WPWDKS120-20蜗轮蜗杆减速机的工作原理是什么

WPWDKS120-20 蜗轮蜗杆减速机工作原理（结合型号特性详解）

WPWDKS120-20 属于 WP 系列双级蜗轮蜗杆减速机（型号拆解：W = 蜗杆、P = 阿基米德 / 平面包络蜗杆、D = 双级传动、K = 空心轴输出、S = 带法兰安装、120 = 中心距 120mm、20 = 总传动比 20），其核心工作原理是通过 “蜗轮蜗杆啮合的空间交错轴传动” 实现减速增扭，同时利用双级串联结构优化传动比，最终将电机的高速低扭矩转化为设备所需的低速高扭矩，以下从核心机理、结构配合、传动过程三方面展开，结合型号参数具象说明：

一、核心工作机理：蜗轮蜗杆的啮合传动（空间交错轴啮合）

1. 基础啮合原理

蜗轮蜗杆本质是 “螺旋齿轮传动的特殊形式”，两者轴线在空间呈 90° 交错（无交点、不平行），通过齿面的滑动摩擦 + 滚动摩擦实现动力传递：

蜗杆：相当于 “右旋 / 左旋螺旋齿轮”，齿数为 1-4 齿（称为 “头数”，WPWDKS120-20 常用蜗杆头数 z1=2 或 4），螺旋升角通常 5°-15°，转动时齿面像 “螺杆” 一样推动蜗轮齿；

蜗轮：相当于 “被螺杆驱动的螺母”，齿面为弧形（适配蜗杆螺旋面），齿数 z2 通常 20-80 齿（WPWDKS120-20 蜗轮齿数 z2=40 或 80，配合蜗杆头数实现总传动比 20）；

关键特性：啮合时蜗杆主动、蜗轮从动，动力只能从蜗杆传递至蜗轮（反向自锁，即蜗轮无法驱动蜗杆，可实现设备停机定位，无需额外刹车装置）。

2. 减速增扭的核心逻辑（公式 + 型号实例）

（1）减速比计算（双级传动比 = 两级单级传动比乘积）

WPWDKS120-20 为 双级蜗轮蜗杆串联（两个单级蜗轮蜗杆机构前后衔接），总传动比 i 计算公式：

i = i1 × i2 = (z21 / z11) × (z22 / z12)

符号说明：i1、i2 为第一、二级单级传动比；z11、z12 为第一、二级蜗杆头数；z21、z22 为第一、二级蜗轮齿数；

型号实例：WPWDKS120-20 总传动比 i=20，常见配置为 第一级 i1=5，第二级 i2=4（如 z11=2、z21=10；z12=2、z22=8），或 i1=4、i2=5（z11=2、z21=8；z12=2、z22=10），最终实现 5×4=20 的总传动比。

（2）转速与扭矩的转化（忽略效率损耗）

转速关系：输出转速 n2 = 输入转速 n1 /i

实例：电机输入转速 n1=1450rpm（普通 4 极电机），则输出转速 n2=1450/20=72.5rpm（符合该型号额定输出转速范围 60-80rpm）；

扭矩关系：输出扭矩 T2 = 输入扭矩 T1 × i × η

实例：电机输入扭矩 T1=15N・m（1.5kW 电机），减速机传动效率 η=0.75（双级蜗轮蜗杆效率通常 0.7-0.8），则输出扭矩 T2=15×20×0.75=225N・m（与 WPWDKS120-20 额定输出扭矩 200-250N・m 匹配）；

核心结论：传动比越大，输出转速越低，输出扭矩越大（前提是输入功率不变），这也是减速机 “减速增扭” 的核心价值。

二、型号专属结构配合：双级传动的结构优势（结合 WPWDKS120-20 设计）

1. 核心部件组成（适配 120mm 中心距）

第一级蜗轮蜗杆：中心距 a1=80mm（小中心距，实现初步减速），蜗杆轴径 φ30-35mm，蜗轮分度圆直径 φ160-180mm；

第二级蜗轮蜗杆：中心距 a2=120mm（主中心距，实现二次减速），蜗杆轴径 φ40-45mm，蜗轮分度圆直径 φ200-220mm；

支撑结构：两级蜗杆均通过深沟球轴承（第一级 6306/6307，第二级 6308/6309）支撑，确保轴向窜动≤0.1mm、径向跳动≤0.08mm；输出端为空心轴（孔径 φ50-60mm），带法兰安装座（S 型设计），适配设备固定。

2. 双级传动的优势（对比单级）

传动比更大：单级蜗轮蜗杆最大传动比约 80，双级可轻松达到 1000 以上，WPWDKS120-20 的 20 传动比通过双级分配，可降低单级啮合压力（避免单级蜗轮齿面过载）；

转速梯度更平缓：电机高速（1450rpm）经第一级减速至 290rpm（1450/5），再经第二级减速至 72.5rpm，减少齿面冲击摩擦，降低油温，延长使用寿命；

：120mm 中心距设计下，双级串联比单级大传动比结构更小巧，适配安装空间受限的场景（如小型输送线、包装机械）。