當量摩擦角時，則蝸桿傳動便可以自鎖。此時，只能用蝸桿帶動蝸輪，而不能用蝸輪帶動蝸桿。

蝸輪蝸桿傳動一般為蝸輪蝸桿成空間90度交叉，蝸桿的螺旋升角較小，作主動，而蝸輪類似普通齒輪，只不過齒向方向圓弧內凹與蝸桿配合，作從動輪。如果反過來，蝸輪的齒就會被蝸桿的螺紋擋住轉不起來，從而形成自鎖。§5.2蝸桿傳動四、蝸桿傳動的基本參數和主要尺寸1．蝸桿傳動的傳動比在蝸桿傳動中，是用蝸桿帶動蝸輪傳遞運動和動力的。設蝸桿的頭數為z1，其轉速為n1，蝸輪的齒數為z2，轉速為n2。因為蝸桿每轉過一周，便有z1個齒經過C點，故每分鐘將有z1n1個齒經過C點。同樣，蝸輪每轉一周有z2個齒經過C點，所以每分鐘將有z2n2個齒經過C點。在每分鐘的嚙合傳動過程中，兩者必然相等，即z1n1=z2n2,故傳動比為§5.2蝸桿傳動§5.2蝸桿傳動一般分度機構中多用z1=1。當傳遞功率較大時，為提高效率，可取z1=4。作為動力傳動，通常取z1=2、4。蝸輪齒數z2，可根據傳動比i和蝸桿頭數z1決定，即z2=i.z1。為了避免根切，當z1=1時，z2min=18；當z1>1時，z2min=27。2．蝸桿傳動旋轉方向的判定

(1)蝸桿、蝸輪的螺旋方向可用右手法則判定，其判定方法同斜齒輪的旋向判定。

(2)蝸輪的旋轉方向，不僅與蝸桿的旋轉方向有關，而且還與蝸桿的螺旋方向有關。蝸輪旋轉方向的判定方法如下：當蝸桿是右旋（或左旋）時，伸出右手（或左手）半握拳，用四指順著蝸桿的旋轉方向，蝸輪的旋轉方向與大拇指指向相反。§5.2蝸桿傳動§5.2蝸桿傳動

垂直于蝸輪軸線且通過蝸桿軸線的平面，稱為中間平面。在中間平面內蝸桿與蝸輪的嚙合就相當于漸開線齒條與齒輪的嚙合。3．蝸桿傳動的主要尺寸§5.2蝸桿傳動§5.2蝸桿傳動（1）模數m和壓力角a蝸桿與蝸輪嚙合時，蝸桿的軸面模數、壓力角應與蝸輪的端面模數、壓力角相等，即

ma1=mt2=m

aa1=at2=200蝸桿傳動的設計計算都是以中間平面內的參數和幾何關系為標準。§5.2蝸桿傳動（2）導程角γ

蝸桿展開圖蝸輪輪齒和斜齒輪相似，輪齒的旋向與軸線之間的夾角稱螺旋角，并用β表示。并規定蝸桿分度圓柱面上的導程角應等于蝸輪分度圓柱面上的螺旋角，且兩者的螺旋方向必須相同。即γ=β。§5.2蝸桿傳動在m和d1為標準值時，z1↑→l↑正確嚙合時，蝸輪蝸桿螺旋線方向相同，且l＝b§5.2蝸桿傳動（3）蝸桿分度圓直徑d1和蝸桿直徑系數q

由于蝸輪是用與蝸桿尺寸相同的蝸輪滾刀配對加工而成的，為了限制滾刀的數目，國家標準對每一標準模數規定了一定數目的標準蝸桿分度圓直徑d1。直徑d1與模數m的比值稱為蝸桿的直徑系數。

當模數m一定時，q值增大則蝸桿直徑d1增大，蝸桿的剛度提高。因此，對于小模數蝸桿，規定了較大的q值，以保證蝸桿有足夠的剛度。

§5.2蝸桿傳動（4）中心距§5.2蝸桿傳動五、蝸桿傳動的失效形式蝸桿傳動的主要問題是摩擦磨損嚴重，這是設計中要解決的主要問題。齒輪的失效形式：§5.2蝸桿傳動

由于蝸輪材料的強度往往低于蝸桿材料的強度，所以失效大多發生在蝸輪輪齒上。

蝸桿傳動的失效形式有點蝕、膠合、磨損和折斷。蝸桿傳動在工作時，齒面間相對滑動速度大，摩擦和發熱嚴重，所以主要失效形式為齒面膠合、磨損和齒面點蝕。實踐表明，在閉式傳動中，蝸輪的失效形式主要是膠合與點蝕；在開式傳動中，失效形式主要是磨損；當過載時，會發生輪齒折斷現象。§5.2蝸桿傳動六、蝸桿傳動的材料和結構

1、蝸桿傳動的材料

根據蝸桿傳動的失效形式可知，蝸桿蝸輪的材料除滿足強度外，更應具備良好的減摩性和耐磨性。蝸桿多采用調質鋼、滲碳鋼和表面淬火鋼制造。常經熱處理提高齒面硬度，增加耐磨性。蝸輪材料選擇要考慮齒面相對滑動速度。對于高速而重要的蝸桿傳動，蝸輪常用鑄錫青銅；當滑動速度較低時，可選用價格較低的鋁青銅；低速和不重要的傳動可采用鑄鐵材料。§5.2蝸桿傳動

為了減摩，通常蝸桿用鋼材，蝸輪用有色金屬（銅合金、鋁合金）。

高速重載的蝸桿常用碳鋼或合金鋼。如

15Cr、20Cr滲碳淬火，或45鋼、40Cr淬火。

低速中輕載的蝸桿可用45鋼調質。

蝸輪常用材料有：鑄造錫青銅、鑄造鋁青銅、灰鑄鐵等。§5.2蝸桿傳動2、蝸桿、渦輪的結構1.蝸桿的結構蝸桿螺旋部分的直徑不大，所以常和軸做成一個整體。當蝸桿螺旋部分的直徑較大時，可以將軸與蝸桿分開制作。

無退刀槽，加工螺旋部分時只能用銑制的辦法。

有退刀槽，螺旋部分可用車制，也可用銑制加工，但該結構的剛度較前一種差。§5.2蝸桿傳動2.蝸輪的結構為了減摩的需要，蝸輪通常要用青銅制作。為了節省銅材，當蝸輪直徑較大時，采用組合式蝸輪結構，齒圈用青銅，輪芯用鑄鐵或碳素鋼。常用蝸輪的結構形式如下：整體式蝸輪齒圈式蝸輪鑲鑄式蝸輪螺栓聯接式蝸輪§5.2蝸桿傳動§5.2蝸桿傳動七、蝸桿傳動的效率h1─傳動嚙合效率h2─軸承摩擦損耗的效率h3─油的攪動和飛濺損耗時的效率h1是對總效率影響最大的因素，可由下式確定：式中：

－蝸桿的導程角；

v－當量摩擦角。閉式蝸桿傳動的效率由三部分組成，蝸桿總效率η為§5.2蝸桿傳動效率與蝸桿頭數的大致關系為：閉式傳動Z1

１２４總效率η

0.7~0.750.75~0.82

0.82~0.92

所以Z1↑→γ↑→η↑§5.2蝸桿傳動普通蝸桿傳動的效率潤滑與熱平衡2潤滑的主要目的在于減摩與散熱。具體潤滑方法與齒輪傳動的潤滑相近。

潤滑油：潤滑油的種類很多，需根據蝸桿、蝸輪配對材料和運轉條件選用。八、蝸桿傳動的潤滑

§5.2蝸桿傳動普通蝸桿傳動的效率潤滑與熱平衡2潤滑油的種類很多，需根據蝸桿；蝸輪配對材料和運轉條件合理選用。在鋼蝸桿配青銅蝸輪時，常用的潤滑油見表。

全損耗系統用油牌號L-AN68100150220320460680運動粘度v40(cSt)61.2—74.890—110135—165198—242288—352414—506612—748粘度指數不小于90閃點(開口)(0C)不低于180200220傾點(0C)不高于-8-5

§5.2蝸桿傳動普通蝸桿傳動的效率潤滑與熱平衡2

潤滑油粘度及給油方式潤滑油粘度及給油方法，一般根據相對滑動速度及載荷類型進行選擇。對于閉式傳動，常用的潤滑油粘度及給油方法見表；對于開式傳動，則采用粘度較高的齒輪油或潤滑旨。如果采用噴油潤滑，噴油嘴要對準蝸桿嚙入端；蝸桿正反轉時，兩邊都要裝有噴油嘴，而且要控制一定的油壓。

蝸桿傳動的相對滑動速度0-11-2.50-5>5-10>10-15>15-25>25載荷類型重重中(不限)(不限)(不限)(不限)運動粘度v40(cSt)90050035022015010080給油