㈠ 起吊重物用的手動蝸桿傳動裝置，應採用什麼蝸桿。
採用
「單頭圓柱蝸桿
」即可，關鍵是蝸桿要有
自鎖功能
，即：
蝸桿的螺旋升角要小於螺旋的當量摩擦角
，只有這樣當你停止提升重物時，重物才不會掉下來。
㈡ 螺旋壓力機中手動蝸桿傳動裝置，宜採用——蝸桿。
螺旋壓力機用科匯的開關磁阻電機驅動，不用蝸桿傳動。
㈢ 分析起重設備中的提升機構採用蝸桿傳動的原因
蝸輪蝸桿傳動優點1.可以得到很大的傳動比，比交錯軸斜齒輪機構緊湊。2.兩輪嚙合齒面間為線接觸，其承載能力大大高於交錯軸斜齒輪機構。3.蝸桿傳動相當於螺旋傳動，為多齒嚙合傳動，故傳動平穩、噪音很小。4.具有自鎖性。當蝸桿的導程角小於嚙合輪齒間的當量摩擦角時，機構具有自鎖性，可實現反向自鎖，即只能由蝸桿帶動蝸輪，而不能由蝸輪帶動蝸桿。如在起重機械中使用的自鎖蝸桿機構，其反向自鎖性可起安全保護作用。
㈣ 蝸桿傳動有何優缺點什麼情況下宜採用蝸桿傳動
當傳動比大，要求空間比較小時，採用蝸輪蝸桿傳動。有點是，傳動比大，傳動平穩，噪音低，可以實現自鎖；缺點是，磨損大，效率低。
㈤ 什麼時候選用單頭導程角
①當要求傳動比大或傳遞轉矩大時，蝸桿頭數取小值；要求自鎖時蝸桿頭數取1。蝸桿頭數多時，傳動效率高，但頭數過多時，導程角大，製造困難。②導程角大，傳動效率高，反之傳動效率低。而仔盯鏈本題中起吊重念孫物用的手動蝸桿傳動應具有自則漏鎖性，故應採用單頭、小導程角蝸桿
㈥ 蝸輪蝸桿傳動有哪些優缺點
蝸輪蝸桿傳動和其它形式的齒輪傳動比較，有以下優點和缺點。
1.優點 ：
(1)單級速比大：
圓住齒輪傳動和圓錐齒輪傳動的單級速比一般最大為1/10左右，而速比1/70-1/100的禍輪蝸桿傳動是容易制選的。因而蝸輪蝸桿傳動減速器可以用較小的外形尺寸達到大的速比.圖8-2所示是速比為1/5, 1/25, 1/70, 1/150的蝸輪蝸桿減速器和斜齒輪減速器的比較，一它們的傳遞功率為30馬力，輸人軸轉速為1200轉/分。
(2)運轉口.t噪音低、振動小:
圓往齒輪和圓錐齒輪在心合時，主要是滾動接觸，而蝸輪主要是滑動接觸，因此產生噪音和振動的因素少。為此，驅動電動扶梯、電梯、移動人行道以及近年來防止公害的機器，都喜歡使用蝸輪蝸桿減速器。
用蝸輪蝸桿減速器。
(3)軸可以垂直布置而互不相交:
蝸桿軸和蝸輪軸的布置，有時可做到既能節約原動機和從動機的安裝面積而又方便和合理。
(4)可以防止逆轉：
蝸桿導程角小於摩擦角時，理論上不能山蝸輪驅動蝸桿，一也就是說可以設計自鎖的蝸桿傳動裝置。但是，實際上齒面摩擦系數因振動等原因由靜摩擦系數變成動摩擦系數，因此有時會緩慢地轉動，要達到完全自鎖是困難的。
2.缺點：
(1)效率低：
蝸輪蝸桿傳動和其它形式的N輪傳動比較，在傳遞動力時齒面摩擦損失大，效率低。目前，由於製造方法改善，可以達到接近理論值的效率，有些蝸輪蝸桿傳動在速比為1/5,蝸桿轉速為180。轉/分的情況下，效率達到98%。但中心距相同，·若速比為1/70,蝸桿轉速為200轉/分時，效率約60%.
(2)容易產生齒面粘附：
漸開線齒形圓柱齒輪，若齒面承受載荷，由於各部分的變形，輪齒接觸狀態向好的方面變化，而蝸輪蝸桿傳動的輪齒接觸狀態是向壞的方面變化，也就是說向齒面油膜破裂的方向變形，容易產生齒面粘附。因此，應該估計到變形量調整組裝時的輪齒接觸狀態和軸承間隙。還必須盡量小心謹慎地進行跑合運轉。 (3)成本高以前，蝸輪蝸桿傳動採用銅合金材料，由於一般投有專用切齒機床，切齒加工效率低，而且用手工進行齒面修整很費工時，.
㈦ 2018-08-23 蝸桿傳動
12.1 蝸桿概述
12.1.1 蝸桿蝸輪的形成
蝸桿傳動是用來傳遞空間交錯軸之間的回轉運動和動力的，它由蝸桿和蝸輪組成，兩軸線交錯角可為任意值，一般採用90°。
蝸桿蝸輪傳動是由交錯斜齒圓柱齒輪傳動演變而來的。
12.1.2 蝸桿蝸輪傳動的類型
根據蝸桿形狀不同可分為圓柱蝸桿傳動、環面蝸桿傳動和錐蝸桿傳動。
根據蝸桿齒廓形狀及形成原理不同，蝸桿傳動的分類如下。圓柱蝸桿傳動：阿基米德圓柱蝸桿傳動；法向直廓圓柱蝸桿傳動；漸開線圓柱蝸桿傳動；錐麵包絡圓柱蝸桿傳動；圓弧圓柱蝸桿傳動；雙圓弧圓柱蝸桿傳動。環面蝸桿傳動：直廓環面蝸桿傳動；平麵包絡環面蝸桿傳動；漸開麵包絡環面蝸桿傳動；錐麵包絡環面蝸桿傳動。
圓柱蝸桿傳動。可分為普通圓柱蝸桿傳動和圓弧圓柱蝸桿傳動。普通圓柱蝸桿傳動一般是在車床上用直線刀刃的態世頃車刀車制的。根據不同的齒廓曲線，普通圓柱蝸桿可分為阿基米德圓柱蝸桿(ZA蝸桿)；法向直廓圓柱蝸桿（ZN蝸桿）；漸開線圓柱蝸桿（ZI蝸桿）；錐麵包絡圓柱蝸桿（ZK蝸桿）等四種。阿基米德圓柱蝸桿（ZA蝸桿），車削阿基米德圓柱蝸桿與加工梯形螺紋類似，其車刀車削刃夾角2α=40°，齒廓為阿基米德螺旋線，在包含軸線的平面上的齒廓（即軸向齒廓）為直線。法向直廓圓柱蝸桿（ZN蝸桿），端面齒廓為延伸漸開線，法面齒廓為直線，也是用直線刀刃的單刀或雙刀在車床上車削加工。漸開線圓柱蝸桿（ZI蝸桿），端面齒廓為漸開線，相當於一個少齒數、大螺旋角的漸開線圓柱斜齒輪，可用兩把直線刀刃的車刀在車床上車削加工，刀具的齒形角應等於蝸桿的基圓柱螺旋角。錐麵包絡蝸桿（ZK蝸桿），非線性螺旋齒面蝸桿，只能在銑床上銑制並在磨床上磨削，加工時，工件做螺旋運動，刀具同時繞自身的軸線做回轉運動，這種蝸桿便於磨削，精度較高，應用日漸廣泛。圓弧圓柱蝸桿傳動（ZC蝸桿返旁），螺旋面是用刃邊為凸圓弧形的刀具切制的，蝸輪是用范成法製造的，在中間平面上，蝸桿的齒廓為凹弧形，而與之相配的蝸輪的齒廓則為凸弧形，所以是一種凹凸弧齒廓相嚙合的傳動，也是一種線接觸的嚙合傳動。
環面蝸桿傳動。特徵是蝸桿體在軸向的外形是以凹圓弧為母線所形成的的旋轉曲面。在這種傳動的嚙合帶內，蝸輪的節圓位於蝸桿的節弧面帆陸上，即蝸桿的節弧沿蝸輪的節圓包著蝸輪。在中間平面內，蝸桿和蝸輪都是直線齒廓。還有包絡環面蝸桿傳動，分為一次包絡和二次包絡環面蝸桿傳動兩種。
錐蝸桿傳動。一種空間交錯軸之間的傳動，兩軸交錯角通常為90°，蝸桿是由在節錐上分布的等導程的螺旋所形成的。蝸輪在外觀上就像是一個曲線齒錐齒輪，是用與錐蝸桿相似的錐滾刀在普通滾齒機上加工而成的。
12.1.3 蝸桿傳動的特點和應用
蝸桿傳動的特點：
當使用單頭蝸桿時，蝸桿旋轉一周，蝸輪只轉過一個齒距，因而能實現大的傳動比。在動力傳動中，一般傳動比i = 5~80；在分度機構或手動機構的傳動中，傳動比可達300；若只傳遞運動，傳動比可達1000。由於傳動比大，零件數目少，所以結構很緊湊；
蝸桿傳動中，由於蝸桿齒是連續不斷的螺旋齒，它和蝸輪齒是逐漸進入嚙合及逐漸退出嚙合的，同時嚙合的齒對較多，故沖擊載荷小，傳動平穩，雜訊低；
當蝸桿的螺旋升角小於嚙合面的當量摩擦角時，蝸桿傳動具有自鎖性；
蝸桿傳動與螺旋齒傳動相似，在嚙合處相對滑動。滑動速度大時，會產生較嚴重的摩擦與磨損，引起發熱，惡化潤滑，摩擦損失較大，效率低；當傳動具有自鎖性時，效率僅為0.4左右。同時由於摩擦與磨損嚴重，常需耗用有色金屬製造蝸輪（或輪圈），以便與鋼制蝸桿配對組成減摩性良好的滑動摩擦副。
蝸桿傳動的應用。由於蝸桿傳動具有以上特點，故廣泛用於兩軸交錯、傳動比較大、傳遞功率不太大或間歇工作的場合。當要求傳遞大功率時，為提高傳動效率，常取蝸桿頭數z₁=2~4。此外，由於具有自鎖性，故常用在卷揚機等起重機械中，起安全保護作用。
12.2 普通圓柱蝸桿傳動的主要參數及幾何尺寸計算
12.2.1 普通圓柱蝸桿傳動的主要參數及其選擇
主要參數有模數m，壓力角α、蝸桿的分度圓直徑d₁、蝸桿頭數z₁及蝸輪齒數z₂等。進行蝸桿傳動的設計時，首先要正確的選擇參數。
模數m和壓力角α。與齒輪傳動一樣，蝸桿傳動的幾何尺寸也以模數為主要計算參數。在中間平面內蝸桿蝸輪傳動的正確嚙合條件為：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，αa₁ = αt₂。ZA蝸桿的壓力角αa為標准值（20°），其餘三種（ZN，ZI，ZK）蝸桿的法向壓力角αn為標准值，軸向壓力角與法向壓力角的關系為tan αa = tan αn/cos γ。其中，γ為導程角。
蝸桿的分度圓直徑d₁和直徑系數q。為了限制蝸輪滾刀的數目，及便於滾刀的標准化，就對每一標准模數規定了一定數量的蝸桿分度圓直徑d₁，而把比值q = d₁/m，稱為蝸桿的直徑系數。d₁與q已有標准值。如果採用非標准滾刀或飛到切制蝸輪，d₁與q值可不受標準的限制。
蝸桿頭數z₁。蝸桿頭數z₁可根據要求的傳動比和效率來確定。單頭蝸桿傳動的傳動比可以較大，但效率較低。如果提高效率，應增加蝸桿的頭數。但蝸桿頭數過多又會給加工帶來困難。所以，通常蝸桿頭數取為1,2,4,6。
導程角γ。蝸桿的直徑系數q和蝸桿頭數z₁選定之後，蝸桿分度圓上的導程角γ也就確定了。 tan γ = z₁Pa/Πd₁ = z₁m/d₁ = z₁/q 。
傳動比i和齒數比u。傳動比i = n₁/n₂，n₁，n₂是蝸桿和蝸輪的轉速。齒數比u = z₂/z₁，z₂是蝸輪的齒數，當蝸桿為主動時， i = n₁/n₂ = z₂/z₁ = u 。
蝸輪齒數z₂。主要根據傳動比來確定。為了避免干涉與根切，理論上應使z₂ ≥ 17。當z₂ < 26時，嚙合區顯著減小，影響傳動平穩性，而z₂ ≥ 30時，則可始終保持有兩對以上的齒嚙合，所以通常規定z₂ > 28。對於動力傳動，z₂一般不大於80.
蝸桿傳動的標准中心距a。當蝸桿節圓與分度圓重合時稱為標准傳動，其標准中心距為 a=(d₁+d₂)/2=(q+z₂)·m/2 。
12.2.2 普通圓柱蝸桿傳動的幾何尺寸計算
設計蝸桿傳動時，一般先根據傳動的功用和傳動比的要求，選擇蝸桿頭數z₁和蝸輪齒數z₂，然後按強度計算確定中心距a和模數m，最後計算出蝸桿、蝸輪的幾何尺寸。
12.3 蝸桿傳動的失效形式、設計准則及常用材料
12.3.1 失效形式和設計准則
和齒輪傳動一樣，蝸桿傳動的失效形式也有點蝕（齒面接觸疲勞破壞）、齒根折斷、齒面膠合及過度磨損等。失效經常發生在蝸輪輪齒上，所以，一般只對蝸輪輪齒進行承載能力計算。
蝸桿與蝸輪齒面間有較大的相對滑動，增加了產生膠合和磨損失效的可能性。因此，蝸桿傳動的承載能力往往受到抗膠合能力的限制。
在開式傳動中多發生齒面磨損及過度磨損引起的輪齒折斷，因此應以保證齒根彎曲疲勞強度作為主要設計准則。
在閉式傳動中，蝸桿副多因齒面膠合或點蝕而失效。因此，通常是按齒面接觸疲勞強度進行設計，而按齒根彎曲疲勞強度進行校核。此外，閉式蝸桿傳動中，由於散熱較為困難，還應做熱平衡核算。
12.3.2 常用材料
常用青銅作蝸輪的齒圈，與淬硬的鋼制蝸桿相配。
蝸桿。一般是用碳鋼或合金鋼製成，要求齒面光潔並具有較高硬度。高速重載蝸桿常用20Cr，20CrMnTi（滲碳淬火到56~62HRC）或40Cr，40SiMn，45鋼（表面淬火到45~55HRC）等，並應磨削。一般蝸桿可採用40鋼、45鋼，經調質處理（硬度為220~250HBS）。在低速或人力傳動中，蝸桿可不經熱處理，甚至可採用鑄鐵。
蝸輪。常用的蝸輪材料為10-1錫青銅、5-5-5錫青銅、10-3鋁青銅及灰鑄鐵等。10-1錫青銅抗膠合和耐磨性能好，但價格較高，允許的滑動速度可達25m/s。在滑動速度Vs≤12m/s的蝸桿傳動中，可採用含錫量低的5-5-5錫青銅。10-3鋁青銅的抗膠合性較錫青銅差一些，切削性能差，但強度高、鑄造性能好、耐沖擊、價格便宜，一般用於滑動速度Vs≤6m/s的傳動；如果滑動速度不高（Vs<2m/s），對效率要求也不高，可採用球墨鑄鐵或灰鑄鐵。蝸輪也可用尼龍或增強尼龍材料製成。
12.4 蝸桿傳動的受力分析
不計摩擦力的影響時，各力的大小可按下列各式計算： Ft₁ = Fa₂ = 2T₁/d₁，Fa₁ = Ft₂ = 2T₂/d₂，Fr₁ = Fr₂ = Ft₂tan α 。Fn = Fa₁/cos αn·cos γ = Ft₂/cos αn·cos γ = 2T₂/d₂·cos αn·cos γ 。其中，T₁,T₂分別是蝸桿及蝸輪上的轉矩，T₂ = T₁·i₁₂·η，η為蝸桿傳動的效率；d₁,d₂，分別是蝸桿及蝸輪的分度圓直徑。
12.5 圓柱蝸桿傳動的計算
12.5.1 蝸輪齒面接觸疲勞強度計算
計算應力。強度校核公式為 σH = ZeZp(KaT₂/a³)½ ≤ [σH] ，設計式為 a ≥ [KaT₂(ZeZp/[σH])²]⅓ 。其中，a是中心距；Ze是材料綜合彈性系數，鋼與鑄錫青銅配對時，取Ze = 150，與鋁青銅或灰鑄鐵配對時，取Ze = 160；Zp是接觸系數，用以考慮當量曲率半徑的影響，由蝸桿分度圓直徑與中心距之比表示，一般取0.3~0.5，取小值時，導程角大，因而效率高，但蝸桿剛性較小；Ka，使用系數，Ka = 1.1~1.4，當沖擊載荷、環境溫度高、速度較高時，取最大值。
許用接觸應力[σH]。對於鑄錫青銅，可以查表；對於鑄鋁青銅及灰鑄鐵，其主要失效形式是膠合2而不是接觸強度，而膠合與相對速度有關。由設計公式算出中心距a後，可由下列公式粗算出蝸桿分度圓直徑d₁和模數m：d₁≈0.68aⁿ，n=0.875，m=(2a-d₁)/z₂。然後選定標准模數m及q，d₁的數值。
12.5.2 蝸輪齒根彎曲強度計算
通常把蝸輪近似的當做斜齒圓柱齒輪來考慮，驗算公式為 σF = (1.53KaT₂/d₁d₂mcos γ)·Yf₂ ≤ [σF] ，設計式為 m²d₁≥(1.53KaT₂/z₂cos γ[σF])·Yf₂ 。其中，γ為螺桿導程角， γ=arctan (z₁/q) ；[σF]為蝸輪許用彎曲應力；Yf₂是蝸輪齒形系數，由當量齒數Zv = Z₂/cos³γ，查漸開線輪齒形系數。
12.5.3蝸桿傳動的剛度計算
蝸桿較細長，支承跨距較大，受力後如產生過大的變形，就會造成輪齒上的載荷集中，影響蝸桿與蝸輪的正確嚙合，所以蝸桿還需進行剛度校核。剛度條件為 y = [(Ft₁²+Fr₁²)½/48EI]·l³ ≤ [y] 。其中，Ft₁是蝸桿所受的圓周力；Fr₁是蝸桿所受的徑向力；E是蝸桿材料的彈性模量；I是蝸桿危險截面的慣性矩；l是蝸桿兩端支承間的跨距；[y]是許用最大撓度，[y]=d₁/1000，此處d₁為蝸桿分度圓直徑。
12.6 普通圓柱蝸桿傳動的效率、潤滑及熱平衡計算
12.6.1 蝸桿傳動的效率
傳動效率。閉式蝸桿傳動的功率損耗一般包括三部分，即嚙合摩擦損耗、軸承摩擦損耗及浸入油浴中的零件攪油時的油阻損耗。其中最主要的是齒面相對滑動而引起的嚙合損耗。蝸桿主動時，蝸桿傳動的總效率為 η=(0.95~0.96)tan γ/tan (γ+ρ') 。其中，γ是普通圓柱蝸桿分度圓柱上的導程角；ρ'是當量摩擦角，ρ' = arctan f'，f'為當量摩擦系數，主要與蝸桿副材料、表面狀況以及滑動速度有關。
增大導程角可提高效率，故在動力傳動中多採用多頭蝸桿，但導程角過大，會引起蝸桿加工困難，且導程角達到28°之後，效率提高很少。
滑動速度。 Vs = v₁/cos γ = Πd₁n₁/60x1000cos γ 。其中，v₁是蝸桿分度圓的圓周速度；d₁是蝸桿分度圓直徑；n₁是蝸桿的轉速，r/min。
12.6.2 蝸桿傳動的潤滑
潤滑對蝸桿傳動來說具有特別重要的意義。因為潤滑不良時，傳動效率會顯著下降，並且會帶來劇烈的磨損和產生膠合破壞的危險，所以往往採用粘度大的礦物油進行良好的潤滑，在潤滑油中還常加入添加劑，使其提高抗膠合能力。
用油浴潤滑時，常採用蝸桿下置式，由蝸桿帶油2潤滑。但當蝸桿線速度v₁>4m/s時，為了減小攪油損失，常常將蝸桿置於蝸輪之上，形成上置式傳動，由蝸輪帶油潤滑。
12.6.3 蝸桿傳動的熱平衡計算
在閉式傳動中，熱量通過箱殼散逸，要求箱體內的油溫t℃和周圍空氣溫度t0℃之差不超過允許值，即 ∆t = 1000P(1-η)/αdS ≤ [∆t] 。其中，[∆t]為溫差允許值，一般為60~70℃；αd是箱體的表面傳熱系數，一般取值為10~17，空氣流通良好時，取偏大值；P是蝸桿傳遞的功率，單位默認為kw；S是散熱面積，指箱體外壁與空氣接觸的內壁被油飛濺到的箱殼面積，對於箱體上的散熱片，其散熱面積按50%計算。
如果溫差超過允許值，可採用下述冷卻措施：增加散熱面積；提高表面傳熱系數，在蝸桿軸上裝置風扇，或在傳動箱內裝循環冷卻管路。
12.7 圓柱蝸桿和蝸輪的結構設計
12.7.1 蝸桿結構
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，可以將蝸桿與軸分開製作。
12.7.2 蝸輪結構
常用的蝸輪結構由以下幾種：
整體式。主要用於鑄鐵蝸輪或尺寸很小的青銅蝸輪。
組合式。為了節約貴重的有色金屬，對大尺寸的蝸輪通常採用組合式結構，即齒圈由青銅等有色金屬製造，而輪芯用鋼或鑄鐵製成。，齒圈與輪芯多用過盈配合，並加裝4~8個緊定螺釘，以增強連接的可靠性。這種結構多用於尺寸不太大或工作溫度變化較小的地方，以免熱脹冷縮影響配合的質量。
螺栓連接式。輪圈與輪芯可用鉸制孔用螺栓連接，螺栓的尺寸和數目可參考蝸輪的結構尺寸決定，然後做適當的校核。裝拆比較方便，多用於尺寸較大或磨損後需要更換齒圈的場合。
拼鑄式。這是在鑄鐵輪芯上加鑄青銅齒圈，然後切齒，只用於成批製造的蝸輪。