螺旋傳動與蝸桿傳動的不同

林旅

摘 要：螺旋傳動和蝸桿傳動是兩種基本的機械傳動方式在基本的機械傳動方式中，包括有螺旋傳動和蝸桿傳動，這兩種傳動方式既有不同點，也有有很多共同點。總結兩種傳動模式的不同，有利于學生掌握這兩種傳動模式。本文首先分析比較了螺旋傳動與蝸桿傳動的相同之處，進而分析了螺旋傳動和蝸桿傳動的不同，以期為相關教學提供參考。

關鍵詞：螺旋傳動；蝸桿傳動；異同

依據摩擦的性質，可以把螺旋傳動分作滑動螺旋傳動以及滾動螺旋傳動。其中，滑動螺旋傳動，具備結構簡單、承載力高、傳動比大、傳動平穩、方便加工、具備自鎖的特點，在實踐應用中十分可靠。當然，與優點相對于，滑動螺旋轉動缺點也很明顯：使用壽命不長、摩擦造成的損耗不小，傳動效率不高，傳動精度不夠等。這些明顯的缺點使得在現代工業發展中，滑動螺旋已經越來越不能滿足生產需要，滾動螺旋傳動應運而生。

滾動螺旋傳動是把滑動摩擦通過添加的滾動體——例如，鋼球——變為滾動摩擦，當螺桿和螺母工作的時候，由于二者之間存在滾動體，使得滾動體可以沿著螺紋運動并形成循環。這種方式相比滑動螺旋傳動，具備效率高、力矩小、靈活平穩、同步性好的特點。與優點相對，滾動螺旋傳動也具有抗震性差、不具備自鎖功能、制作工藝復雜、成本較高的等缺點。

在基礎機械傳動方式中，除了上述傳動，還有一種蝸桿傳動。這種傳動方式是一種空間交錯軸傳動。具備應用廣泛、功率大、效率高、運行平穩、抗沖擊強的特點。在目前的技術下，阿基米德螺旋線蝸桿是蝸桿傳動最主要的形式之一。當然，因為其曲面的不可展性質，使得蝸桿設計復雜、制作困難、從而限制了傳動性能的提高。

可以說，無論是螺旋傳動還是蝸桿傳動都有其優缺點，在學習、設計和應用的時候，對其不同點的辨析是十分有必要的，而要分析兩者的不同，首先我們需要知道兩種傳動方式有哪些相同之處。

一、對兩種傳動方式的相同之處的研究

（一）旋向的判斷方法相同

螺旋方向指的是圓柱表面的螺紋或蝸桿和渦輪螺旋線的方向，簡稱旋向。旋向分作左旋和右旋，無論內外螺紋和蝸輪、蝸輪，都離不開這兩種旋向。在對旋向進行判斷的時候，常用的有右手螺紋、右手蝸桿和蝸輪。用于傳輸的線程運動一般是梯形螺紋，而蝸桿也是一種特殊的梯形螺紋，具有較大的螺距。因此，判斷兩者轉動的方法是相同的，即右手伸平，手掌向上，四指與螺紋或渦輪、蝸桿的軸線方向相同。右拇指指向，螺紋斜線是右手螺紋或右手渦輪，反之則是左手螺紋或左手渦輪、蝸桿。

（二）螺紋移動方向和蝸輪轉向的判斷方法相同

螺旋傳動有三種應用形式：（1）螺母固定，螺桿旋轉和軸向運動；（2）螺桿不動，螺母軸向運動；（3）螺桿旋轉和螺母軸向運動。在螺桿旋轉螺母的運動形式中，螺母運動方向的確定和蝸輪轉向在蝸桿傳動中的判斷是由左旋和右旋的長度，由結構過程或經驗公式決定。

（三）相同的傳動條件

在表示蝸桿渦輪齒輪大小的時候，會采用毫米為單位的“模數”來表示。其模數越大，則表示該蝸桿渦輪的齒輪越大，并且承載力也越大。同樣的，在螺旋傳動中，會采用毫米為單位的“螺距”來表示螺紋牙型的大小。其螺距越大，則表示該螺旋傳動的螺紋牙型越大，代表其承載力也越大。

想要傳動成功，在蝸桿傳動中，蝸桿必須滿足渦輪的嚙合；在螺旋傳動中，螺桿必須滿足螺母的旋合。在蝸桿傳動中，蝸桿及渦輪嚙合，必須在旋向形同的情況下，滿足蝸桿及渦輪的模數一致，壓力角相等，并且還有滿足渦輪的螺旋角和蝸桿的螺旋角大小一致時，才能實現蝸桿傳動。與之相同，也只有當螺桿和螺母的牙型角、旋向、螺距三者皆相等的時候，才能實現螺桿和螺母的配合，成功傳動。

（四）相同的應用

在實踐應用中，螺旋傳動和蝸桿傳動都有許多應用，其中，減速機構是兩者都可以共同應用的部分。

在種類上，螺紋有單線螺紋、雙線螺紋和多線螺紋的區分，而螺桿可以看做是一種特殊的梯形螺紋，盡管這種螺紋的螺距可能較大，也因此，蝸桿的種類也可以分成單線蝸桿、雙線蝸桿和多線蝸桿。

在傳動的過程中，螺旋傳動是螺母伴隨著螺桿的轉動而進行移動；蝸桿傳動是渦輪伴隨著蝸桿的轉動而進行轉動。在多線螺桿中，螺桿轉動一圈，螺母會移動一個導程，而如果是單線螺桿轉動一圈，螺母只會移動一個螺距，也因此，螺旋轉動才能實現減速機構的應用。蝸桿傳動也是如此，在單線蝸桿中，蝸桿轉動一周，渦輪只會移動一個齒，也因此，蝸桿傳動液可以通過大的傳動比，實現減速機構的應用。

（五）相同的失效形式

螺旋傳動在使用過程中，由于長時間對螺紋牙的磨損，會使得牙型變的纖薄，螺紋牙的間隙增大，最終造成螺紋轉動失效的結果。在失效形式上，蝸桿傳動也是如此。由于使用過程中，蝸桿齒輪滑動速度快，導致嚴重的發熱現象，增加了齒輪的磨損，長時間的齒輪發熱磨損，一旦潤滑效果不夠，會導致磨損加重，最終蝸桿傳動失效。

二、對兩種傳動方式的不同之處的分析研究

（一）不同的傳遞運動方式

針對兩種傳動方式的不同之處進行分析，首先最明顯的不同，也是最大的不同之處就是螺旋傳動的傳遞運動方式不同于蝸桿運動的傳遞運動方式。這種方式的不同之處是由于在傳動的過程中，螺旋傳動由于螺母與螺桿處于同一個平面內，使得螺母與螺桿具備相同的軸線；蝸桿傳動則有所不同，由于蝸桿渦輪的兩條軸線不處于同一平面內，蝸桿渦輪的兩條軸線相互交叉成九十度直角。

（二）不同的傳遞運動形式

通過分析，可以得知另一點的不同之處，在于螺旋傳動和蝸桿傳動的傳遞運動形式不同。在傳遞運動過程中，螺旋傳動由于自身特點，旋轉運動形式會產生改變，在這一過程里，由于旋轉，螺母或者螺桿的旋轉運動會變成直線運動；蝸桿傳動由于自身特點，渦輪的旋轉是通過蝸桿的旋轉運動帶動，因此旋轉運動形式不會產生改變。

三、結論

綜上所述，作為機械傳動的兩種基本方式，由內螺紋和外螺紋互相配合的機械傳動方式稱之為螺旋傳動；由蝸桿和渦輪的嚙合的機械傳動方式稱之為蝸桿傳動。熟悉并了解螺旋傳動和蝸桿傳動，分析兩者的異同，進而加深掌握兩種傳動知識，對于學習機械基礎具有事半功倍的作用。

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