蝸桿蝸輪機構是由交錯軸斜齒圓柱齒輪機構演變而來的。在一對交錯角∑=90°、且和旋向相同的交錯軸斜齒輪機構中，若小齒輪1的螺旋角取得很大、其分度圓柱的直徑取得較小，且其軸向長度較長，齒數很少（一般），則其每個輪齒在分度圓柱面上能纏繞一周以上，這樣的小齒輪外形像一根螺桿，稱為蝸桿。
大齒輪2的較小、分度圓柱的直徑很大、軸向長度較短、齒數很多，它實際上是一個斜齒輪，稱為蝸輪。這樣的交錯軸斜齒輪機構嚙合傳動時，其齒廓間仍為點接觸。為了改善嚙合狀況，將蝸輪分度圓柱面的母線改為圓弧形，使之將蝸桿部分地包住（如下圖所示），并用與蝸桿形狀和參數相同的滾刀（兩者的差別僅在于滾刀的外徑稍大，以便加工出頂隙）范成加工蝸輪，這樣加工出來的蝸輪與蝸桿嚙合傳動時，其齒廓間為線接觸，可傳遞較大的動力。這樣的傳動機構稱為蝸桿蝸輪機構（又稱蝸桿傳動機構）。
由蝸輪蝸桿的形成可以看出，蝸輪蝸桿機構具有以下兩個明顯的特征：其一，它是一種特殊的交錯軸斜齒輪機構，其特殊之處在于∑=90°，很少，一般；其二，它具有螺旋機構的某些特點，蝸桿相當于螺桿，蝸輪相當于螺母，蝸輪部分地包容蝸桿。
同螺桿一樣，蝸桿也有左旋、右旋及單頭、多頭之分。工程中通常采用右旋蝸桿，蝸桿的頭數就是其齒數。由于蝸桿螺旋線導程角，而，故，即蝸輪的螺旋角等于蝸桿的導程角。
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