螺旋传动与蜗杆传动的不同

林旅

摘 要：螺旋传动和蜗杆传动是两种基本的机械传动方式在基本的机械传动方式中，包括有螺旋传动和蜗杆传动，这两种传动方式既有不同点，也有有很多共同点。总结两种传动模式的不同，有利于学生掌握这两种传动模式。本文首先分析比较了螺旋传动与蜗杆传动的相同之处，进而分析了螺旋传动和蜗杆传动的不同，以期为相关教学提供参考。

关键词：螺旋传动；蜗杆传动；异同

依据摩擦的性质，可以把螺旋传动分作滑动螺旋传动以及滚动螺旋传动。其中，滑动螺旋传动，具备结构简单、承载力高、传动比大、传动平稳、方便加工、具备自锁的特点，在实践应用中十分可靠。当然，与优点相对于，滑动螺旋转动缺点也很明显：使用寿命不长、摩擦造成的损耗不小，传动效率不高，传动精度不够等。这些明显的缺点使得在现代工业发展中，滑动螺旋已经越来越不能满足生产需要，滚动螺旋传动应运而生。

滚动螺旋传动是把滑动摩擦通过添加的滚动体——例如，钢球——变为滚动摩擦，当螺杆和螺母工作的时候，由于二者之间存在滚动体，使得滚动体可以沿着螺纹运动并形成循环。这种方式相比滑动螺旋传动，具备效率高、力矩小、灵活平稳、同步性好的特点。与优点相对，滚动螺旋传动也具有抗震性差、不具备自锁功能、制作工艺复杂、成本较高的等缺点。

在基础机械传动方式中，除了上述传动，还有一种蜗杆传动。这种传动方式是一种空间交错轴传动。具备应用广泛、功率大、效率高、运行平稳、抗冲击强的特点。在目前的技术下，阿基米德螺旋线蜗杆是蜗杆传动最主要的形式之一。当然，因为其曲面的不可展性质，使得蜗杆设计复杂、制作困难、从而限制了传动性能的提高。

可以说，无论是螺旋传动还是蜗杆传动都有其优缺点，在学习、设计和应用的时候，对其不同点的辨析是十分有必要的，而要分析两者的不同，首先我们需要知道两种传动方式有哪些相同之处。

一、对两种传动方式的相同之处的研究

（一）旋向的判断方法相同

螺旋方向指的是圆柱表面的螺纹或蜗杆和涡轮螺旋线的方向，简称旋向。旋向分作左旋和右旋，无论内外螺纹和蜗轮、蜗轮，都离不开这两种旋向。在对旋向进行判断的时候，常用的有右手螺纹、右手蜗杆和蜗轮。用于传输的线程运动一般是梯形螺纹，而蜗杆也是一种特殊的梯形螺纹，具有较大的螺距。因此，判断两者转动的方法是相同的，即右手伸平，手掌向上，四指与螺纹或涡轮、蜗杆的轴线方向相同。右拇指指向，螺纹斜线是右手螺纹或右手涡轮，反之则是左手螺纹或左手涡轮、蜗杆。

（二）螺纹移动方向和蜗轮转向的判断方法相同

螺旋传动有三种应用形式：（1）螺母固定，螺杆旋转和轴向运动；（2）螺杆不动，螺母轴向运动；（3）螺杆旋转和螺母轴向运动。在螺杆旋转螺母的运动形式中，螺母运动方向的确定和蜗轮转向在蜗杆传动中的判断是由左旋和右旋的长度，由结构过程或经验公式决定。

（三）相同的传动条件

在表示蜗杆涡轮齿轮大小的时候，会采用毫米为单位的“模数”来表示。其模数越大，则表示该蜗杆涡轮的齿轮越大，并且承载力也越大。同样的，在螺旋传动中，会采用毫米为单位的“螺距”来表示螺纹牙型的大小。其螺距越大，則表示该螺旋传动的螺纹牙型越大，代表其承载力也越大。

想要传动成功，在蜗杆传动中，蜗杆必须满足涡轮的啮合；在螺旋传动中，螺杆必须满足螺母的旋合。在蜗杆传动中，蜗杆及涡轮啮合，必须在旋向形同的情况下，满足蜗杆及涡轮的模数一致，压力角相等，并且还有满足涡轮的螺旋角和蜗杆的螺旋角大小一致时，才能实现蜗杆传动。与之相同，也只有当螺杆和螺母的牙型角、旋向、螺距三者皆相等的时候，才能实现螺杆和螺母的配合，成功传动。

（四）相同的应用

在实践应用中，螺旋传动和蜗杆传动都有许多应用，其中，减速机构是两者都可以共同应用的部分。

在种类上，螺纹有单线螺纹、双线螺纹和多线螺纹的区分，而螺杆可以看做是一种特殊的梯形螺纹，尽管这种螺纹的螺距可能较大，也因此，蜗杆的种类也可以分成单线蜗杆、双线蜗杆和多线蜗杆。

在传动的过程中，螺旋传动是螺母伴随着螺杆的转动而进行移动；蜗杆传动是涡轮伴随着蜗杆的转动而进行转动。在多线螺杆中，螺杆转动一圈，螺母会移动一个导程，而如果是单线螺杆转动一圈，螺母只会移动一个螺距，也因此，螺旋转动才能实现减速机构的应用。蜗杆传动也是如此，在单线蜗杆中，蜗杆转动一周，涡轮只会移动一个齿，也因此，蜗杆传动液可以通过大的传动比，实现减速机构的应用。

（五）相同的失效形式

螺旋传动在使用过程中，由于长时间对螺纹牙的磨损，会使得牙型变的纤薄，螺纹牙的间隙增大，最终造成螺纹转动失效的结果。在失效形式上，蜗杆传动也是如此。由于使用过程中，蜗杆齿轮滑动速度快，导致严重的发热现象，增加了齿轮的磨损，长时间的齿轮发热磨损，一旦润滑效果不够，会导致磨损加重，最终蜗杆传动失效。

二、对两种传动方式的不同之处的分析研究

（一）不同的传递运动方式

针对两种传动方式的不同之处进行分析，首先最明显的不同，也是最大的不同之处就是螺旋传动的传递运动方式不同于蜗杆运动的传递运动方式。这种方式的不同之处是由于在传动的过程中，螺旋传动由于螺母与螺杆处于同一个平面内，使得螺母与螺杆具备相同的轴线；蜗杆传动则有所不同，由于蜗杆涡轮的两条轴线不处于同一平面内，蜗杆涡轮的两条轴线相互交叉成九十度直角。

（二）不同的传递运动形式

通过分析，可以得知另一点的不同之处，在于螺旋传动和蜗杆传动的传递运动形式不同。在传递运动过程中，螺旋传动由于自身特点，旋转运动形式会产生改变，在这一过程里，由于旋转，螺母或者螺杆的旋转运动会变成直线运动；蜗杆传动由于自身特点，涡轮的旋转是通过蜗杆的旋转运动带动，因此旋转运动形式不会产生改变。

三、结论

综上所述，作为机械传动的两种基本方式，由内螺纹和外螺纹互相配合的机械传动方式称之为螺旋传动；由蜗杆和涡轮的啮合的机械传动方式称之为蜗杆传动。熟悉并了解螺旋传动和蜗杆传动，分析两者的异同，进而加深掌握两种传动知识，对于学习机械基础具有事半功倍的作用。

参考文献：

[1]沈宇涵，宋爱平，彭云，邱林.蜗杆传动参数化设计系统的研究[J].机械，2017，44（04）：54-57+76.

[2]杨仁慧.浅谈螺旋传动与蜗杆传动的异同[J].科学咨询（科技·管理），2015（04）：77-78.

[3]王建军，李文革.螺旋传动的参数设计与检验[J].计测技术，2006（05）：56-58.