在蜗杆传动中,蜗轮轮齿的失效形式有点蚀、磨损、胶合和轮齿弯曲折断,但一般蜗杆传动效率较低,滑动速度较大,容易发热等,故胶合和磨损破坏更为常见,蜗杆传动为了避免胶合和减缓磨损,蜗杆传动的材料必须具备减摩、耐磨和抗胶合的性能。
一般蜗杆用碳钢或合金钢制成,螺旋表面应经热处理,以便达到高的硬度,然后经过磨削或珩磨以提高传动的承载能力,蜗轮多数用青铜制造,对低速不重要的传动,有时也用黄铜或铸铁,为了防止胶合和减缓磨损,应选择良好的润滑方式,选用含有抗胶合添加剂的润滑油。
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制造蜗轮副的材料组合首先要求有优良的减摩性,此外还要求一定的强度,在滑动速度较高(12~25m/s)的重要传动中蜗轮材料通常采用铸锡青铜ZQSn10-1和ZQSn6-6-3,铸铝铁青铜ZQAl9-4和ZQAl10-3-1.5的抗胶合能力较差,不宜用于滑动速度大于6m/s的场合。
在滑动速度较低(小于2m/s)的传动中,可采用HT15-33到HT20-40的灰铸铁,蜗杆材料主要为碳素钢或合金钢,12CrNi3A、18CrMnTi、20CrMnTi、20Cr、20CrV等(渗碳淬火到HRC58~63),也可用A6、40、45、40Cr及40CrNi等(淬硬到HRC45~55)。
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在包含蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的中间平面内,蜗杆的轴向齿距应与蜗轮的端面齿距相等,所以蜗杆的轴向模数与蜗轮的端面模数也相等,并规定为标准模数,蜗杆分度圆直径,喉圆直径,齿根圆直径均在中间平面内度量。
蜗杆直径系数是蜗杆特有的一重要参数,它等于蜗杆的分度圆直径与轴向模数的比值,对应于不同的标准模数,规定了相应的值,引入这一系数的目的,主要是为了减少加工刀具的数目。
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