蜗杆传动辅导
1．蜗杆传动的受力分析
蜗杆传动受力分析类似于斜齿轮，但由于齿面滑动摩擦大，不能忽略啮合摩擦损失；又因蜗杆与蜗轮两轴交错，各分力的对应关系与斜齿轮也不同，如图9-5所示。
受力关系式中，T1、T2分别为蜗杆和蜗轮的转矩，由T2=T1·i·η可知，计入啮合效率η即表示在受力分析中已经计入了齿面摩擦力。
判断蜗杆蜗轮受力方向的方法类似斜齿轮传动，蜗杆轴向力Fa1的指向可利用教材158页所述“左、右手法则”。
2．失效分析和设计准则
蜗杆传动的失效形式与齿轮传动相似，但传动过程中齿面滑动摩擦大，其主要失效形势是胶合和磨损。
蜗杆传动的强度取决于蜗轮轮齿，由于胶合与磨损尚无成熟计算方法，当前仍沿用齿轮轮齿的计算方法。
（1）开式蜗杆传动轮齿易磨损，按蜗轮齿根弯曲疲劳强度设计时，应适当考虑磨损对轮齿强度的影响。
（2）闭式蜗杆传动则按齿面接触强度计算，限制齿面接触应力以避免胶合和点蚀。
3．蜗杆蜗轮常用材料
蜗杆蜗轮材料的一般选用原则是：材料在满足一定强度条件下，具备良好的减摩性、耐磨性和抗胶合性。
蜗杆常用材料为优质碳素钢或合金钢，可用表面淬火或调质等热处理方法提高性能。蜗轮材料有铸铁、铝青铜、锡青铜等，可根据滑动速度来选择。
4．蜗杆传动的效率和热平衡计算
（1）蜗杆传动的效率
在计算蜗杆传动的效率时应考虑啮合摩擦、轴承摩擦和搅油油阻三部分功率损耗。
通常，轴承摩擦效率和搅油油阻效率取为0.95~0.97；啮合效率可按螺旋传动的效率公式计算。
（2）热平衡的计算
连续工作的闭式蜗杆传动，如果摩擦所产生的热量不能及时散发，将引起油温上升而导致胶合，因此要进行热平衡计算以控制油的温度。所谓热平衡就是在蜗杆传动工作一段时间后，传动中单位时间的发热量与传动装置通过介质在单位时间内散热量逐渐接近而达到平衡，此时油温不再继续上升。
由热平衡条件，可得蜗杆传动达到热平衡时的油温，若工作油温超过许用值，可增大散热面积和改善通风条件，必要时可使用冷却装置。
5．蜗杆蜗轮的结构设计
蜗杆通常与轴做成一个整体，按蜗杆螺旋部分的加工方法可分为车制蜗杆和铣制蜗杆。铣制蜗杆的刚度好，但车制蜗杆工艺简单，应用较为普遍。
蜗轮可采用整体式或装配式结构。为节省有色金属，较大的蜗轮都采用装配式，齿圈和轮芯常用过盈配合或螺栓联接装配为一体，具体结构可参阅教材图9-8。