蜗杆蜗轮 – 小型紧凑设计

蜗杆蜗轮通常使用在需要大减速的场合。减速比取决于蜗杆的头数和蜗轮的齿数。因为蜗杆蜗轮是滑动接触,有静音传动的一面,但同时滑动接触容易生热,而且传动效率较低。

一般的说,蜗杆蜗轮产品的材质是蜗杆由硬质金属制成,而蜗轮由相对较软的金属比如铝青铜等制成。这是因为,相对于通常头数为1-4的蜗杆,蜗轮的齿数较多。通过降低蜗轮的硬度,可以减小蜗杆的轮齿摩擦。蜗杆制造的另一个特征是需要专用的切齿和轮齿研磨设备完成。而另一方面,蜗轮则可以利用正齿轮的滚齿机生产。但是,由于齿形不同,蜗轮不能像正齿轮一样将几个齿坯叠放起来同时进行纵向切齿加工。

列举蜗杆蜗轮的应用实例,最容易想到的就是齿轮箱。还有我们生活中比较容易接触到的钓鱼竿线轴和吉他弦调音钮等。还有很多利用大减速比做微调的部位。此外,虽然可以由蜗杆驱动蜗轮,但大部分情况下,不能由蜗轮驱动蜗杆。这种现象被称为自锁。但是,自锁并不是一个可以完全保证防止逆转的办法,如果需要完全防止逆转的话,应该与其他方法并用。

还有被称为双导程蜗杆蜗轮的类型。使用这种类型蜗杆蜗轮的目的是调整側隙。当轮齿发生磨损时,双导程蜗杆蜗轮在不改变中心距的情况即可调整蜗杆蜗轮的側隙,能够生产这类蜗杆蜗轮的厂家还不多。

在日本,worm gear (蜗轮) 通常被称为 worm wheel (蜗轮)。

相关链接 :
各国材料及精度等级对照表
齿轮ABC基础篇

齿轮手册
齿轮技术资料
Worm Gear – English page

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蜗杆蜗轮组合表

点击下图可以在大图上确认KHK标准蜗杆蜗轮的组合。

蜗杆蜗轮配对齿轮选择表 小

蜗杆的头数

蜗杆的头数即蜗杆的轮齿数。

蜗杆蜗轮的传动比是蜗轮的齿数除以蜗杆头数的商。

当蜗杆头数为1时,蜗杆轴旋转一周,蜗轮只能前进一个轮齿分。依次,头数为2时,旋转一周蜗轮前进两个轮齿分。这表明了为什么蜗杆蜗轮一级就可以获得大减速比。另外,2头以上的蜗杆被称为多头蜗杆。

下面左边的照片是KHK标准蜗杆SW2-R1,右边是SW2-R2。SW2-R1的头数为1,如红线所示,而SW2-R2的头数为2,如图中的红线和蓝线所示。两者的导程角不同。

SW2-R1
蜗杆1头数

SW2-R2
蜗杆2头数

因为蜗杆的头数不同的话,与之啮合的蜗轮也不同。比如,KHK标准齿轮的情况下,双头的SW2-R2不能与单头的CG2-50R1蜗轮配合。另外,作为蜗杆蜗轮副,有左旋和右旋的区别,右旋蜗杆和左旋蜗轮不能配合使用。

顺便说一下,以下的单头组合减速比为50,而双头组合的话减速比为25。

蜗杆蜗轮减速比1

蜗杆蜗轮减速比2

Duplex Worm Gear to adjust backlash

The objectives, characteristics and how to use duplex worm gears is briefly listed below.

In order to adjust worm gear backlash or to reduce the increased backlash due to wear, it is very difficult to change the center distance between the worm gear and worm without a possible major design modification. The duplex worm gear was designed to address this problem and it is suitable in applications where a small backlash high precision is needed. In this system, the worm gear side has the same tooth thickness around the circumference as other cylindrical gears, but on the worm side, different leads are used for the opposite tooth face leading to continuously changing tooth thickness. After the center distance is fixed, the actual adjustment of backlash is done by moving the worm axially with shims or screws. KHK’s standard duplex worm gears are designed to change the backlash by 0.02mm when the worm is moved axially by 1mm. In all cases, we do not recommend zero backlash since it is necessary to maintain a certain level of backlash in order to prevent the disruption of oil film.