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蜗杆传动
工业基石用螺旋杆驱动蜗轮实现大减速比
机械传动工业
进阶级：需要一定工程知识和组织能力，成功后可奠定产业基础。
适用时代
近代早期
难度
困难
风险等级
低
制作周期
数天
前置条件
蜗杆坯、蜗轮坯、车床、铣刀
原理
蜗杆类似螺旋，蜗轮类似斜齿轮。蜗杆转一圈，蜗轮只转过一个齿，因此单头蜗杆减速比等于蜗轮齿数。蜗杆传动具有自锁性：当导程角小于摩擦角时，蜗轮无法带动蜗杆反转。适合起重、卷扬、分度等机构。
原料与配比
| 原料 | 用量 | 说明 |
|---|---|---|
| 钢 | 1 根 | 蜗杆 |
| 青铜/黄铜 | 1 个 | 蜗轮齿圈 |
| 铸铁/木 | 1 个 | 蜗轮轮毂 |
| 油脂 | 少量 | 润滑 |
工具
- 车床
- 铣刀/锉刀
- 分度头
- 卡尺
操作步骤
- 车蜗杆：钢棒车外圆，按导程和头数车螺纹，螺纹断面呈梯形。
- 制蜗轮坯：将青铜圈压入轮毂，外圆车至节圆直径。
- 加工蜗轮齿：用与蜗杆尺寸相同的滚刀或按齿形逐齿铣削。
- 热处理：蜗杆淬火提高硬度，蜗轮保持韧性。
- 安装：蜗杆轴与蜗轮轴成 90 度，中心距等于蜗杆节圆半径加蜗轮节圆半径。
- 调试啮合：手动转动，检查齿面接触斑点，调整中心距和角度。
注意事项
- 蜗杆导程角决定自锁性，一般不超过 5 度。
- 蜗轮材料要比蜗杆软，磨损主要发生在蜗轮，便于更换。
- 发热大，需持续润滑和散热。
- 安装精度要求高，否则偏载。
常见问题与解决方法
| 问题 | 原因 | 解决方法 |
|---|---|---|
| 效率低 | 摩擦大或润滑差 | 改善润滑，增大导程角 |
| 发热严重 | 负载大或散热差 | 降低负载，加散热片 |
| 齿面胶合 | 油膜破坏 | 换高黏度润滑脂 |
| 自锁失效 | 导程角过大或振动 | 减小导程角，加制动 |
升级方向
- 多头蜗杆：提高效率。
- 蜗轮包络：提高承载能力。
- 与齿轮组合：二级减速。
参考来源
- 机械设计
- 齿轮加工
- 蜗杆传动手册