高減速比傳動用蝸桿與蝸輪
依圖面訂製蝸桿與蝸輪——ZA、ZN、ZI、ZK 齒形，青銅蝸輪，滲碳研磨鋼蝸桿，出貨前以嚙合試驗機逐對檢驗。
蝸桿對同時做兩件事：在小巧的包絡尺寸內實現大減速比，並且——取決於導程角——它不會反向運轉。減速機、旋轉台、吊車和輸送機都基於這兩個原因使用相同的幾何結構，但兩者之間的平衡會隨著螺旋線數而變化。
PinyiGear 依圖面加工蝸桿與蝸輪：齒形 ZA、ZN、ZI 和 ZK，青銅蝸輪，滲碳及磨削鋼蝸桿，以成對方式供應，出貨前檢查接觸斑。
蝸桿對換來什麼，又付出什麼代價
軸呈 90° 交會，因此輸入與輸出朝向不同方向，殼體得以緊湊。單級減速比遠高於同尺寸的正齒輪對——在我們製造的範圍內可達 80:1——這通常能完全省去一級減速。
代價是效率。單螺旋線蝸桿將大約 60–70% 的輸入功率傳遞至蝸輪；其餘在嚙合處轉為熱量，必須經由殼體散出。增加螺旋線數可實質改善——三螺旋線達到約 80–85%，四至六螺旋線 85–92%——但隨著導程角增大，保持位置的能力也隨之消失。
| 螺旋線數 | 效率（約略值） | 自鎖 |
|---|---|---|
| 1 | 60–70% | 導程角夠小時可鎖定 |
| 2 | 70–80% | 取決於摩擦——可能鎖定 |
| 3 | 80–85% | 否 |
| 4–6 | 85–92% | 否 |
這些數值為約略值，會隨齒面粗糙度、潤滑和組裝對位而變動。若自鎖是設計前提的一部分，必須依實際導程角和摩擦係數確認，而非依表格假設——指定為自鎖的蝸桿若在振動下打滑，是安全問題，而非性能不足。
齒形：ZA、ZN、ZI、ZK
齒形決定刀具、磨削方式以及零件的量測方法。
| 齒形 | 形式 | 適用場合 |
|---|---|---|
| ZA（阿基米德） | 軸向截面為直線 | 車削與量測直接；一般用途 |
| ZN（法向直線） | 法向截面為直線 | 適合磨削 |
| ZI（漸開線） | 基圓切平面上為直線 | 磨削後仍保持精度；較高精度工作 |
| ZK（錐面包絡） | 由砂輪展成 | 批次磨削，結果一致 |
齒形一旦確定，砂輪形式、磨削方式和量測計畫便隨之而定。未標明齒形的圖面會讓工廠自行選擇，而兩家工廠會做出不同選擇。
加工範圍
蝸桿
| 精度 | 模數 | 螺旋線數 | 材料 |
|---|---|---|---|
| GB 7–8 | M1–M12 | 1–6 | 20CrMnTi、42CrMo |
| GB 7–9 | M1–M10 | 1–4 | 40Cr |
蝸輪，依配對材料
| 減速比 | 模數 | 齒數 | 材料 | 配對蝸桿螺旋線數 |
|---|---|---|---|---|
| 7.5:1 至 80:1 | M1–M12 | 30–80 | ZCuSn10P1 錫青銅 | 1–6 |
| 10:1 至 60:1 | M1–M10 | 30–60 | ZCuAl10Fe3 鋁青銅 | 1–4 |
| 10:1 至 50:1 | M1–M8 | 30–50 | QT500-7 球墨鑄鐵 | 1–4 |
錫青銅是負載傳動的預設材料，因為它能耐受滑動接觸並在負載下順應蝸桿。鋁青銅在較低轉速下承載更高負載，但較難磨合。球墨鑄鐵適合成本為主的輕負載場合。
製程路線
蝸桿。 20CrMnTi 滲碳淬火使齒面達到 HRC 58–62——硬化的表層覆於韌性芯部之上，這正是同時抵抗磨耗與斷齒的組合。較輕負載時，40Cr 調質或感應淬火使表面達到 HRC 48–55。
磨削。 淬火會使齒面變形，因此粗磨恢復幾何形狀，精磨使其達到精度等級。磨削蝸桿可保持 GB 6–7，比銑削高一級，差異表現為較低噪音和嚙合處較少熱量。
蝸輪。 錫青銅蝸輪以專用滾刀滾齒，範圍 M1 至 M12。蝸桿與蝸輪的接觸是一條線而非一個點，因此微小的中心距誤差會移動接觸區並集中磨耗。因此齒厚與中心距兩者都受控，不僅是齒形。
配對驗證。 蝸桿與蝸輪以成對方式製造與出貨。接觸斑的位置與面積逐套檢查，然後在嚙合試驗機上複檢。
精度
| 等級 | 加工方式 | 範圍 |
|---|---|---|
| GB 7–8 | 蝸桿銑削 | M1–M12 |
| GB 6–7 | 蝸桿磨削 | M1–M10 |
| GB 7–8 | 蝸輪滾齒 | M1–M12 |
| GB 8–9 | 蝸輪飛刀切削 | M1–M8 |
配套加工：CNC 車削至 0.005 mm，外圓與端面磨削至 0.001 mm。
檢驗與文件
每批出貨均附檢驗報告，載明齒距偏差、齒形偏差、螺旋線偏差與齒面硬度。這些數據讓客戶得以判斷安裝時發現的噪音究竟來自齒輪或來自組裝——沒有這些數據，雙方只能各自猜測。
製程線上量測設備：齒輪量測中心、三次元量測儀、硬度計、粗糙度計。
蝸桿傳動的應用場合
- 工業減速機——最常見的應用；速比與中心距依殼體圖面而定
- 分度盤與旋轉工作台——齒距誤差會直接轉為角度誤差，因此精度等級必須由分度公差推導，而非憑習慣選用
- 輸送與起重機械——單線蝸桿無需煞車即可保持停止負載
- 空間受限的交叉軸傳動——傘齒輪對無法安裝之處
- 客製傳動單元——經加工可行性審查後依圖製作
需提供的資料
- 蝸桿與蝸輪圖面（PDF、DWG、DXF、STEP），或模數、線數、齒數與速比
- 中心距；若須配合既有殼體，請附殼體圖面
- 精度等級，或傳動須維持的分度或定位公差
- 工況：扭矩、轉速、工作循環、環境與潤滑方式
- 是否要求自鎖，以及須保持的負載
- 數量，以及訂單為樣品、首批或重複量產
工程師會先審閱圖面，並在價格確定前回覆製程路線、蝸輪材料建議與檢驗計畫。
常見問題
如何判斷該對齒輪是否會自鎖？ 取決於導程角與使用中的摩擦係數，而非僅取決於線數。小導程角的單線蝸桿是慣用做法；但仍須依實際工況確認，因為振動與潤滑會改變結果。
錫青銅還是鋁青銅？ 錫青銅用於受載、較高轉速且重視磨合的工況。鋁青銅用於高負載低轉速，或環境不允許使用錫青銅的場合。球墨鑄鐵僅用於輕負載。
能否配合既有殼體？ 可以——中心距與安裝方式依殼體圖面而定。這通常是固定限制，齒輪幾何即圍繞此限制設計。
蝸桿傳動為何發熱？ 因為嚙合處的滑動接觸會將效率損失轉為熱。效率 60–70% 時，單線蝸桿對會將輸入功率的三分之一轉為熱，必須經由殼體或冷卻器散出。
你們供應整對還是單件？ 整對。接觸斑與背隙是整組的特性，單獨出貨蝸桿會得到一個量測正確、但與既有蝸輪搭配運轉仍可能不良的零件。