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目 录 1

1 概论 1

1.1圆柱蜗杆传动名词术语 1

1.2本书引用的一些其他名词术语 22

1.3蜗杆传动的特点与应用 28

1.3.1蜗杆传动的特点 28

1.3.2蜗杆传动的应用 29

1.4影响蜗杆传动质量的主要因素 29

1.5蜗杆传动的发展 30

1.5.1选择首创件的“最佳”刀具铲形线 30

1.5.2加工首创件齿面的方法及齿面形成 31

1.5.3创成件蜗轮的加工 32

1.5.4合理选择啮合场，装配出具有良好啮合特性的新型蜗杆传动 33

1.5.5增加蜗杆副啮合线长度及增多啮合齿数 33

1.5.6为了应用，组装成各种形式的蜗杆副 33

1.5.7改变蜗杆副共轭齿面间摩擦状态的其他方法 36

1.6蜗杆传动的分类 36

2蜗杆传动啮合原理基础 50

2.1啮合理论基础 50

2.1.1蜗杆传动的坐标选择与坐标变换 50

2.1.3曲面、法线、切面 54

2.1.2蜗杆副接触点处的运动速度 54

2.1.4共轭曲面 55

2.1.5两类界限线的基本概念 56

2．1．6二次啮合的基本概念 57

2．1．7诱导法曲率Kn(12) 58

2．1．8相对速度vz(12)和接触线切线方向的夹角Ω 60

2．2圆柱蜗杆传动啮合原理 60

2．2．1车削型圆柱蜗杆传动啮合原理 60

2．2．2磨削型圆柱蜗杆传动啮合原理 64

2．3．1坐标选择及坐标变换 68

2．3 环面蜗杆传动啮合原理 68

2．3．2轨迹型（车削型）环面蜗杆传动 69

2.3 3一次包络环面蜗杆传动通用啮合方程式 71

2.3.4二次包络环面蜗杆传动 73

3 普通圆柱蜗杆传动的设计 75

3.1普通圆柱蜗杆传动的啮合特性、啮合要素和有关计算 75

3.1.1普通圆柱蜗杆传动的正确啮合条件 75

3.1.2普通圆柱蜗杆传动的变位 75

3.1.3普通圆柱蜗杆传动的重合度ε 78

3.2.2传动比i 79

3.2.1中心距α 79

3.2普通圆柱蜗杆传动的主要参数及参数配搭 79

3.1.4普通圆柱蜗杆传动的根切现象及无根切蜗轮的最少齿数 79

3 2.3蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2 80

3.2.4蜗杆分度圆直径d1 81

3.2.5模数m 83

3.2.6蜗杆的基本尺寸和参数 83

3.2.7普通圆柱蜗杆传动，蜗杆、蜗轮参数的配搭 88

3.2.8蜗扦、蜗轮及其传动尺寸规格的标记方法 96

3.3普通圆柱蜗杆副的几何计算 96

3.3.2蜗杆在分度圆上的法向弦齿厚s？及测量齿高hxn1的数值麦 102

3 3.1普通圆柱蜗杆齿宽b1 102

3.3.3蜗轮中间平面的法向弦齿厚Sn2的精确计算 104

3 3.4英制蜗杆传动几何计算 105

3.4普通圆柱蜗杆传动的测绘 107

3.4.1蜗轮、蜗杆测绘的程序和内容 107

3.4.2普通圆柱蜗杆传动测绘实例 110

4 圆弧圆柱蜗杆传动设计计算 112

4.1圆弧圆柱蜗杆传动的正确啮合条件 112

4.1.1正确啮合条件 112

4.1.2齿形参数设计应满足的条件 112

4.2.10飞刀刃廓曲线 113

4.2 1啮合枢纽线 113

4．2轴面圆弧圆柱蜗杆传动（ZC3蜗杆）的几个重要特性 113

4.2.2啮合区 114

4.2.3一类界限线——“过切”界限线 116

4.2 4蜗轮齿面形貌 117

4.2.5变位系数和最少齿数 117

4.2.6重合度ε 117

4.2.7中间平面内的诱导曲率半径 117

4.2.8 蜗轮在中间平面内的弦齿厚 118

4.2.9 法面和轴面几何参数换算 118

4.3 ZC3蜗杆传动几何参数选择 119

4.3.1 几何参数选择的原则 119

4.2.11中间平面内的啮合线 119

4.2.12影响动压油膜形成的两个重要参数 119

4.3.2 参数α、i12、m的选择 122

4.3.3 参数z1、z2、d1(q)的选择 122

4.3.4 齿形参数的选择 122

4.3.5 啮合参数——变位系数x的选择 123

4.3.6 齿形尺寸计算 123

4.3.7 本书推荐的新方案 124

4.3.8 ZC3蜗杆传动齿形参数取值对照表 124

4.3.9 ZC3蜗杆传动几何尺寸计算 125

4.3.10现有ZC3蜗杆传动几何参数配搭值介绍 126

4.4圆环面圆柱蜗杆（ZC2蜗杆）传动 131

4.4.1 圆环面圆柱蜗杆传动的特点 131

4.4.2 几何参数选择的建议 132

4.5圆环面包络圆柱蜗杆传动（ZC1蜗扦） 132

4.5.1 ZC1蜗杆传动加工蜗杆的安装参数 132

4.5.2 ZC1蜗杆传动啮合枢纽线 132

4.5.3 飞刀刃廓方程式 133

4.5.4 几何参数对蜗杆、蜗轮齿形尺寸的影响和啮合特性的关系 134

4.5.5 轴面、法面、工具齿形尺寸换算 134

4.5.7 齿形参数选择 136

4.5.6 几何参数选择 136

4.5.8 国内外齿形参数选择的对照 137

4.5.9 ZC1蜗杆传动的几何计算 137

4.5.10圆弧圆柱蜗杆传动不同类型的比较 142

4.6双圆弧圆柱蜗杆传动 143

4.6.1 ZC蜗杆传动的不足 143

4.6.2 双圆弧圆柱蜗杆传动的出现及其特点 144

4.6.3 车削型双圆弧圆柱蜗杆传动 144

4.6.4 磨削型双圆弧圆柱蜗杆传动 146

5.1.2 功率与功率损耗计算 149

5.1.1 速度计算 149

5圆柱蜗杆传动的强度计算 149

5.1圆柱蜗杆传动的效率 149

5.1.3 圆柱蜗杆传动效率 150

5.2圆柱蜗杆传动的受力分析 152

5.3圆柱蜗杆传动承载能力计算 154

5.3.1 圆柱蜗杆副主要失效形式 154

5.3.2 蜗轮齿面强度设计计算 155

5.3.3 蜗轮轮齿的弯曲强度校核计算 161

5.3.4 算例 162

6.1.1 蜗杆的毛坯成形 170

6.1蜗杆和蜗轮的毛坯成形 170

6 圆柱蜗杆副的加工工艺 170

6.1.2 蜗轮的毛坯成形 171

6.2蜗杆的加工工艺 173

6.2.1 磨削蜗杆的砂轮修整装置 176

6.2.2 蜗杆的磨削方式 180

6.2.3 渐开线蜗杆（ZI）的车削及磨削 181

6.2.4 法向直廓蜗杆（ZN）的车削及磨削 183

6.2.5 阿基米德蜗杆（ZA）的车削及磨削 184

6.2.6 圆弧齿圆柱蜗杆（ZC）的车削及磨削 185

6.2.7 ZK1蜗杆的磨削 187

6.3多头蜗杆的加工 188

6.3.1 车削多头蜗杆的分头方法 188

6.3.2 磨削多头蜗杆的分头方法 190

6.4蜗轮的加工工艺 191

6.4.1 滚切蜗轮的要点 191

6.4.2 滚切蜗轮前的调整工作 192

6.4.3 蜗轮的滚齿 193

6.4.4 在万能铣床上用飞刀加工蜗轮 195

6.4.5 用开槽淬硬的蜗杆对滚加工蜗轮 198

6.4.6 蜗轮坯件的加工精度 199

6.4.7 蜗轮的加工工艺 200

6.4.8 滚刀的选择和滚齿胎具 201

6.4.9 蜗轮的两种加工方法比较 206

6.4.10蜗轮滚齿加工守则 208

6.4.11鼓形齿加工 208

6.5滚刀的设计与制造 210

6.5.1 概述 210

6.5.2 蜗轮滚刀的设计计算 214

6.5.3 蜗轮滚刀的法向齿形 227

6.5.4 ZC3蜗轮滚刀的设计计算 230

6.5.5 ZC1蜗轮滚刀的设计计算 235

6.5 6 蜗轮滚刀的制造工艺过程 237

6.6蜗杆副的跑合工艺 237

6.6.1 电解跑合 237

6.6.2 机械跑合 238

6.7蜗杆副的加工误差分析 239

6.7.1 蜗杆副加工过程中影响运动精度的主要因素 239

6.7.2 加工过程中影响工作平稳性的主要因素 239

6.7.3 加工过程中影响接触精度的主要因素 240

6.8.3 蜗杆副修复方案的选择 249

6.8.2 蜗杆副的磨损极限和修换的一般规定 249

6.8.1 概述 249

6.8蜗杆副的修复工艺 249

7 提高圆柱蜗杆传动质量的方法和途径 252

7.1蜗轮齿面啮合区内啮合特征的分析 252

7.1.1 啮合部位的特性 252

7.1.2 “最佳”啮合略图 253

7.1.3 啮合部位选择的有关资料举例 254

7.1.4 安装后跑合前接触斑点优劣顺序图样 255

7.2提高圆柱蜗杆传动质量的方法 255

7.2.1 合理选择几何参数，提高传动质量 255

7.2.4 消除不利的啮合部位 258

7.2.5 利用良好的啮合场 258

7.2.2 实现“最佳”啮合略图Ⅰ、Ⅱ的工艺方法 258

7.2.3 切削“人工油涵” 258

7.2.6 双重蜗扦传动 263

7.2.7 改变共轭齿面间的摩擦形式 263

7.2.8 改变蜗杆副接触线特性 263

7.2.9 其他方法 264

7.3可控点接触蜗杆副的蜗轮滚刀（或蜗杆）的设计与计算 264

7.3.1 蜗杆与滚刀的导程应当相等 264

7.3.4 非对偶范成法加工蜗轮时刀具安装条件 265

7.3.5 ZC蜗杆副应满足的辅助条件 265

7.3.3 蜗轮滚刀与蜗杆的法向齿形角应相等 265

7.3.2 蜗轮滚刀与蜗杆的法向模数应相等 265

7.3.6 调整啮合部位于出口处的方法 266

7.3.7 非对偶范成加工蜗轮、滚刀与蜗杆几何参数配搭值 270

7.4偏置圆柱蜗杆传动（简称偏置蜗杆传动） 270

7.4.1 偏置圆柱蜗杆传动的几个基本问题 271

7.4.2 推荐齿形 273

7.4.3 几何尺寸计算 275

7.5封闭接触线圆柱蜗杆传动 276

7.5.1 封闭接触线圆柱蜗杆传动的特点 276

7.5.2 实现封闭接触线的几何条件 277

7.5.3 齿形设计 278

8环面蜗杆传动 281

8.1直廓环面蜗杆传动 281

8.1.1 基本形成原理 281

8.1.2 参数选择及几何计算 284

8.1.3 “修正型”直廓环面蜗杆传动 289

8.1.4 直廓环面蜗杆的制造工艺 293

8.1.5 直廓环面蜗轮滚刀的设计与制造 300

8.2平面包络环面蜗杆传动 303

8.2.1 基本概念 303

8.2.2 平面蜗轮（平面一次包络）环面蜗杆传动 304

8.2.3 平面二次包络环面蜗杆传动 306

8.2.4 设计计算 309

8.2.5 平面包络环面蜗扦的制造工艺 312

8.2.6 平面包络环面蜗轮滚刀的设计及制造 314

8.3渐开线包络环面蜗杆传动 317

8.3.1 形成原理 318

8.3.2 设计计算 318

8.3.3 渐开线包络蜗杆的加工工艺 322

8.4环面蜗杆传动的强度计算 327

9.1锥蜗杆传动的形成原理 332

9.1.1 共轭齿面的形成 332

9锥蜗杆传动 332

9.1.2 锥蜗杆传动的两个基本方程式 333

9.2锥蜗杆传动的齿形参数及参数选择 334

9.2.1 节点位置的选择 334

9.2.2 节点角σ的选择 335

9.2.3 节锥角δ ？.δ？的选择 335

9.2.4 齿形角α1、α2的选取 335

9.2.5 齿数及模数 336

9.3锥蜗杆传动的几何尺寸计算 336

9.4锥蜗杆传动的受力分析 343

9.5锥蜗杆传动的效率及传动形式选择 344

9.5.1 锥蜗杆传动的效率 344

9.5.2 锥蜗杆传动的自锁条件 345

9.6锥蜗杆传动的强度计算 348

9.6.1失效形式及设计准则的确定 348

9.6.2锥蜗杆传动中心距的估算 348

9.6.3锥蜗轮齿面强度验算 349

9.6.4轮齿断裂强度计算 352

9.7蜗杆、蜗轮的加工 353

9.7.1刀具的设计与制造 353

9.7.3锥蜗轮加工 355

9.7.2锥蜗杆加工 355

9.8锥蜗轮、蜗杆材料、热处理及润滑 356

9.8.1 蜗杆材料 356

9.8 2 蜗轮材料 356

9.8 3 润滑 357

9 9传动结构、蜗杆支承及间隙调整 358

9.9.1传动结构 358

9.9.2蜗杆支承结构 359

9.9.3间隙调整 360

10 2.2 常用的热处理工艺 362

10.2.1 蜗杆传动对材料的要求 362

10.2材料的选择 362

10.1选择蜗杆、蜗轮材料应注意的问题 362

10 蜗杆蜗轮常用材料 362

10.2.3 蜗杆常用材料 363

10.2.4蜗轮常用材料 364

10.2.5蜗杆及蜗轮材料的配搭 365

10.2.6联邦德国常用的蜗杆、蜗轮材料与热处理 366

11 蜗杆传动的润滑 367

11.1蜗杆传动的润滑条件 367

11.2润滑油和添加剂对蜗杆传动质量的影响 367

11.2.1对胶合的影响 367

11 2.3对磨粒磨损和传动效率的影响 368

11.2.2对疲劳点蚀的影响 368

11.3润滑油和添加剂的选择 369

11.3.1润滑油粘度的选择 369

11.3.2润滑方式的选择 371

11.3.3润滑油量的确定 372

11.4圆弧圆柱蜗杆减速器的润滑 373

11.5环面蜗杆减速器的润滑 374

11.6润滑油粘度 374

11.6.1 ISO粘度分级与我国粘度分级的比较 374

11.6.2 齿轮用油 375

11.6.3在不同温度和粘度指数（VI）时新、旧粘度等级 379

11.6.4 各种粘度等级对照参考图 381

11.6.5 运动粘度、恩氏粘度、1号雷氏粘度、赛氏粘度换算表 382

11.6.6 工业润滑油各品种新旧粘度等级对照参考表（插页） 383

1 2公差与测量 383

12.1 普通圆柱蜗杆传动公差的新旧标准的主要区别 383

12.2普通圆柱蜗杆传动的精度及其选择 383

12.3圆柱蜗杆、蜗轮精度标准及技术要求 384

12.4各项公差的分组原则及检测项目的选择 406

12.4.1 三个公差组 406

12.4.2精度等级的选择 406

12.5 各种公差项目的检测方法及使用仪器 407

12.6蜗杆、蜗轮齿坯的尺寸公差及检测 410

12.7侧隙的概念、选择与计算 411

12.7.1 侧隙种类的选择与计算 412

12.7.2侧隙计算应用举例 414

12.8 蜗杆、蜗轮及传动在图样上的标注 415

12.9环面蜗杆传动精度及其选择 416

12.9.1 环面蜗杆传动偏差和公差的基本定义和符号 416

12.9.2 环面蜗杆传动的检验项目和公差 421

12.10.1锥蜗杆传动偏差和公差的基本定义与代号 425

12.10锥蜗杆传动精度及其选择 425

12 10.2锥蜗杆传动精度等级的划分、选择和各项误差值 428

13蜗杆传动的试验 431

13.1试验的目的与内容 431

13.2试验装置 431

13.2.1 试验装置的种类 431

13.2.2 几种常用试验台的介绍 431

1 3.3 试件 437

13.4试验条件 437

13.4.1 试验载荷的选择 437

13.5.1 齿面接触疲劳试验 438

13.5蜗杆传动试验的评定指标 438

13.4.3 试验油温的选择 438

13.4.2试验转速（速度）的选择 438

13.5.2 齿面磨损试验 439

13.5.3 齿面胶合试验 439

13.6试验数据的处理 439

13.7试验实例 442

13.7.1 试验目的与内容 442

13.7.2 试验台 442

13.7.3 试件 442

13.7.4 试验条件 442

13.7.5 试验结果与分析 443

14蜗杆减速器及其设计 447

14.1蜗杆减速器设计概述 447

14.1.1 蜗杆减速器的分类、特点及应用 447

14.1.2 蜗杆减速器滚动轴承的选择计算 449

14.1.3 蜗杆、蜗轮轴的计算 459

14.1.4 蜗杆减速器地脚螺钉的计算 467

14.1.5 蜗杆减速器箱体结构尺寸 471

14.1.6 蜗杆减速器主要零件的配合 482

14.1.7 蜗杆减速器的散热计算 482

14.1.8 蜗杆减速器的润滑与密封 485

14.1.9 蜗杆减速器的典型结构图 492

14.2普通圆柱蜗杆减速器 498

14.2.1适用范围 498

14.2.2标记示例 498

14.2.3 蜗轮齿面许用计算转矩Tb计 498

14.2.4 装配型式和外形尺寸 499

14.3圆弧圆柱蜗杆减速器 503

14.3.1适用范围 503

14.3.2标示示例 503

14.3.3 额定输入功率P1和额定输出转矩T2 503

14.3.4 减速器输出轴轴端的载荷 508

14.3.5 装配型式和外型尺寸 510

14.4平面包络环面蜗杆减速器 516

14.4.1 适用范围 516

14.4.2标记示例 517

14.4.3 允许输入功率P1和输出转矩T2 517

14.4.4 输出轴轴端作用载荷 521

14.4.5 装配型式和外形尺寸 522

14.5 WSJ、WXJ型蜗杆减速器 528

14.5.1 标记示例 528

14.5.2 WSJ、WXJ型蜗杆减速器的装配型式和外形尺寸 529

14.6其他系列 531

主要参考资料 543