按照蜗杆传动的特点，为使其具有足够的工作能力，需要保证蜗杆和蜗轮的强度、合理选择蜗杆和蜗轮材料，并改善工作环境等。

1.失效形式及计算准则

（1）主要失效形式

蜗杆传动的失效形式与齿轮传动相同，常发生胶合、磨损、疲劳点蚀和轮齿折断等。与齿轮传动相比，由于蜗杆传动齿面间滑动速度较大，功率损耗和发热量大，在润滑和散热不良时，胶合和磨损为主要失效形式。

（2）计算准则

由于目前对胶合与磨损的计算还缺乏可靠的方法和数据，因此，仍根据齿轮传动的强度计算方法，对于闭式蜗杆传动，计算齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度，并进行热平衡验算；对于开式蜗杆传动，只计算齿根弯曲疲劳强度。

由于蜗轮无论是材料的强度还是结构方面均较蜗杆弱，故失效多发生在蜗轮轮齿上，所以只需对蜗轮进行强度计算。有关内容见《机械设计手册》。

2.蜗杆和蜗轮的材料

据蜗杆传动的失效分析可知，蜗杆和蜗轮的材料除应具有足够的强度外，还要有良好的减摩、耐磨和抗胶合性。

蜗杆常用材料为碳素钢和合金钢，要求齿面粗糙度低并具有较高的硬度。对一般蜗杆可采用40、45等碳素钢，调质处理，硬度为220~250HBS；对高速重载的蜗杆常用20Cr、10CrMnTi等，渗碳淬火到56~62HRC，也可用40Cr、38SiMnMo等，表面淬火到45~55HRC，齿面应磨削加工。

蜗轮常用材料为青铜和铸铁。铸锡青铜，如ZCuSn10Pb1、ZCuSn5Pb5Zn5等，抗胶合，耐磨性好，易切削加工，但价格贵，一般用于重要的高速（相对滑动速度vs=5~15m/s）传动中；铸铝铁青铜，如ZCuAl10Fe3、ZCuAl10Fe3Mn2等，具有足够的强度，并耐冲击，价格较低，但切削性能和抗胶合性能比铸锡青铜差，故不适于高速，常用于vs≤8m/s的场合；灰铸铁，如HT150~HT300等主要用于低速、轻载场合，vs＜2m/s。

3.润滑与散热

（1）润滑蜗杆传动(www.daowen.com)

若润滑不良，会进一步导致效率降低，并会产生急剧磨损，甚至出现胶合，故需采用合适的润滑油及润滑方式，通常根据齿面间的相对滑动速度vs来选择。相对滑动速度vs的计算式为

蜗杆传动常用润滑油牌号及润滑方式见表6-15。

表6-15　常用润滑油牌号及润滑方式

（2）散热

由于蜗杆传动效率较低，发热量大，在闭式传动中，如果散热条件不好，润滑油温升高会引起润滑不良而产生齿面胶合。因此，对于连续运转的闭式蜗杆传动，常需要计算润滑油的工作温度。如果工作温度超过75℃~85℃，则可采用下列冷却措施。

①在箱体外表面加散热片以增加散热面积。

②在蜗杆轴端安装风扇，加速空气流通，提高散热率，如图6-40（a）所示。

③在油池中安装蛇形水管，用循环水冷却，如图6-40（b）所示。

④采用压力喷油润滑，如图6-40（c）所示。

润滑油工作温度的计算公式见《机械设计手册》。

图6-40　蜗杆传动的冷却措施