和齿轮传动一样, 蜗杆传动的失效形式也有点蚀(齿面接触疲劳破坏)、齿根折断、由面胶合及过度磨损等。由于材料和结构上的原因,蜗杆螺旋齿部分的强度总是高于蜗轮轮齿的强度,所以失效经常发生在蜗轮轮齿上。因此,一般只对蜗轮轮齿进行承载能力计算。由于蜗杆与蜗轮齿面间有较大的相对滑动,从而增加了产生,啮合和磨损失效的可能性,尤其在某些条件下(如润滑不良),蜗杆传动因齿面啮合而失效的可能性更大。因此,蜗杆传动的承载能力往往受到抗胶合能力的限制。
在开式传动中多发生齿面磨损和轮齿折断,因此应以保证齿根弯曲疲劳强度作为开式传动的主要设计准则。在闭式传动中,蜗杆副多因齿面胶合或点蚀而失效。因此,通常是按齿面接触疲劳强度进行设计,而按齿根弯由疲劳强度进行校核。此外,闭式蜗杆传动,由于散热较为困难,还应作热平衡核算。
蜗杆一般是用碳钢或合金钢制成。高速重载蜗杆常用15Cr或20Cr,并经渗碳淬火;也可用40、45号钢或40Cr并经淬火。这样可以提高表面硬度,增加耐磨性。通常要求蜗杆淬火后的硬度为40~55HRC,经氮化处理后的硬度为55~62HRC。一般不太重要的低速中载的蜗杆,可采用40或45号钢,并经调质处理,其硬度为220~300HBS.