9.1蜗杆传动概述9.1.1蜗杆传动的特点和应用优点：大的传动比、结构紧凑；传动平稳、噪声低；在一定条件下，该机构可以自锁。缺点：效率低，当蜗杆主动时，效率一般为0.7～0.8；由于齿面相对滑移速度大，易磨损和发热，不适于传递大功率；为减小磨损，蜗轮齿圈常用铜合金制造，故其成本较高；蜗杆传动对制造安装误差比较敏感，对中心距尺寸精度要求较高。综上所述，蜗杆传动常用于传递功率在50kW以下，滑动速度在15m/s以下的机械设备中。9.1.2蜗杆传动的类型圆柱蜗杆由于其制造简单，因此有着广泛的应用。环面蜗杆传动润滑状态良好，传动效率高，制造较复杂，主要用于大功率传动。按普通圆柱蜗杆螺旋面的形状可分为阿基米德（ZA）蜗杆（普通蜗杆）、渐开线(ZI)蜗杆、法向直齿廓(ZN)蜗杆（延伸渐开线蜗杆）和圆锥包络（ZK）蜗杆。1.阿基米德蜗杆如图9-3所示，阿基米德蜗杆一般是在车床上用成型车刀切制的。在垂直轴线的端面上，其齿形为阿基米德螺线。这种蜗杆加工工艺性好，应用最广泛，缺点是磨削蜗杆及蜗轮滚刀时有理论误差，精度不高。图9-3阿基米德蜗杆2.渐开线蜗杆9.2普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算9.2.1蜗杆传动的主要参数及其选择1.模数m和压力角α标准模数m查表，标准压力角α=20°。2.传动比i、蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2蜗杆传动比2.蜗杆分度圆直径d1和蜗杆直径系数q蜗杆分度圆直径d1与模数m的比值称为蜗杆直径系数，用q表示。3.蜗杆导程角γ按照螺纹形成原理，将蜗杆分度圆柱展开，如图9-6所示。得到蜗杆在分度圆柱上的导程角γ为图9-6蜗杆导程5.蜗杆与蜗轮的转向关系当已知蜗杆的螺旋方向和转动方向时，可利用判断斜齿轮轴向力方向的“主动轮左、右手定则”（见图8-44）来确定蜗轮的转动方向：四指沿着蜗杆转动方向弯曲，则拇指的指向就是蜗杆在啮合点所受轴向力Fa1的方向，也就是蜗杆相对与蜗轮的移动方向。而事实上蜗杆是不能轴向移动的，故蜗轮在啮合点的速度方向应指向相反方向，即Fa1的相反方向，既拇指的相反方向。9.2.2蜗杆传动的基本尺寸计算9.3蜗杆传动的失效形式、设计准则和材料选择9.3.2蜗杆传动的材料2.蜗轮的常用材料(1)铸造锡青铜。常用的有ZCuSn10Pl、ZCuSn5Pb5Zn5。其中后者常用于vs＜12m／s的传动。(2)铸造铝青铜。常用的有ZCuAl10Fe3、ZCuAl10Fe3Mn2等。9.4强度计算1.蜗轮齿面接触疲劳强度计算蜗轮齿面接触疲劳强度校核公式2.蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算蜗轮齿根弯曲疲劳强度校核公式（９-１４）9.5.3热平衡计算设蜗杆传动在单位时间内损失的功率变成的热量为Q1，同时间由箱体表面散出的热量为Q2，则热平衡条件为所以热平衡时的油温t为当t＞75～85℃时，可采取下列措施降温：（1）增加散热面积。箱体上铸出或焊上散热片。(2)提高散热系数。在蜗杆轴端安装风扇强迫通风，如图9-9（a）所示。（3）加冷却装置。在箱体油池内装蛇形冷却水管(如图9-9（b）)，或用循环油冷却(如图9-9（c）)。图9-9蜗杆传动的散热方式9.6蜗杆和蜗轮的结构9.6.2蜗轮的结构形式1.齿圈压配式这种结构由青铜齿圈及铸铁轮芯组成(如图9-11（a）所示)，齿圈与轮芯常采用过盈配合H7／s6或H7／r6，加热齿圈或加压装配。蜗轮圆周力靠配合面摩擦力传递。为可靠起见，沿配合面装置4～8个螺钉，为便于钻孔，应将螺孔中心线由配合缝偏向材料较硬的轮芯部分2～3mm。这种结构多用于中等尺寸及工作温度变化较小的蜗轮，以免因热胀冷缩而影响过盈配合。2.螺栓联接式青铜齿圈与铸铁轮芯可采用过渡配合或间隙配合，如H7／j6或H7／h6。用普通螺栓或铰制孔用螺栓联接(如图9-11（b）所示)，蜗轮圆周力由螺栓传递。螺栓的尺寸和数目必须经过强度计算。铰制孔用螺栓与螺栓孔常用过盈配合H7／r6。螺栓联接式蜗轮工作可靠，拆卸方便，多用于大尺寸或易于磨损的蜗轮。3.整体式主要用于铸铁蜗轮、铝合金蜗轮以及直径小于100mm的青铜蜗轮。4.拼铸式将青铜齿圈铸在铸铁轮芯上，然后切齿(如图9-11（c）所示)。只用于成批制造的蜗轮。习题9-7标出题9-7图中未注明的蜗杆或蜗轮的旋向及转向（均为蜗杆主动），画出蜗杆和蜗轮受力的作用位置及方向。9-8有一蜗杆传动，模数m＝8mm，蜗杆分度圆直径d1＝110mm，蜗杆齿数z1＝1，蜗轮齿数z2＝47，计算蜗轮和蜗杆的主要几何尺寸，此蜗杆传动是否自锁？