機(jī)械設(shè)計(jì)習(xí)題與答案19蝸桿傳動

1、. 十九蝸桿傳動習(xí)題與參考答案 一、選擇題 1 與齒輪傳動相比較， 不能作為蝸桿傳動的優(yōu)點(diǎn)。 A. 傳動平穩(wěn)，噪聲小 B. 傳動效率高 C. 可產(chǎn)生自鎖 D. 傳動比大 2 阿基米德圓柱蝸桿與蝸輪傳動的 模數(shù)，應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)值。 A. 法面 B. 端面 C. 中間平面 3 蝸桿直徑系數(shù)q 。 A. q=d/m B. q=dm ll C. q=a/d D. q=a/m l 4 在蝸桿傳動中，當(dāng)其他條件相同時，增加蝸桿直徑系數(shù)q，將使傳動效率 。 A. 提高 B. 減小 C. 不變 D. 增大也可能減小 z，則傳動效率 。 5 在蝸桿傳動中，當(dāng)其他條件相同時，增加蝸桿頭數(shù)1 A. 提高 B. 降低 C

2、. 不變 D. 提高，也可能降低 z，則滑動速度 6 在蝸桿傳動中，當(dāng)其他條件相同時，增加蝸桿頭數(shù)。 1 A. 增大 B. 減小 C. 不變 D. 增大也可能減小 z，則 7 在蝸桿傳動中，當(dāng)其他條件相同時，減少蝸桿頭數(shù) 。 1 A. 有利于蝸桿加工 B. 有利于提高蝸桿剛度 C. 有利于實(shí)現(xiàn)自鎖 D. 有利于提高傳動效率 8 起吊重物用的手動蝸桿傳動，宜采用 的蝸桿。 A. 單頭、小導(dǎo)程角 B. 單頭、大導(dǎo)程角 C. 多頭、小導(dǎo)程角 D. 多頭、大導(dǎo)程角 9 蝸桿直徑d的標(biāo)準(zhǔn)化，是為了 。 1 A. 有利于測量 B. 有利于蝸桿加工 C. 有利于實(shí)現(xiàn)自鎖 D. 有利于蝸輪滾刀的標(biāo)準(zhǔn)化 10

3、蝸桿常用材料是 。 A. 40Cr B. GCrl5 C. ZCuSnl0P1 D. LY12 11 蝸輪常用材料是 。 A. 40Cr BGCrl5 C. ZCuSnl0P1 D. LYl2 12 采用變位蝸桿傳動時 。 A. 僅對蝸桿進(jìn)行變位 B. 僅對蝸輪進(jìn)行變位 . . C. 同時對蝸桿與蝸輪進(jìn)行變位 13 采用變位前后中心距不變的蝸桿傳動，則變位后使傳動比 。 A. 增大 B. 減小 C. 可能增大也可能減小。 14 蝸桿傳動的當(dāng)量摩擦系數(shù)f隨齒面相對滑動速度的增大而 。 v A. 增大 B. 減小 C. 不變 D. 可能增大也可能減小 15 提高蝸桿傳動效率的最有效的方法是 。 z

4、 B. 增加蝸桿頭數(shù) A. 增大模數(shù)m 1 C. 增大直徑系數(shù)q D. 減小直徑系數(shù)q 16 閉式蝸桿傳動的主要失效形式是 。 A. 蝸桿斷裂 B. 蝸輪輪齒折斷 C. 磨粒磨損 D. 膠合、疲勞點(diǎn)蝕 17 用 計(jì)算蝸桿傳動比是錯誤的。 zz =/ B. i A. i=/ 2112n/nd/d = D. i = C. i2211 18 在蝸桿傳動中，作用在蝸桿上的三個嚙合分力，通常以 為最大。 A. 圓周力F B. 徑向力F r1tl C. 軸向力F a1 19 下列蝸桿分度圓直徑計(jì)算公式： ?zz）； （e）d=2a/（i；（d）d=m+1/（itan）。 ； （a）d=mq （b）d=m=

5、；（c）dd/i12111121其中有 是錯誤的。 A. 一個 B. 兩個 C. 三個 D. 四個 20 蝸桿傳動中較為理想的材料組合是 。 A. 鋼和鑄鐵 B. 鋼和青銅 C. 銅和鋁合金 D. 鋼和鋼 二、填空題 2l 阿基米德蝸桿和蝸輪在中間平面上相當(dāng)于直齒條與 齒輪的嚙合。 22 在蝸桿傳動中，蝸桿頭數(shù)越少，則傳動效率越 ，自鎖性越 ，一般蝸桿頭 z= 數(shù)常取 。 1 23 在蝸桿傳動中，已知作用在蝸桿上的軸向力F=1 800N，圓周力F=880N，若不考慮摩擦t1al影響，則作用在蝸輪上的軸向力F= ，圓周力F 。 t2a2 24 蝸桿傳動的滑動速度越大，所選潤滑油的粘度值應(yīng)越 。

6、25 在蝸桿傳動中，產(chǎn)生自鎖的條件是 。 26 蝸輪輪齒的失效形式有 、 、 、 。但因蝸桿傳動在齒面 間有較大的 ，所以更容易產(chǎn)生 和 失效。 27 變位蝸桿傳動僅改變 的尺寸，而 的尺寸不變。 28 在蝸桿傳動中，蝸輪螺旋線的方向與蝸桿螺旋線的旋向應(yīng)該 。 . . 29 蝸桿傳動中，蝸桿所受的圓周力F的方向總是與 ，而徑向力F的方向總rlt1 是 。 30 閉式蝸桿傳動的功率損耗，一般包括： 、 和 三部分。 31 阿基米德蝸桿和蝸輪在中間平面相當(dāng)于 與 相嚙合。因此蝸桿 的 模數(shù)應(yīng)與蝸輪的 模數(shù)相等。 z和模數(shù)m一定，而增大直徑系數(shù)q， 32 在標(biāo)準(zhǔn)蝸桿傳動中，當(dāng)蝸桿為主動時，若蝸桿頭數(shù)

7、 1?，則傳動效率 。則蝸桿剛度 ；若增大導(dǎo)程角 dd= 。 = ；蝸輪分度圓直徑 33 蝸桿分度圓直徑21 z= 。 頭蝸桿；為了滿足自鎖要求，應(yīng)選 34 為了提高蝸桿傳動的效率，應(yīng)選用 1 35 蝸桿傳動發(fā)熱計(jì)算的目的是防止 ，以防止齒面 失效。發(fā)熱計(jì)算的出發(fā)點(diǎn) 是 等于 。 36 為了蝸桿傳動能自鎖，應(yīng)選用 頭蝸桿；為了提高蝸桿的剛度，應(yīng)采用 的 直徑系數(shù)q。 37 蝸桿傳動時蝸桿的螺旋線方向應(yīng)與蝸輪螺旋線方向 ；蝸桿的分度圓柱導(dǎo)程角應(yīng)等于 蝸輪的分度圓螺旋角。 d= 模數(shù)，其分度圓直徑 ；蝸輪的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)38 蝸桿的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)是 1 d= 模數(shù)，其分度圓直徑 。 是 2 zz=37,蝸輪齒

8、數(shù)模數(shù)，蝸桿直徑系數(shù)q 39 有一普通圓柱蝸桿傳動，已知蝸桿頭數(shù)=8,=2 21dd= mm；蝸輪分度圓直徑 mmm=8mm，則蝸桿分度圓直徑；傳動中心距= 21 ?= ；蝸輪分度圓上螺旋角 。 mm；傳動比i= a 2 40 阿基米德蝸桿傳動變位的主要目的是為了 和 。 zz80(100) ；是為 41 在進(jìn)行蝸桿傳動設(shè)計(jì)時，通常蝸輪齒數(shù) 26是為了 22 了 。 dzz，模數(shù)m，蝸桿的直徑系數(shù)q， 42 蝸桿傳動中，已知蝸桿分度圓直徑蝸輪齒數(shù)，頭數(shù)， 211?d= ，蝸輪分度圓直徑，蝸桿導(dǎo)壓力角= ，蝸桿螺旋線方向?yàn)橛倚?，則傳動比i 2 ? ，蝸輪螺旋線方向?yàn)?程角，蝸輪螺旋角= 。 43

9、 阿基米德圓柱蝸桿傳動的中間平面是指 的平面。 44 由于蝸桿傳動的兩齒面間產(chǎn)生較大的 速度，因此在選擇蝸桿和蝸輪材料時，應(yīng)使 相匹配的材料具有良好的 和 性能。通常蝸桿材料選用 或 ，蝸輪材 料選用 或 ，因而失效通常多發(fā)生在 上。 45 蝸桿導(dǎo)程角的旋向和蝸輪螺旋線的力向應(yīng) 。 46 蝸桿傳動中，一般情況下 的材料強(qiáng)度較弱，所以主要進(jìn)行 輪齒的強(qiáng)度計(jì)算。 三、問答題 47 蝸桿傳動具有哪些特點(diǎn)？它為什么要進(jìn)行熱平衡計(jì)算？若熱平衡計(jì)算不合要求時怎么辦？ zz，并簡述其理由。 和蝸輪齒數(shù)、蝸桿頭數(shù) 48 如何恰當(dāng)?shù)剡x擇蝸桿傳動的傳動比i 1221 49 試闡述蝸桿傳動的直徑系數(shù)q為標(biāo)準(zhǔn)值的實(shí)際

10、意義。 50 采用什么措施可以節(jié)約蝸輪所用的銅材？ 51 蝸桿傳動中，蝸桿所受的圓周力F與蝸輪所受的圓周力F是否相等？ t2t1. . 52 蝸桿傳動中，蝸桿所受的軸向力F與蝸輪所受的軸向力F是否相等？ a2a1 53 蝸桿傳動與齒輪傳動相比有何特點(diǎn)？常用于什么場合？ 54 采用變位蝸桿傳動的目的是什么？變位蝸桿傳動中哪些尺寸發(fā)生了變化？ 55 影響蝸桿傳動效率的主要因素有哪些？為什么傳遞大功率時很少用普通圓柱蝸桿傳動？ 56 對于蝸桿傳動，下面三式有無錯誤？為什么？ ?n/n?z/z?d/i?d；（ 1） 22111122a?(d?d)/2?m(z?z)/2； ） （2 2211F?2T/d

11、?2Ti/d?2T/d?F；） （3 1112tt2212 57 蝸桿傳動中為何常用蝸桿為主動件？蝸輪能否作主動件？為什么？ 58 為什么要引入蝸桿直徑系數(shù)q？如何選用？它對蝸桿傳動的強(qiáng)度、剛度及尺寸有何影響？ 59 影響蝸桿傳動效率的主要因素有哪些？導(dǎo)程角的大小對效率有何影響？ 60 蝸桿傳動的正確嚙合條件是什么？自鎖條件是什么？ 61 蝸桿減速器在什么條件下蝸桿應(yīng)下置？在什么條件下蝸桿應(yīng)上置？ zz應(yīng)考慮哪些因素？ 和蝸輪的齒數(shù)選擇蝸桿的頭數(shù) 62 21 63 蝸桿的強(qiáng)度計(jì)算與齒輪傳動的強(qiáng)度計(jì)算有何異同？ 64 為了提高蝸桿減速器輸出軸的轉(zhuǎn)速，而采用雙頭蝸桿代替原來的單頭蝸桿，問原來的蝸輪

12、是否可以繼續(xù)使用？為什么？ 65 蝸桿在進(jìn)行承載能力計(jì)算時，為什么只考慮蝸輪？而蝸桿的強(qiáng)度如何考慮？在什么情況下需要進(jìn)行蝸桿的剛度計(jì)算？ 66 在設(shè)計(jì)蝸桿傳動減速器的過程中，發(fā)現(xiàn)已設(shè)計(jì)的蝸桿剛度不足，為了滿足剛度的要求，決定將直徑系數(shù)q從8增大至10，問這時對蝸桿傳動的效率有何影響？ 67 在蝸桿傳動設(shè)計(jì)時，蝸桿頭數(shù)和蝸輪齒數(shù)應(yīng)如何選擇？試分析說明之。 四、分析計(jì)算題 68 在題68圖中，標(biāo)出未注明的蝸桿(或蝸輪)的螺旋線旋向及蝸桿或蝸輪的轉(zhuǎn)向，并繪出蝸桿或蝸輪嚙合點(diǎn)作用力的方向(用三個分力表示)。 題 68圖 . . ，要求作用在軸n）圖所示為兩級蝸桿減速器，蝸輪4為右旋，逆時針方向轉(zhuǎn)動（6

13、9 題694 2的軸向力方向相反。試求：上的蝸桿3與蝸輪 69圖題 的螺旋線方向與轉(zhuǎn)向；1（1）蝸桿 所受三個分力的方向。2與蝸桿3（2）畫出蝸輪?2，=0.82，散熱面積70 一單級普通圓柱蝸桿減速器，傳遞功率P=7.5kW，傳動效率A=1.2m?t2 ，環(huán)境溫度。問該減速器能否連續(xù)工作？=8.15W/(m=20)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)0s2?,zni?24，71 已知一單級普通圓柱蝸桿傳動，蝸桿的轉(zhuǎn)速，傳動比=1 440r/min117N=10并查得，蝸輪材料為ZCuSn10P1砂模鑄造，m=10mm,q=8,蝸桿材料為45鋼，表面淬火50HRC?。若工作條件為單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，載荷系數(shù)時蝸輪材料

14、的基本許用接觸應(yīng)力=200 MpaHP 10年。試求這蝸桿軸輸入的最大功率。，每年工作300天，工作壽命為8hK=1.05，每天工作A 提示：接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算式為T9K?2A?Z HPEH22zdm21?801?11002114MPa?Z160? 。擦角量并已知：，當(dāng)，導(dǎo)程角摩vE，壓力m，模數(shù)=4 mm圖所示為一標(biāo)準(zhǔn)蝸桿傳動，蝸桿主動，轉(zhuǎn)矩T=25 000Nmm7272 題1?zz75.0? 。試確定：=54=10，直徑系數(shù)，頭數(shù)角=20=2q，蝸輪齒數(shù)，傳動的嚙合效率21 72 題 圖. . （1）蝸輪的轉(zhuǎn)向； （2）作用在蝸桿、蝸輪上的各力的大小及方向。 zz=40,=80 mm, =1

15、,圖所示為由電動機(jī)驅(qū)動的普通蝸桿傳動。已知模數(shù)m=8 mm,d73 題73121?T6Nmm, n=960r/min,蝸桿材料為蝸輪輸出轉(zhuǎn)矩45=1.6110鋼，表面淬火50HRC，蝸輪材料為12?0.99，攪油損耗ZCuSn10P1，金屬模鑄造，傳動潤滑良好，每日雙班制工作，一對軸承的效率3?0.99。試求：的效率 2（1）在圖上標(biāo)出蝸桿的轉(zhuǎn)向、蝸輪輪齒的旋向及作用于蝸桿、蝸輪上諸力的方向； （2）計(jì)算諸力的大?。?（3）計(jì)算該傳動的嚙合效率及總效率； （4）該傳動裝置5年功率損耗的費(fèi)用（工業(yè)用電暫按每度0.5元計(jì)算）。 ?013?。（提示：當(dāng)量摩擦角） vT=113 000Nmm，蝸桿轉(zhuǎn)速

16、n74 一普通閉式蝸桿傳動，蝸桿主動，輸入轉(zhuǎn)矩=1 460r/min，11z?3,z?60。蝸桿材料為45鋼，q=10，表面淬火，HRC45，蝸輪材料用ZCuSn10P1，m=5 mm，21?02?166182?。試求：離心鑄造。已知、 v（1）嚙合效率和傳動效率； （2）嚙合中各力的大??； （3）功率損耗。 題 73圖 題 75圖 75 題75圖所示為某手動簡單起重設(shè)備，按圖示方向轉(zhuǎn)動蝸桿，提升重物G。試求： （1）蝸桿與蝸輪螺旋線方向； （2）在圖上標(biāo)出嚙合點(diǎn)所受諸力的方向； ）若蝸桿自鎖，反轉(zhuǎn)手柄使重物下降，求蝸輪上作用力方向的變化。（3例 解 1. 有一阿基米德蝸桿傳動，已知比i=18

17、，蝸桿頭數(shù)Z=2，直徑系數(shù)q=10，分度圓1?、蝸輪齒數(shù)Z及分度圓柱螺1）模數(shù)m、蝸桿分度圓柱導(dǎo)程角=80mm直徑d。試求：21旋角；2）蝸輪的分度圓直徑d和蝸桿傳動中心距。 2解答：1）確定蝸桿傳動基本參數(shù) m=d/q=80/10=8mm 1Z=i Z=182=36 12. . ? 631/10?11?8?arctan(Z/q)arctan(11?=68311?1 ：d=Zm=362=288mm 和中心距2）求d222=m(q+Z)/2=8(10+36)/2=184=184mm 22. 分析與思考：蝸輪蝸桿傳動正確嚙合條件如何？為什么將蝸桿分度圓直徑d定1為標(biāo)準(zhǔn)值？ ?。=；答：蝸輪蝸桿傳動

18、正確嚙合條件為：mm?20?aa?m?22tt1a1將蝸桿分度圓直徑d定為標(biāo)準(zhǔn)值的目的是：減少蝸輪滾刀的數(shù)目，便于刀具標(biāo)準(zhǔn)化。 178. 圖中蝸桿主動，試標(biāo)出未注明的蝸桿（或蝸輪）的螺旋線方向及轉(zhuǎn)向，并在圖中繪出蝸桿、蝸輪嚙合點(diǎn)處作用力的方向（用三個分力：圓周力F、徑向力F、軸向力rtF。表示）。 . . ?和螺旋傳動原理一出未注明的蝸桿題解分析：根據(jù)蝸桿傳動嚙合條件之一：?（或蝸輪）的螺旋線方向及轉(zhuǎn)向；再根據(jù)蝸桿（主動）與蝸輪嚙合點(diǎn)處各作用力的方向確定方法，定出各力方向如題解圖所示。 3 分析與思考： （1）蝸輪的旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)如何確定？ （2）蝸桿（主動）與蝸輪嚙合點(diǎn)處各作用力的方向如何確定？

19、 答：（1）蝸輪的旋轉(zhuǎn)方向：當(dāng)蝸桿的旋轉(zhuǎn)方向和螺旋線方向已知時，蝸輪的旋轉(zhuǎn)方向可根據(jù)螺旋副的運(yùn)動規(guī)律來確定。 （2）各力方向確定： F（蝸桿）蝸桿為主動件受到的阻力，故與其轉(zhuǎn)向n方向相反。 1t1 F圓周力tF（蝸輪）蝸輪為從動件受到的是推力故與其轉(zhuǎn)向n 方向相同。2t2 、徑向力FFF分別沿蝸桿、蝸輪的半徑方向指向各自的輪心r2rr1，F(xiàn)（蝸桿）根據(jù)蝸桿的螺旋線方向（左旋或右旋）及其轉(zhuǎn)向n 11方向彎曲，大姆指n用左（或右）手定則來確定，即手握蝸桿皿指1 F軸向力 的指向則為F的方向。1 FF大小相等方向相反。與（蝸輪）Ft122 4. 圖示蝸桿傳動，蝸桿主動，其轉(zhuǎn)向如圖示，螺旋線方向?yàn)橛倚?/p>

20、。試決定：1 。的螺旋線方向及轉(zhuǎn)向）蝸輪12n2 、F、）蝸桿、蝸輪受到的各力（2FFrt . . 題解分析： 1）蝸輪的螺旋線方向右旋，蝸輪的轉(zhuǎn)向n見題解圖所示。 22）蝸桿受力F、F、F及蝸累受力F、F、F見題解圖所示。 r2r1t1t221 5 圖示為一標(biāo)準(zhǔn)蝸桿傳動，蝸桿主動，螺旋線方向?yàn)樽笮?，轉(zhuǎn)矩T=2500Nmm，1?，蝸桿頭數(shù)Z=2，蝸桿直徑系數(shù)q=10，壓力角，蝸輪齒數(shù)Z=54，模數(shù)m=4mm?2021?=0.75。試確定： 傳動效率1）蝸輪2的轉(zhuǎn)向及螺旋線方向； 2）作用在蝸桿、蝸輪上的各力的大小和方向（在圖中標(biāo)出）。 解答： 1）蝸輪的轉(zhuǎn)向蝸輪按逆時針方向轉(zhuǎn)動，蝸輪輪齒螺旋線

21、方向左旋 2）蝸桿、蝸輪上的各力大小 . . Z54?2?25000?0.75i?T?506250N?mmT?T 11212Z21F?2T/d?2T/qm?2?25000/(10?4)?1250N11t11F?2T/d?2T/Zm?2?50620/(54?4)?4687.5N2222t2?4687.5?tan20?1706.11NFF?tan 2tr2N.11F?1706F?2r1rN54687.?F?F21tN1250?F?F?1t2 6. 分析與思考：蝸輪與蝸桿嚙合點(diǎn)處各力之間關(guān)系如何？與斜齒圓柱齒輪傳動各力之間關(guān)系有何異同？ F?FF?FF?F答：蝸輪與蝸桿嚙合點(diǎn)處各力之間關(guān)系： ；1t

22、2t2r1r F?FF?F 斜齒圓柱齒輪傳動：；2t2t1a1 不同之處 F?FFF? ；蝸輪與蝸桿傳動：ttF?F? 相同之處：2r1r 由電機(jī)驅(qū)動。已17. 圖示為由斜齒圓柱齒輪與蝸桿傳動組成的兩級傳動，小齒輪 如圖示。要求：知：蝸輪螺旋線方向?yàn)橛倚D(zhuǎn)向m ；1）確定、軸的轉(zhuǎn)動方向（直接繪于圖上）和、2、FF互相抵消一部分，確定齒輪12）若要使齒輪2與蝸桿3所受軸向力a2a2 3的輪齒螺旋線方向；蝸桿，壓力）mmTd，傳遞的扭矩為T、（N、3）蝸桿、蝸輪分度圓直徑分別為d4433的大?。ㄓ霉奖硎荆雎札X面間的摩F、，求蝸桿嚙合點(diǎn)處所受各力F、角為Fa3t3r3 ；擦力） 的方向。、F、

23、所受各力和蝸桿）在圖中用箭頭畫出軸上齒輪423FFatr. . 解題分析： 1）、軸的轉(zhuǎn)動方向n、n一見題圖解所示， 2）齒輪1、2和蝸桿3螺旋線方向：齒輪1左旋；齒輪2右旋；蝸桿3右旋， 3）F=2T/d N；F=F= Ftan = (2T/d)tan N; 4t4r3r4t3433F=F=2T/d N; t44 4 a34）軸上齒輪2與蝸桿3受力見題解圖所示。 8. 在圖示傳動系統(tǒng)中，1為蝸桿，2為蝸輪，3和4為斜齒圓柱齒輪，5和6為直齒錐齒輪。若蝸桿主動，要求輸出齒輪6的回轉(zhuǎn)方向如圖所示。試決定： 1）若要使、軸上所受軸向力互相抵消一部分，蝸桿、蝸輪及斜齒輪3和4的螺旋線方向及、軸的回轉(zhuǎn)

24、方向（在圖中標(biāo)示）； . . 2）、軸上各輪嚙合點(diǎn)處受力方向（F、F、F在圖中畫出）。 atr 解題分析： 1）各軸螺旋線方向：蝸桿1左旋；蝸輪2左旋； 斜齒輪3左旋；斜齒輪4右旋， 、軸的回轉(zhuǎn)方向：軸n逆時針；軸n朝下； 軸n、 2）、軸上各軸受力方向見題解圖所示。 9 已知一閉式單級普通蝸桿傳動，蝸桿的轉(zhuǎn)速n=1440r/min，傳動i=24，Z=2，11m=10mm，q=8，蝸桿材料為45號鋼表面淬火，齒面硬度為50HRC，蝸輪材料為ZCuSn10P1，砂模鑄造。若工作條件為單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，使用壽命為2400h。試求：蝸桿能夠傳遞的最大功率P。（要點(diǎn)提示：因?yàn)槲仐U傳動的承載能力主要取

25、決于蝸輪齒1求解P。即：首先根據(jù)面接觸強(qiáng)度，故可 1HHP. . 222?TK9ZmdT?21HP2A2?T?Z?由；再由求T；求出然后?T1? 21HPHE22?Z9KiZdm?EA21nT11 求得P）?P1 161055.?9222?Zdm?HP21?T ：解答：1）求T2? 2Z9K?EA 式中：mm?80qm?10?8mmd?1 482?Z?iZ?24?12=1 因載荷平穩(wěn)，取KKAA?MPa160?Z，青銅蝸輪與鋼制蝸桿配對Z = ZEEHPHPN?=200MPa 根據(jù)蝸輪材料為ZCuSn10P1砂模鑄造，由表查得HPHPn144071 10.64?60nL?6024000?8LN

26、?60? h2h2i24771010?200?MPa?Z? 88HPNHPHP7N8.64?102222222?Zd152.1074?80?48m?2HP1mm?T?NT? ? 2max21601KZ9?9?EA=1866 360.608 N?mm ?tanT?2)960.?(0?T.95, ：2）求T1 1?)tan(i?v?tan =arc tan 0.25=14.036/q=2/8=0.25 =Z1?80?1440vnd111?m/s?6.217v?m/s s?60000cos14.036?60000coscos14.036?1.10172?1? 由表查得v?tan14.tan036?0

27、.95?00?.95.8736 ?)tan(14.036?1.tan(172?)vT1866360.608max2?N?mm?89016.74N?mmT? max1?24?0.8736iT89016.74?1440max1 ：3）求PkW.422413?kW?P?1 max16610?55.910?55.9. . 分析與思考：為什么閉式蝸桿傳動的工作能力主要取決于蝸輪輪齒面接觸強(qiáng)10 . 度，而不取決于蝸桿？故閉式蝸桿傳且蝸輪材料的機(jī)械強(qiáng)度比鋼制蝸桿強(qiáng)度低，答：蝸輪相當(dāng)于斜齒輪， 動的主要失效形式為蝸輪齒面疲勞點(diǎn)蝕，其承載能力主要取決于蝸輪齒面接觸強(qiáng)度。 ，轉(zhuǎn)速P=7.5kW11 圖示為帶工運(yùn)

28、輸機(jī)中單級蝸桿減速器。已知電動機(jī)功率小時，每年8i=15，載荷有輕微沖擊，單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，每天工作=1440r/minn，傳動比1年，設(shè)計(jì)該蝸桿5300天，使用壽命為工作 傳動。 解答： 選擇蝸桿蝸輪的材料1號鋼，表面淬火，齒面硬45蝸桿材料： 。度為4555HRC 蝸輪材料：2 0.020.03）=因V（nP3s估1 32 =（0.020.03）1440.5?7=4.99227.4883m/s4m/s, ZCuSN10P1砂模鑄造。故選鑄錫青銅 2確定主要參數(shù)=2 Z：因i=15，帶式運(yùn)輸機(jī)無自鎖要求，可選選擇蝸桿頭數(shù)Z112=30 Z=i Z=15蝸輪齒數(shù)12 按齒接觸強(qiáng)度條件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算3

29、 T1）作用于蝸輪上的轉(zhuǎn)矩246 6 mm 10 Nmm=4.974NT=9.5510/nP= 9.55107.5/1440 111?=0.8 =2，初估Z因2估54?mm mm=5.968810 NN0.8n 15i=TT=4.97410 11=1.25 K：固原動機(jī)為電動機(jī)，載荷有輕微沖擊，故取確定載荷系數(shù)2)KAA. . MPa Z=1603）確定彈性影響系數(shù)Z：青銅蝸輪與鋼制蝸桿相配，EE? ：4）確定許用應(yīng)力Z?HPHPHNn144071 N=10?6.912?60?60?1200?5?300?60nL82 h2i15771010 7853.?0Z?88N72N6.912?10? 基

30、本許用接觸應(yīng)力MPa =MPa，06.7853?157.?200?0HPHP5）確定模數(shù)m和蝸桿直徑d 122?Z160?335?Emm93910mm?7742.(md)?1.25?5.9688?9KT?9?2? 2A1CD?0630?Z157.?HP2 2323, )(m=7742.939mm，=140mmq=17.5時，其mdd=8960mm由表查得m=8mm，dCD 11223=9000mmd，q=9，其mZ=1，故取m=10mm，d=90mm但僅適用于 1116）計(jì)算中心距 11= mm195mm30)?10?(9?m(q?Z_? 2224傳動效率及熱平衡計(jì)算 Z2?1?arctan?

31、arctan12.5288? 1）求蝸桿導(dǎo)程角： q9?90?v1440dn111?v?m/s 2）滑動速度V：s s?6000cos12.528?6000coscos12.528?=6.9514 m/s ? 3）確定=：由表查得?.12?11?7VV?tan12.5288tan?(0960.).950.96)95?(0. 4）計(jì)算： ?)tan(12.5288?1.12?)tan(v?=0.87 取=0.86930.8785, -5-51.88221.88m =1.81764 =910195 m：）確定箱體散熱面積5AA=910 2）m=15W/K=20t6）熱平衡計(jì)算：取環(huán)境溫度，散熱系數(shù)

32、（，達(dá)到熱平衡t0. . ?)1?.87)(0?P10007.5?(1?10001 時的工作油溫：35.762+20=55.761?20?t?t 01817641.?KA151 60，結(jié)論：蝸桿傳動的參數(shù)選擇合理。 5蝸桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作圖繪制（略）分析與思考：為什么閉式蝸桿傳動必須進(jìn)行熱平衡計(jì)算？如不滿足熱平衡條12. 件，可采取哪些措施以降低其溫升？效率摩擦損失大，答：因?yàn)槲仐U傳動在其嚙合平面間會產(chǎn)生很大的相對滑動速度，低，工作時會產(chǎn)生大量的熱。在閉式蝸桿傳動中，若散熱不良，會因油溫不斷升高，使?jié)櫥Ф鴮?dǎo)致齒面膠合。所以，閉式蝸桿傳動必須進(jìn)行熱平衡計(jì)算，以保證其油溫穩(wěn)，如不滿足熱平70定在

33、規(guī)定的范圍內(nèi)，即：要求達(dá)到熱平衡時的工作油溫t106 1衡條件可采取以下的措施降低其溫升：）在箱體外壁增加散熱片，以增大散熱面積； 2）在蝸桿軸端設(shè)置風(fēng)扇，以增大散熱系數(shù)；）若上述還不能滿足熱平衡條件，可在箱體油池中裝設(shè)蛇形冷水管，或采用壓力3 噴油循環(huán)潤滑。. . 13. 分析與思考：在蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)中，若蝸桿為主動件且其轉(zhuǎn)向已知時，從動蝸輪的轉(zhuǎn)向如何決定。 答：從動蝸輪的轉(zhuǎn)向主要取決于蝸桿的轉(zhuǎn)向和旋向。可用左、右手法則來確定，右旋用右手判定，左旋用左手判定。圖示蝸桿1為左旋蝸桿，用左手四指沿蝸桿轉(zhuǎn)向n1的方向彎曲，則拇指所指方向的相反方向就是蝸輪上嚙合點(diǎn)處的線速度方向，即蝸輪2以n逆時針方向

34、轉(zhuǎn)動。同理，可確定蝸輪3的轉(zhuǎn)向n：。 3214. 一帶式運(yùn)輪機(jī)用阿基米德蝸桿傳動，已知傳遞功率P=8.8kW, n=960r/min, 傳11?蝸桿導(dǎo)程角q=8直徑系數(shù)，=18動比i，蝸桿頭數(shù)z=2，0?21?14，蝸輪端面模數(shù)m=10mm，1?=0.88，蝸桿為左螺旋，轉(zhuǎn)動方向如圖a所示。 蝸桿主動時的傳動效率 （1）試在圖上標(biāo)出蝸輪的轉(zhuǎn)向及各力的指向。 （2）列式計(jì)算蝸桿與蝸輪各自所受到的圓周力F、軸向力F、徑向力F（單位為ttaN）。解題要點(diǎn)： （1）蝸輪旋轉(zhuǎn)方向及各力指向如圖b所示。 （2）各分力大小的計(jì)算如下： . . 1）計(jì)算蝸桿與蝸輪所傳遞的轉(zhuǎn)矩T、T。 21P8.8661 mm

35、?.551087542.55?10N?9T?9 1960n1P8.866?1 mm?1386660N?0.88?9.55T?9.55?10?10? 218n/i960/12）計(jì)算蝸桿、蝸輪分度圓直徑d、d 21d?mq?10?8mm?80mm1 mm?360?218mmd?mz?mzi?101223）計(jì)算F、F、F rta2T2?875421?F?F?2189N 2t1a80d11386660?2T22F?F?N?7704 2ta1360d215. 一單頭蝸桿傳動，已知蝸輪的齒數(shù)z=40，蝸桿的直徑系數(shù)q=10，蝸輪的分度2圓直徑d=200mm。試求： 2及傳動i，中心距。 m、軸向齒距p，蝸

36、桿分度圓直徑d（1）模數(shù)12a11?。及）若當(dāng)量摩擦系數(shù)f=0.08，求蝸桿、蝸輪分別為主動件時的效率 （2v?又為多少？、（3）若改用雙頭蝸桿，其 ?的計(jì)算中可得出什么結(jié)論？與（4）從效率 解題要點(diǎn)： m?d/z?200/40?5 mm （1）模數(shù)22?5?15.p?m?708 2（）齒距 mm 1d?mq?5?10?50 （3）蝸桿分度圓直徑 mm 1i?z/z?40/1?40 4（）傳動比 11220.5m(q?z)?0.5?5?(10?40)?125 mm ）中心距（5=2（6）計(jì)算效率如下： 1）單頭蝸桿傳動 . . z1?1 1.?0tan q10? 83?5?42?arctan0

37、.1?62?4?34?arctanf?arctan0.08 vv蝸桿為主動時 ?835?4tan2tan? 526.?00.?0955.955? ?)343862?4tan(?)tan(542v蝸輪為主動時 ?)tan(?)4862?4?tan(5?4233?v 1898?0.9550.955?0. ?82tan3tan5?42）雙頭蝸桿傳動 z1?1 2.?0tan q10? 511?183?arctan0.2?蝸桿為主動時 ?5111?8tan3tan?0.955?0?.955?0.67 ?)26?4?tan(3?11)tan(?18435v蝸輪為主動時 ?)?tan()46352?438

38、tan(11?1?v?.09550.955?0.546? ?5111?83tantan（7）通過對不同頭數(shù)的蝸桿主動或是蝸輪主動時的效率計(jì)算，可知： 1）雙頭蝸桿的效率比單頭蝸桿高； 2）相同條件下蝸桿主動的效率比蝸輪主動時的效率高。 16. 圖示為雙級蝸桿傳動。已知蝸桿1、3均為右旋，軸I為輸入軸，其回轉(zhuǎn)方向如圖示。試在圖上畫出： （1）各蝸桿和蝸輪的螺旋線方向； . . （2）軸和軸的回轉(zhuǎn)方向； （3）蝸輪2和蝸桿3所受的各力。 解題要點(diǎn)： ?及蝸輪2、4、3的導(dǎo)程角的螺（1）因蝸桿和蝸輪的螺旋線方向相同，故蝸桿1?相同，且蝸桿與蝸輪的螺旋線均為右旋。旋角 （2）軸的回轉(zhuǎn)方向即為蝸輪2的回

39、轉(zhuǎn)方向n；同理軸的回轉(zhuǎn)方向?yàn)閚（圖b）。 42（3）蝸輪2和蝸桿3所受各力示于圖b。 17. 蝸桿傳動具有哪些特點(diǎn)？它為什么要進(jìn)行熱平衡計(jì)算？熱平衡計(jì)算不合要求時怎么辦？ 解題要點(diǎn)： 蝸桿傳動具有傳動比大、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動平穩(wěn)、噪聲低和在一定條件下能自鎖待優(yōu)點(diǎn)而獲得廣泛的應(yīng)用。但蝸桿傳動在嚙合平面間將產(chǎn)生很大的相對滑動，具有摩擦發(fā)熱大，效率低等缺點(diǎn)。 正是由于存在上述的缺點(diǎn)，故需要進(jìn)行熱平衡計(jì)算。當(dāng)熱平衡計(jì)算不合要求時，可采取如下措施： （1）在箱體外壁增加散熱片，以增大散熱面積； 2）在蝸桿軸端設(shè)置風(fēng)扇，以增大散熱系數(shù)； . . ）若上述辦法還不能滿足散熱要求，可在箱體油池中裝設(shè)蛇形冷卻管，或

40、采用（3 壓力噴油循環(huán)潤滑。，i=26，z=218. 已知一單級普通圓柱蝸桿傳動，蝸桿的轉(zhuǎn)速n=1 460r/min，11，56HRC；蝸輪材料為ZCuSn10P1=10mm，q=8，蝸桿材料為45鋼，表面淬火，硬度為m7?時蝸輪材料的基本許用接觸應(yīng)力砂模鑄造，并查得N=10=200MPa。工作條件為單HP年。試求蝸桿輸入108h，工作壽命為。每天工作向運(yùn)轉(zhuǎn)載荷平穩(wěn)，載荷系數(shù)K=1.05A 。的最大功率P1 提示：接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算式為T9K?2A?Z HPHE22zdm21? 并已知：彈性系數(shù)；導(dǎo)程角，當(dāng)量摩擦角MPaz?160683?11?1E 解題要點(diǎn)： ：1）由接觸疲勞強(qiáng)度式求T（222

41、2?zdm?21HP?T ? 2Z9K?EA （2）確定上式中各計(jì)算參數(shù)：?/in?nr/min （1 460/26）=56.15 12810?d?mq?mm =80 152?26?2izz? 12 ，并考慮單向傳動：應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為N771010 705860.?N66710?085N8.蝸輪的許用接觸應(yīng)力 ?Z.17?70586?200?1410?.MPa HPNHP（3）確定蝸桿軸輸入的最大功率： 222222?17?8052.mdz14110?2HP1?T?mm N1 782 000 ? 216019?ZK9.05?EA蝸桿傳動的總效率 . . ?tan?)0.96?(0.95 ?)ta

42、n(?v?683tan11?1?0.85840.8676?(0.950.96)? ?)310136?1?11tan(?18?=0.863 （取中間值） 蝸桿軸輸入的最大轉(zhuǎn)矩 T17820002 Nmm 79419?T? 1?26?0.i863蝸桿軸輸入的最大功率 Tn79419?146011 kW 14?P?12. 1669.55?109.55?1019. 有一變位蝸桿傳動，已知模數(shù)m=6mm，傳動比i=20，直徑系數(shù)q=0，蝸桿頭=150mm。試求其變位系數(shù)z=2，中心距（變位后）及該傳動的幾何尺寸，并分?jǐn)?shù)x1析哪些尺寸不同于未變位蝸桿傳動。 解題要點(diǎn)： （1）求變位系數(shù) xz?iz?20?

43、2?40 120.5m(q?z)?0.5?6?(9?40)147 =mm 2?150?147 5.?x?0 6m（2）求變位后的幾何尺寸 變位后蝸桿的幾何尺寸保持不變，但在嚙合中蝸桿節(jié)圓不再與分度圓重合。該變位蝸桿傳動的蝸桿節(jié)圓直徑為 ?d?2xm?mq?2xm?6?9?2?0.5?6?60dmm 11變位后，蝸輪頂圓直徑d、齒根圓直徑d分別為 f2a2*d?(z?2h?2x)m?(40?2?1?2?0.5)?6?258 mm a22a*?2x?2c)m?(40?2?2?0.5?2?0.2)?6?231.6(z?2h=mm df2a21?d、節(jié)圓變位后，蝸輪分度圓直徑d 寬度仍保持不變。及b2

44、22 . . 20 圖示蝸桿傳動均以蝸桿為主動件，試在圖上標(biāo)出蝸桿（或蝸輪）的轉(zhuǎn)向，蝸輪齒的螺旋線方向，蝸桿、蝸輪所受各分力的方向。 解題要點(diǎn)： 蝸桿（或蝸輪）的轉(zhuǎn)向、蝸輪齒的螺旋線方向，蝸桿、蝸輪所受各力的方向均標(biāo)于圖解中。 21. 在圖示傳動系統(tǒng)中，件1、5為蝸桿，件2、6為蝸輪，件3、4為斜齒圓柱齒輪，件7、8為直齒錐齒輪。已知蝸桿1為主動，要求輸出齒輪8的回轉(zhuǎn)方向如圖示。試確定： （1）各軸的回轉(zhuǎn)方向（畫在圖上） （2）考慮軸、上所受軸向力能抵消一部分，定出各輪的螺旋線方向（畫在圖上） （3）畫出各輪的軸向力的方向。 解題要點(diǎn)： 題中要求解答的（1）、（2）、（3）項(xiàng)，均示于圖解中。

45、. . 五、蝸桿傳動習(xí)題參考答案 1、選擇題 1 B 2 C 3 A 4 B 5 A 6 A 7 C 8 A 9 D 10 A 11 C 12 B 13 B 14 B 15 B 16 D 17 D 18 A 19 D 20 B 2、填空題 21 斜 z=1、2、22 低，好，4 123 880 N、1 800 N 24 高 ? 25 v26 齒面膠合、疲勞點(diǎn)蝕、磨損、齒根彎曲疲勞，相對滑動速度，膠合、磨損 27 蝸輪、蝸桿 28 相同 29 與其旋轉(zhuǎn)方向相反，指向圓心 30 嚙合功率損耗、軸承摩擦功耗、攪油功耗 31 齒條與斜齒輪，軸向、端面 32 增大、提高 d?mqd?mz 33 、212

46、34 多、1 35 溫升過高、膠合，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量等于散發(fā)的熱量，以保持熱平衡 36 單、較大 . . 37 相同、導(dǎo)程角 mz mq；端面、38 軸向、2ddmzz）=0.58（+a=0.5m（q39 8 mm=64 mm=mq=8；8+37=）=837 mm=296 mm；2221?qz/z/z02114 =37/2=18.5；（=arctani=（2/8）=arctan）mm=180 mm；122140 湊傳動比、湊中心距 41 保證傳動的平穩(wěn)性；防止蝸輪尺寸過大，造成相配蝸桿的跨距增大，降低蝸桿的彎曲剛度 ?d);?arctan(zm?i?z/z;dmz;/；右旋42 12221

47、143 通過蝸桿軸線且垂直于蝸輪軸線的平面 44 相對滑動；減摩、耐磨；碳素鋼或合金鋼，青銅或鑄鐵；蝸輪 45 相同 46 蝸輪；蝸輪 3、問答題 （參考答案從略） 4、分析計(jì)算題 68 解題要點(diǎn)： 題68的解答見題68圖解。 69 解題要點(diǎn)： 題69的解答見題69圖解。 70 解題要點(diǎn)： 蝸桿減速器在既定工作條件下的油溫 ?)?(11000P1000?7.5?(1?0.82)?1C20?t?t?=158 0?A8.15?1.2s因t70，所以該減速器不能連續(xù)工作。 71 解題要點(diǎn)： （1）由提示給出的接觸疲勞強(qiáng)度式求T 222?zmd2HP21)?T( 29KZEA. . 題 68圖解 題

48、69圖解 （2）確定上式中各計(jì)算參數(shù)： n?n/i?(1440/24)r/min?60r/min 12d?mq?10?8 mm=80 mm 1應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 71064.?8)?(6060?l60N?n?830010? h2 則壽命系數(shù) . . 771010698.?0Z? 66N7N108.?64 蝸輪的許用接觸應(yīng)力?200?0?Z.698?MPa=139.6MPa HPHPN ）確定蝸桿軸輸入的最大功率（32222?zdm6.139?80?481022HP21)(?T?()mm mm=1 484 812 NN2160051.KZ9?9EA 蝸桿傳動總效率?tan? ）（0.950.96?)tan(?v?010tan142 0.96）=（0.95 ?)1?181tan(14200100.882 8 =0.873 ?87820.? 取中間值 蝸桿軸輸入的最大轉(zhuǎn)矩T14848122?Tmm Nmm=70 488 N1?8782.24?i0 蝸桿軸輸入的最大功率nT1440?7048811?P?kW=10.62 k