环面蜗轮蜗杆减速器设计
摘要
本文主要阐述的是一种应用在汽车无级变速器中的环面蜗轮蜗杆减
速器的设计方法。环面蜗轮蜗杆减速器在降速同时能提高输出扭矩，减
速同时降低了负载惯量本文首先对蜗轮蜗杆作了简单的介绍，阐述了蜗
轮蜗杆的设计原理和理论计算。然后按照应用方向设计了环面蜗轮蜗杆
减速器。接着对减速器的部件组成进行了尺寸计算和校核。该设计代表
了环面蜗轮蜗杆设计的一般过程。对其他的蜗轮蜗杆的设计工作也有一
定的价值。
目前，在环面蜗轮蜗杆减速器的设计、制造以及应用上，国内与国
外先进水平相比仍有较大差距。国内在设计制造环面蜗轮蜗杆减速器过
程中存在着一些缺点。
关键词：蜗轮蜗杆减速器；蜗杆；滚动轴承
目录
摘要……I
第1章绪论3
1.1课题背景及意义3
1.2国内外发展现状3
1.3主要内容及特点4
第2章选定设计方案5
2.1初选电动机类型和结构型式5
2.2电动机的容量6
2.3电动机的技术数据6
2.4本章小结7
第3章减速器部件的选择计算8
3.1蜗杆传动设计计算8
3.1.1选择蜗杆、蜗轮材料8
3.1.2确定蜗杆蜗轮中心距8
3.1.3蜗杆传动几何参数设计8
3.2环面蜗轮蜗杆校核计算9
3.3轴的结构设计10
3.3.1轴的材料选择10
3.4轴的校核12
3.5键联接的强度校核14
3.5.1蜗杆轴上安装联轴器处的键联接14
3.5.2蜗轮轴上装蜗轮处的键联接14
3.5.3蜗轮轴上装联轴器处的键联接14
3.6箱体结构尺寸及说明14
3.7减速器的润滑和密封15
3.8减速器的附件16
3.9减速器的安装，使用及维护17
3.9.1减速器润滑油的更换18
3.9.2减速器检修18
3.9.3减速器维护18
3.10本章小结18
结论19
致谢21
第1章绪论
1.1课题背景及意义
减速器在原动机和工作机之间起匹配转速和传递转矩的作用，在现
代机械中应用极为广泛。减速器按用途可分为通用减速器和专用减速器
两大类，二者的设计、制造和使用特点各不相同。
促进减速器水平提高的主要因素有：
（1）硬齿面技术的发展和完善。
（2）用好的材料。
（3）结构设计更合理。
（4）加工精度提高到ISO5-6级。
（5）轴承质量和寿命提高。
（6）润滑油质量提高。
1.2国内外发展现状
它始于1921年的美国造船业，其代表产品是美国CONEDRIVE，
50年代起在我国得到推广应用。与普通圆柱蜗杆传动相比，这种蜗杆
同时包容齿数多，双线接触线形成油膜条件好，两齿面接触线诱导法曲
率半径大。因此，承载能力是相同中心矩普通蜗杆的1.5～3倍。在传
递同样功率时，中心矩可缩小20%-40%。由于性能优良，美国、日
本、俄罗斯等国都将这种传动作为动力传动中的主要形式之一广泛使
用。美国生产产品系列中心矩为15～1320㎜；速比为5～343000；最
高传动效率可达97%。我国经过40年的研究和发展，目前这种蜗杆的
生产品种也十分可观，最大中心矩可达到1200㎜；最少齿数比为5；
蜗杆头数达6；最高传动效率可达94%。这种蜗杆传动分为“原始型”
和“修整型”两种。“原始型”直廓环面蜗杆的螺旋齿面的形成为：一
条与成形圆相切、位于蜗杆轴线平面内的直线，在绕成形圆的圆心作等
角速的旋转运动的同时，又与成形圆一起围绕蜗杆的轴线作等角速的旋
转运动，这条直线在空间形成的轨迹曲面，就是直廓环面蜗杆的齿面。
由于蜗杆齿面的发生线是直线刀刃，蜗杆螺旋面是直线刀刃形成的不可
展直纹面而不是由包络