知识系列 · 蜗轮规格
如何 指定 蜗轮蜗杆——工程师完整检查清单
在完成蜗轮蜗杆规格之前，您必须定义 10 个参数——按正确的顺序，并给出每个参数背后的计算方法——此外，还有一个可打印的清单，可在一个工作日内生成确认的报价。
十参数框架
示例
可打印清单
为什么“我需要一个蜗轮”永远不够
韩国永力动力收到的每一份蜗轮蜗杆询价之后，都会附带一系列相同的问题。这并非因为答案难以解答——而是因为大多数询价都遗漏了这些参数。每缺少一个参数，报价就会延迟一次往返。如果规格书包含全部10个参数，则可在一个工作日内收到报价。而如果只有三个参数，则可能需要一周的时间进行反复沟通，才能最终确定足够完善的规格书并进行报价——而这一周往往是机器开发项目的关键时期。
这10个参数并非随意设定，而是遵循一定的逻辑顺序：每个参数都会限制下一个参数的可用选项。首先确定传动比，然后确定起始点数。起始点数决定效率，进而影响扭矩预算。扭矩决定模数。模数和传动比共同决定中心距。中心距是壳体必须容纳的尺寸。所有参数都源于第一个参数：所需的传动比。正确的顺序可以避免最常见的规格错误——选择了一个模数后才发现它与壳体空间不匹配。
10个参数依次为：
- 齿轮比
- 起始计数 z1
- 模块 m
- 输出扭矩T2
- 中心距
- 孔和轴配合
- 键槽
- 材料和责任等级
- 精度等级
- 文档包
十大规格参数——每项参数的要求及原因
01
齿轮比 i = n₁ ÷ n₂
首先确定电机转速 (n₁) 和所需的输出轴转速 (n₂)。传动比 i = n₁ ÷ n₂ 是主要的设计输入——其他所有参数都由此推导而来。例如，一台 4 极电机，转速为 1450 RPM，驱动一个转速为 29 RPM 的轴，则传动比 i = 50:1。务必先计算所需的精确传动比，然后选择最接近的标准传动比或指定自定义传动比。标准传动比（10、15、20、25、30、40、50、60、80、100:1）可能无法完全满足您的要求。非标准传动比可通过 3 级半定制规格获得，无需新的模具。齿轮传动比还决定了是否可以实现自锁：在高传动比（≥ 30:1，单头蜗轮蜗杆）下，通常可以实现自锁；在低传动比下，则需要进行验证。
02
起始计数 z1（1、2 或 4）
启动次数同时决定两个特性：自锁能力和效率。单启动 (z1=1)：导程角较小 → 大多数传动比下均可自锁 → 效率为 50–75%。双启动 (z1=2)：效率提高至 72–82% → 自锁能力有限。四启动 (z1=4)：效率为 83–90% → 无法实现自锁。当需要负载保持（安全自锁）时，例如倾斜输送机、起重机和协作机器人关节，应指定 z1=1。应在最高工作温度下验证自锁性能，而非环境温度：摩擦系数随温度降低，这可能会导致在 20°C 下自锁但在 70°C 外壳温度下无法自锁的驱动器失去自锁功能。
03
模数 m（由扭矩而非比率决定）
模数的选择取决于所需的输出扭矩，而非传动比。锡青铜轮的扭矩-模数关系为：T₂_rated ≈ 0.9 × m³ × z₂ × 120 MPa（适用于中等转速下的 ZCuSn10Pb1 合金）。若所需扭矩 T₂ 为 300 Nm，传动比为 50:1 (z₂=50)：m³ ≥ 300 / (0.9 × 50 × 0.12) → m³ ≥ 55.6 → m ≥ 3.82 → 选择 M4。标准模数：M1、M1.25、M1.5、M2、M2.5、M3、M4、M5、M6、M8、M10。非标准模数（M3.5、M4.5、M7）需要 4 级定制模具。为确保足够的运行裕量，请始终选择比最小计算值高一个标准模数等级的模数。
04
输出扭矩 T₂（负载 × 使用系数）
根据应用计算扭矩：对于线性机构，T₂ = F × r（F = 负载力，r = 力臂）；对于旋转机构，T₂ = P/ω。应用服务系数：平稳恒定负载（风扇、泵）为 1.0–1.25；中等冲击（带负载启动的输送机）为 1.5；重冲击（可能发生堵塞的物料搬运、频繁启停等）为 2.0–2.5。设计扭矩 T₂_design = T₂_load × SF。输出轴电机扭矩 ≠ 设计扭矩：T₂_motor = T_motor × i × η — 效率降低意味着电机必须提供比负载扭矩除以该比值更大的输入扭矩。
05
中心距 a（导出，非选定）
一旦模数、起始齿数和齿数确定，即可确定中心距：a = m(q + z₂)/2，其中 q 为直径商（通常为 8–16，常选 q=12 或 q=10）。对于 M4 齿轮，q=12，z₂=50：a = 4(12+50)/2 = 124 mm。中心距并非自由变量。机壳必须能够容纳计算出的中心距，且精度等级要求的公差必须满足要求（标准型通常为 ±0.10 mm，精密型通常为 ±0.05 mm）。机壳的设计或选型应基于中心距——切勿先设计机壳再将齿轮组装入其中。
06
孔径和轴配合
孔径加工公差为 H7（标准孔径基准）。轴配合类型：H7/k6 — 过渡配合，可拆卸以便维护；H7/n6 — 轻度过盈配合，标准中等载荷永久装配；H7/p6 — 中度过盈配合，重度冲击应用（需要液压机或加热进行装配）。非标准孔径（任意数值，不限于目录阶梯）可作为二级定制产品提供，交货周期为 2-4 周，且无需模具费用。请明确指定孔径（精确到 0.1 mm）和配合类型。双联蜗杆轴（可调齿隙）需要不同的轴配合——H7/g6 间隙配合，以允许轴向调节。
07
键槽尺寸
键槽尺寸遵循 DIN 6885A 标准，并以孔径为函数。例如，30 mm 孔径对应 8×7 mm 键槽（宽 8 mm，高 7 mm）。50 mm 孔径对应 14×9 mm 键槽。请注明：(1) 键槽标准（默认为 DIN 6885A 公制标准），(2) 键槽宽度公差（JS9 表示普通间隙；P9 表示过盈配合），(3) 是否需要定位螺钉孔。如果不需要键槽，请明确说明——如未特别说明，所有大于 10 mm 的孔径均默认加工键槽。如果需要两个键槽（相隔 90° 用于平衡或冗余），则必须在下单时注明。
08
材料和职责等级
轴的材料决定硬度和可淬性；轮子的材料决定抗擦伤性和强度。这两者是相辅相成的——正确的组合取决于工况等级和环境。D1 轻型：C45 感应淬火 + ZCuSn10Pb1。D2 中型：40Cr 整体淬火 + ZCuSn10Pb1。D3 重型：SCM415 渗碳 + ZCuAl10Fe3。食品/船舶：SS316 + SS316 或 SS316 + ZCuSn10Pb1。仅说明轴的牌号（“我需要 40Cr 轴”）是不够的——还必须指定轮子的合金。在某些情况下，40Cr 轴搭配 ZCuAl10Fe3 轮子的硬度差不足；参见…… 材料选择指南 用于配对规则。
09
精度等级（DIN 5–12）
DIN 精度等级规定了导程偏差、轮廓偏差、节距误差和齿厚的允许公差。DIN 12：商用（仅滚齿，一般工业用途）；DIN 9-10：标准工业（滚齿 + 可能进行微磨）；DIN 7-8：精密（螺纹磨削）；DIN 5-6：高精度（磨削和研磨，用于机器人和定位驱动）。精度每提高一级，制造成本大约翻倍。请指定您的应用所需的最低等级。例如，仓库输送机驱动装置过度指定 DIN 6 级会增加成本，而没有运行优势；分度机器人则选择 DIN 9 级以下的精度会导致位置误差。请说明所需的精度等级以及应用类型，以便韩国永力动力公司确认规格是否合适。
10
文档包
文件级别必须符合您的质量体系要求。标准供货：材料证书（可追溯炉号）+ 三坐标测量机尺寸检验报告。食品/HACCP：增加表面粗糙度报告（Ra 测量）+ NSF H1 润滑剂兼容性确认 + HACCP 区域声明。船舶/海上：增加 500 小时 ASTM B117 盐雾试验证书。医疗器械（ISO 13485）：增加 ISO 10993-1 生物相容性参考 + 热处理记录 + 轧制试验证书。汽车 OEM（PPAP）：指定 PPAP 1 级、2 级或 3 级。文件要求并非总能追溯到已发货订单——请在下单时说明，韩国永力动力将在接受订单前确认文件可用性。
实例演示：从电机+负载到完整规格
应用：倾斜式皮带输送机，仓库配送中心。电机：4极，1450转/分，3千瓦。驱动滚筒直径200毫米（所需转速：38.2转/分）。倾斜角度15°，负载质量600公斤。标准工业室内环境。
参数构建
① 比率
1450 ÷ 38.2 = 37.96 → 标准 40:1 （输出转速 36.25 RPM — 可接受 ±5%）
② 开始计数
斜坡需要保持负载 → z1 = 1 （在65°C外壳温度下验证自锁功能）
③ 扭矩
F = 600 × 9.81 × sin15° + 0.15 × 600 × 9.81 × cos15° ≈ 2,368 N； T2 = 2,368 × 0.10 = 237 牛米； SF=1.5 → T_design = 355 牛米
④ 模块
m³ ≥ 355 / (0.9 × 40 × 0.12) = 82.2 → m ≥ 4.34 → 模块 M5 （立方米=125）
⑤ 中心距离
a = 5(12+40)/2 = 130毫米
⑥ 钻孔
轴径 35 毫米，中等载荷，无冲击 → ⌀35 毫米 H7/n6
⑦键槽
35毫米孔径 → 10×8 毫米 DIN 6885A
⑧ 材料
D2 中等，无冲击 → 40Cr轴（硬度50-56 HRC）+ ZCuSn10Pb1轮
⑨ 精度
仓库传送带 → DIN 8
⑩ 文档
标准工业 → 材料证书 + 三坐标测量报告
从规格制定到成品齿轮组
可打印规格清单
电机转速（RPM）
所需输出转速（RPM）
齿轮比 i（计算值）
起始计数 z1（需要自锁吗？）
所需输出扭矩（牛米）
应用服务系数
设计扭矩 T_design (Nm)
模块 m — 或通过扭矩确认
中心距 a（毫米）
孔径（毫米）
轴配合类型（H7/k6 / n6 / p6）
键槽（DIN 6885A 宽度×高度，或无键槽）
蜗杆轴材料+硬度
蜗轮合金
职务等级 D1–D4
精度等级（DIN 5–12）
需要IP防护等级
工作温度范围（°C）
特殊环境
所需文档标准
韩国永力
适用于各种规格级别的产品
目录或定制 · D1–D3 · M2–M10
合金钢蜗杆和蜗轮组
任何合金钢蜗轮蜗杆的规格均以此为基础。标准模数 M2–M10 的目录速比（5:1 至 100:1）交货期为 5–15 个工作日。非标速比（5:1 至 300:1 之间的任意整数）无需新模具即可作为 3 级半定制产品生产，首单交货期为 4–6 周，续订交货期为 2–3 周。D2 标准配置为：40Cr 轴，通体淬硬至 50–56 HRC，搭配 ZCuSn10Pb1 锡青铜轮。D3 减震应用可选用 SCM415 渗碳轴（58–62 HRC）+ ZCuAl10Fe3 轮。每套产品均附带材料证书（包含轧制炉号）和三坐标测量机 (CMM) 尺寸检验报告。内孔加工至 H7 级，可加工至任何指定直径——非目录内孔径不收取额外费用。
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替换 · 轮廓匹配 · 任意孔径
精密圆柱蜗轮
如需为现有蜗杆轴指定替换轮，请提供轴的模数、导程角（或导程/节距）和节圆直径，或将轴寄送进行反向测量。韩国永力动力公司使用与轴几何形状匹配的刀具对替换轮进行滚齿加工，确保达到≥70%的接触面覆盖率。可选材质包括：ZCuSn10Pb1（D1-D2）、ZCuAl10Fe3（D3冲击级）、ZCuSn12（高强度D2级）、SS316（食品/船舶1区）以及适用于低负载低噪音应用的PA66/POM。孔径可加工至任意H7直径。键槽符合DIN 6885A标准，也可省略。随附CMM测量报告，涵盖孔径、键槽宽度和齿跳动。
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OEM项目 · 任意参数 · 可提供PPAP认证
定制蜗轮蜗杆组件
当完整的10项参数规格超出产品目录范围时——例如非标准比例、左旋螺纹、非标准模数、特殊孔径几何形状或任何组合——3级半定制项目将在收到完整规格清单后的一个工作日内提供确认报价。所有图纸提交前均需签署保密协议。汽车和OEM供应项目可提供PPAP 1级、2级或3级认证。可提供医疗器械ISO 13485文件编制服务。供应项目起订量为10件，现有项目可选择批量订购。
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规格常见问题解答
蜗轮蜗杆规格——来自工程师和采购人员的提问
我只知道电机功率和所需的输出转速。这些信息足够启动吗？+
这些信息足以作为起点，但不足以完成规格说明。根据功率 P 和输出转速 n₂，可计算出所需输出扭矩 T₂ = P × η / ω₂，其中 η 为预估效率（保守起见，初始值取 0.65），ω₂ = n₂ × 2π/60。齿轮比由电机转速得出：i = n₁/n₂。模数由扭矩得出。您还需要提供孔径、配合类型、材质和文档级别等信息——这需要了解您的轴尺寸和运行环境。请提交您已有的信息，并将剩余参数标记为“待定”——韩国永力动力公司将确定完成规格说明所需的其他信息。
一台包装机每小时启动和停止 120 次，其正确的服务系数是多少？+
高循环启停应用在每次启动时都会产生冲击扭矩峰值，其可达运行扭矩的 2-4 倍。对于每小时 120 次启停循环且采用直接启动 (DOL) 的电机，SF = 2.0 较为合适。如果使用软启动电机控制器，启动扭矩峰值将降低至运行扭矩的约 1.2-1.5 倍，此时 SF = 1.5 即可。二者的区别至关重要，因为从设计扭矩（负载 × SF）中选择的模数直接决定了齿轮的物理尺寸和壳体尺寸。指定 SF = 1.5 时采用直接启动会低估峰值负载；指定 SF = 2.0 时采用软启动则会导致齿轮尺寸过大。在最终确定服务系数之前，务必确认电机的启动方式。
如果没有轴的图纸，我该如何计算所需的孔径？+
孔径必须与驱动轴配合，并保持正确的过盈量或间隙。如果无法提供轴的图纸：（1）使用游标卡尺或千分尺测量轴的实际直径，精度为 0.01 毫米；（2）确定所需的配合类型（标准工况下为 H7/n6，重载工况下为 H7/p6）；（3）计算在正确过盈量下，能够满足 H7 孔径公差的轴的公称直径范围。或者：测量轴的尺寸，并要求提供能够与测量轴实现 H7/n6 配合的孔径。韩国永力动力公司可以根据测量的轴尺寸计算出正确的孔径。切勿仅指定“配合”而不提供尺寸——制造公差需要具体的数值。
最接近的目录比例是 40:1，但我需要的是 37:1。我有哪些选择？+
37:1 的传动比，采用单头蜗杆（z1=1），需要使用 37 齿的滚齿轮——用于加工相同模数下 40 齿滚齿轮的同一台滚齿设备，只需更改分度齿轮的设置即可。此规格为 3 级半定制规格，无需新模具。交货周期：首单 4-6 周，后续订单 2-3 周。与目录中的 40 齿滚齿轮相比，小批量订单的额外成本通常为每件 20-40%，批量生产（每单 50 件以上）时，额外成本则降至每件 10-15%。请提供完整的规格清单，韩国永力动力公司将确认所需模数下 37:1 的传动比是否可行，并提供报价。
对于需要保持 0.1° 角度精度的太阳能跟踪器驱动器，我应该指定什么精度等级？+
输出轴处太阳能跟踪器的角度精度为 0.1° 时，蜗轮节圆半径为 50 mm 时，精度约为 0.08 mm。这要求齿隙小于 0.08 mm——可通过 DIN 7 级精度（磨削，齿隙范围 0.03–0.07 mm）或近零齿隙的双联蜗轮来实现。标准的 DIN 8–9 级精度（典型齿隙为 0.05–0.15 mm）处于临界值，可能无法在户外运行的温度范围内始终保持 0.1° 的精度。对于太阳能跟踪器应用，采用齿隙可调的双联蜗轮可以确保在一天中温度变化时保持稳定的精度——齿隙可以根据季节进行调整，无需更换部件。
我的机器使用公制尺寸，但客户图纸上指定了AGMA质量等级。我该如何转换？+
AGMA质量等级和DIN精度等级测量的是类似的几何参数（轮廓偏差、导程误差、节距变化），但采用不同的公差计算方法和测量标准。近似换算关系：AGMA 12 ≈ DIN 5；AGMA 11 ≈ DIN 6；AGMA 10 ≈ DIN 7；AGMA 9 ≈ DIN 8；AGMA 8 ≈ DIN 9。对于精度要求极高的应用，这些换算关系仅为近似值——必须针对具体的齿轮尺寸和模数比较精确的公差。韩国永力动力（Korea Ever-Power）可提供特定齿轮几何形状的DIN公差值，并确认其是否满足客户图纸审核所需的等效AGMA质量等级要求。
我需要一种用于起重机的蜗轮蜗杆，其中自锁是安全要求。哪些规格参数至关重要？+
对于安全至关重要的自锁应用：(1) z1=1（单头蜗杆——确保在目标传动比下可靠自锁的必要条件）；(2) 传动比≥20:1（较低的传动比会导致较大的导程角，可能无法自锁）；(3) 在预期最高工作温度下，使用实际指定的润滑剂验证自锁状态——而非在环境条件下；(4) 润滑剂粘度等级与工作温度相匹配（高温下粘度降低会减小摩擦角，可能导致无法自锁）；(5) 提供自锁计算文档，其中应包含导程角、最坏情况下的摩擦系数以及计算出的安全裕度（ρ' – λ ≥ 1.5° 最小值）。韩国永力动力公司为订购用于安全功能提升机的单头蜗轮蜗杆传动装置提供此自锁计算作为标准文档。
齿轮组上的“中心距”和壳体上的“中心距”有什么区别？+
理论中心距根据齿轮几何形状计算：a = m(q + z₂)/2。壳体内的实际中心距由加工在壳体铸件上的轴承位置决定。壳体中心距必须在精度等级公差范围内（通常 DIN 8 为 ±0.10 mm，DIN 7 为 ±0.05 mm）与理论齿轮中心距相匹配。大于理论中心距会增加齿隙，并可能减小齿接触面积。小于理论中心距会产生啮合预紧力，增加运行温度，并可能导致齿尖干涉。在指定或设计定制壳体时，务必在加工前确认壳体中心距公差是否符合齿轮精度等级公差。
编辑：Cxm
