第三篇 機(jī)械傳動(齒輪傳動、蝸桿傳動)

第十章齒輪傳動第十一章蝸桿傳動第十章齒輪傳動§10-1概述§10-2齒輪傳動的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則§10-3齒輪的材料及其選擇原則§10-4齒輪傳動的計(jì)算載荷§10-5標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動的強(qiáng)度計(jì)算§10-6齒輪傳動的設(shè)計(jì)參數(shù)、許用應(yīng)力與精度選擇§10-7標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動的強(qiáng)度計(jì)算§10-8標(biāo)準(zhǔn)錐齒輪傳動的強(qiáng)度計(jì)算§10-9變位齒輪傳動強(qiáng)度計(jì)算概述§10-10齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)§10-11齒輪傳動的潤滑§10-12圓弧齒圓柱齒輪傳動簡介1.優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1）傳動效率高可達(dá)η=99％。在常用的機(jī)械傳動中，齒輪傳動的效率為最高；2）結(jié)構(gòu)緊湊與帶傳動、鏈傳動相比，在同樣的使用條件下，齒輪傳動所需的空間一般較?。?）工作可靠，壽命長

4）傳動比穩(wěn)定無論是平均值還是瞬時(shí)值。這也是齒輪傳動獲得廣泛應(yīng)用的原因之一；5）功率和速度適用范圍很廣等。缺點(diǎn)：1）制造、安裝精度要求較高（專用機(jī)床和刀具加工）；2）精度低時(shí)，噪音、振動較大；3）不適于中心距a較大兩軸間傳動；4）制造、使用及維護(hù)的費(fèi)用較高?！?0-1概述（2）按齒線形狀分直齒、斜齒、曲線齒(人字齒)2.分類（1）按工作條件分開式傳動半開式傳動閉式傳動（3）按材料硬度分硬齒面>350HB(或>38HRC)軟齒面≤350HB(或≤38HRC)（4）按軸的布置方式平行軸齒輪傳動相交軸齒輪傳動交錯(cuò)軸齒輪傳動（5）按齒廓曲線分漸開線齒、擺線齒、圓弧齒直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)內(nèi)嚙合齒輪傳動外嚙合齒輪傳動齒輪齒條傳動外嚙合齒輪傳動內(nèi)嚙合圓柱齒輪機(jī)構(gòu)齒輪齒條機(jī)構(gòu)人字齒直齒圓錐齒輪機(jī)構(gòu)斜齒圓錐齒輪機(jī)構(gòu)交錯(cuò)軸齒輪傳動（一）失效形式：§10-2齒輪傳動的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則1.輪齒折斷在閉式齒輪傳動中，當(dāng)齒輪的齒面較硬時(shí)，易出現(xiàn)輪齒折斷。多發(fā)生在根部輪齒折斷齒面損傷：齒面磨損、齒面點(diǎn)蝕、齒面膠合、塑性變形疲勞折斷過載折斷全齒折斷：齒寬較小的直齒圓柱齒輪局部折斷：齒寬較大的直齒圓柱齒輪、斜齒輪、人字齒提高輪齒的抗疲勞折斷能力的措施：1）增大齒根過渡曲線半徑及消除加工刀痕；2）增大軸及支承的剛性，使輪齒接觸線上受載較為均勻；3）采用合適的熱處理方法使齒芯具有足夠的韌性；4）采用噴丸、滾壓等工藝措施對齒根表層進(jìn)行強(qiáng)化處理。2.齒面磨損磨粒磨損開式齒輪傳動的主要失效形式防止或減輕磨粒磨損的主要措施：1）提高齒面硬度；2）降低表面粗糙度值；3）降低滑動系數(shù)；4）注意潤滑油的清潔和定期更換等。3.齒面點(diǎn)蝕

發(fā)生在潤滑良好的閉式傳動，特別是在軟齒面上更容易發(fā)生。在節(jié)線附近靠近齒根部分的表面上。收斂式點(diǎn)蝕：不再發(fā)展或反而消失的點(diǎn)蝕（只發(fā)生在軟齒面上）擴(kuò)展式點(diǎn)蝕：隨時(shí)間的延長而繼續(xù)擴(kuò)展的點(diǎn)蝕防止或減輕點(diǎn)蝕的主要措施：1）提高齒面硬度和降低表面粗糙度值；2）增大綜合曲率半徑；3）采用粘度較高的潤滑油；4）減小動載荷等。4.齒面膠合高速重載→高溫→齒面膠合低速重載→不易形成油膜→冷焊粘著防止或減輕齒面膠合的主要措施：1）采用抗膠合能力強(qiáng)的潤滑油；2）在潤滑油中加入極壓添加劑等。5.塑性變形在過大的應(yīng)力作用下發(fā)生的塑性變形，一般發(fā)生在軟齒面上。齒面塑性變形：滾壓塑變、錘擊塑變主動輪在節(jié)線附近形成：凹槽從動輪在節(jié)線附近形成：凸脊防止或減輕齒面塑性流動的主要措施：1）提高齒面硬度；2）采用粘度較大的或加有極壓添加劑的潤滑油。（二）設(shè)計(jì)準(zhǔn)則保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，以免發(fā)生齒根折斷。保證齒面接觸疲勞強(qiáng)度，以免發(fā)生齒面點(diǎn)蝕。由實(shí)踐得知：閉式軟齒面齒輪傳動，以保證齒面接觸疲勞強(qiáng)度為主。閉式硬齒面或開式齒輪傳動，以保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度為主。齒根彎曲疲勞強(qiáng)度主要由模數(shù)決定。齒面接觸疲勞強(qiáng)度主要由直徑?jīng)Q定。計(jì)算準(zhǔn)則目前設(shè)計(jì)一般使用的齒輪傳動時(shí)，通常只按保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度及保證齒面接觸疲勞強(qiáng)度兩項(xiàng)準(zhǔn)則進(jìn)行計(jì)算。1）閉式-----------齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)--------分度圓直徑及其主要幾何參數(shù)（d、b等）--------再齒輪齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度校核。

但齒面較硬時(shí)，按齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)----------再對齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核。

當(dāng)有短時(shí)過載時(shí)，還應(yīng)進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算。

對于高速大功率的齒輪傳動，還應(yīng)進(jìn)行抗膠合計(jì)算。2）在開式齒輪傳動中，以保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，為延長開式（半開式）齒輪傳動壽命，可適當(dāng)加大模數(shù)。（一）常用的齒輪材料1．鋼(1)鍛鋼1)軟齒面(≤350HB)如：45，40Cr正火或調(diào)質(zhì)熱處理→切齒7級或8級2)硬齒面(>350HB)如：45，40Cr淬火20Cr20CrMnTi滲碳淬火先粗加工→齒面硬化處理→精加工（4級或5級）(2)鑄鋼如：ZG310~570（?；幚恚?yīng)用于尺寸較大的齒輪?！?0-3齒輪的材料及其選擇原則2．鑄鐵

如：HT200~HT350、QT500-5等應(yīng)用于工作平穩(wěn)，速度較低，功率不大的場合。3．非金屬材料

如：夾布膠木、尼龍1.整體淬火2.表面淬火3.滲碳淬火4.滲氮5.碳氮共滲獲得硬齒面6.正火和調(diào)質(zhì)獲得軟齒面（二）齒輪材料的選用原則1）齒輪材料必須滿足工作條件的要求，如強(qiáng)度、壽命、可靠性、經(jīng)濟(jì)性等；2）應(yīng)考慮齒輪尺寸的大小，毛坯成型方法及熱處理和制造工藝；3）正火碳鋼只能用于載荷平穩(wěn)或輕度沖擊下；調(diào)質(zhì)碳鋼可用于中等沖擊載荷下；4）合金鋼常用于高速、重載并有沖擊的場合；5）飛行器中的齒輪傳動，要求齒輪尺寸小，應(yīng)采用表面硬化處理的高強(qiáng)度合金鋼；6）鋼制軟齒面齒輪，其配對兩輪齒面的硬度差應(yīng)保持在30~50HBS或更多。齒面硬度匹配1．軟齒面?zhèn)鲃訒r(shí)：HB小=HB大+(30~50)HB小>HB大對大齒輪冷作硬化2．硬齒面?zhèn)鲃訒r(shí)：HB小≈HB大計(jì)算載荷pcaKα—齒間載荷分配系數(shù)KHα—接觸強(qiáng)度計(jì)算KFα—彎曲強(qiáng)度計(jì)算Kβ—齒向載荷分布系數(shù)KHβ—接觸強(qiáng)度計(jì)算KFβ—彎曲強(qiáng)度計(jì)算§10-4齒輪傳動的計(jì)算載荷K—載荷系數(shù)K=KAKvKαKβKA—使用系數(shù)；Kv—動載系數(shù)；平均載荷p（一）使用系數(shù)KA

考慮動力機(jī)和工作機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)特性、聯(lián)軸器的緩沖性能等外部因素引起的動載荷而引入的系數(shù)。表10-2（二）動載系數(shù)Kv

考慮齒輪副在嚙合過程中因嚙合誤差和運(yùn)轉(zhuǎn)速度而引起的內(nèi)部附加動載荷的系數(shù)。

當(dāng)基圓齒距Pb1=Pb2時(shí)正確嚙合。當(dāng)Pb2>Pb1，后一對齒輪未進(jìn)入嚙合區(qū)就開始接觸，產(chǎn)生動載荷。當(dāng)Pb1>Pb2，則前一對齒將脫開嚙合時(shí)，后一對齒雖已進(jìn)入嚙合區(qū)，但尚未接觸，而要待前一對齒離開正確嚙合區(qū)一段距離后，后一對齒才開始嚙合→產(chǎn)生沖擊。

所以當(dāng)主動輪ω1為常數(shù)時(shí)，從動輪瞬時(shí)角速度ω2將忽大忽小，從而產(chǎn)生附近動載荷。

為了減小動載荷，采用修緣齒。圖10-8（三）齒間載荷分配系數(shù)Kα考慮同時(shí)有多對齒嚙合時(shí)各對輪齒間載荷分配不均勻的系數(shù)。表10-3（四）齒向載荷分布系數(shù)Kβ考慮軸的彎曲、扭轉(zhuǎn)變形、軸承、支座彈性變形及制造和裝配誤差而引起的沿齒寬方向載荷分布不均勻的影響。在轉(zhuǎn)矩輸入端，輪齒所受的載荷最大。當(dāng)齒輪位于遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端時(shí)載荷分布不均勻現(xiàn)象較緩和；否則，載荷分布不均勻現(xiàn)象較嚴(yán)重。影響因素：1）支承情況：對稱布置，好；非對稱布置↓；懸臂布置，差。2）齒輪寬度bb↑Kβ↑。3）與齒面硬度有關(guān)。4）制造、安裝精度——精度越高，Kβ越小。改善載荷分布不均勻現(xiàn)象的措施：1.提高軸、軸承和機(jī)座的剛度，選取合理的齒輪布置位置，選擇合理的齒寬，提高制造和安裝精度等。2.采用鼓形齒。圖10-12表10-4圖10-13§10-5標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動的強(qiáng)度計(jì)算（一）輪齒的受力分析力方向判斷：作用在主動輪和從動輪上各對應(yīng)力大小相等、方向相反。從動輪上的圓周力是驅(qū)動力，其方向與回轉(zhuǎn)方向相同；主動輪上的圓周力是阻力，其方向與回轉(zhuǎn)方向相反；徑向力分別指向各輪輪心。（二）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算危險(xiǎn)截面：計(jì)入齒根應(yīng)力校正系數(shù)Ysa后，強(qiáng)度條件式為：引入齒寬系數(shù)后，可得設(shè)計(jì)公式：校核計(jì)算公式設(shè)計(jì)計(jì)算公式（三）齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算---防止疲勞點(diǎn)蝕1.計(jì)算公式設(shè)計(jì)計(jì)算公式校核計(jì)算公式（四）齒輪傳動的強(qiáng)度計(jì)算說明1）2）3）當(dāng)配對兩齒輪的齒面均屬硬齒面時(shí)，兩輪的材料、熱處理方法及硬度均可取成一樣的?？煞謩e按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度及齒面接觸疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式進(jìn)行計(jì)算，并取較大者作為設(shè)計(jì)結(jié)果。4）利用設(shè)計(jì)公式時(shí)，先作一些初步假設(shè)。5）模數(shù)決定齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，齒輪直徑?jīng)Q定齒面接觸疲勞強(qiáng)度?！?0-6齒輪傳動的設(shè)計(jì)參數(shù)、許用應(yīng)力與精度選擇（一）齒輪傳動設(shè)計(jì)參、數(shù)的選擇1.壓力角α的選擇α=20°壓力角增大，有利于提高齒輪的接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度；但增大壓力角影響重合度的大小。2.齒數(shù)z的選擇齒數(shù)增多有利于：1）增大重合度，提高傳動平穩(wěn)性；2）模數(shù)減少，減少切削量，延長刀具使用壽命，減少加工工時(shí)；3）降低齒高還能降低滑動速度，以減少磨損及膠合的危險(xiǎn)。齒數(shù)過多，模數(shù)太小，齒厚減薄，降低輪齒的彎曲強(qiáng)度。閉式傳動軟齒面：滿足彎曲疲勞強(qiáng)度要求的前提下，齒數(shù)宜取多些。硬齒面：齒數(shù)不宜過多。開式傳動的尺寸主要取決于輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度，齒數(shù)不宜過多。為了避免根切z1≥17。初選z1，根據(jù)u確定z2。為了使各對齒磨損均勻，z1與z2一般互為質(zhì)數(shù)。3.齒寬系數(shù)Φd的選擇表10-7為防止裝配誤差產(chǎn)生軸向錯(cuò)位導(dǎo)致嚙合齒寬減小，大齒輪的齒寬應(yīng)將小齒輪的齒寬在圓整后加5~10mm。（二）齒輪的許用應(yīng)力

S—疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)KN—壽命系數(shù)圖10-18圖10-19j為齒輪每轉(zhuǎn)一圈，同一齒面嚙合的次數(shù)；n為齒輪的轉(zhuǎn)速，單位為r/min；Lh為齒輪的工作壽命，單位為小時(shí)。σlim—齒輪的疲勞極限圖10-20圖10-21（三）齒輪精度的選擇表10-8例1由于Fa∝tanb，為了不使軸承承受的軸向力過大，螺旋角b不宜選得過大，常在b=8o～20o之間選擇。（一）輪齒的受力分析§10-7標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動的強(qiáng)度計(jì)算力方向判斷：圓周力和徑向力方向的判斷和直齒圓柱齒輪傳動相同。軸向力的方向決定于輪齒螺旋線方向和齒輪回轉(zhuǎn)方向，

可用主動輪左右手法判斷：左旋用左手，右旋用右手。

握住主動輪軸線，彎曲四指代表回轉(zhuǎn)方向，拇指指向即主動輪的軸向力方向，從動輪軸向力方向與其相反、大小相等。

例1′已知一對斜齒圓柱齒輪傳動，1—主動輪，2輪螺旋線方向?yàn)樽笮?，其轉(zhuǎn)向如圖所示，試在圖中標(biāo)出（1）1、2輪的螺旋線方向；（2）圓周力Ft1、Ft2的方向；軸向力Fa1、Fa2的方向和徑向力Fr1、Fr2的方向。例2′設(shè)二級斜齒圓柱齒輪減速器的已知條件如圖，試問：（1）低速級斜齒輪的螺旋線方向應(yīng)如何選擇才能使中間軸上兩齒輪的軸向力方向相反？（2）畫出中間軸上兩齒輪的圓周力Ft2、Ft3的方向；軸向力Fa2、Fa3的方向。例3′設(shè)二級圓柱齒輪減速器的已知條件如圖，1與3齒輪相同，2與4齒輪相同，試問：（1）為使各軸上的軸向力較小，應(yīng)如何選擇斜齒輪的螺旋線方向？（2）畫出中間軸上兩齒輪的圓周力Ft2、Ft4、Ft5的方向；軸向力Fa2、Fa4、Fa5的方向。

作業(yè)1′、分析圖中斜齒圓柱齒輪傳動的小齒輪受力，忽略摩擦損失。已知：小齒輪齒數(shù)Z1=22，大齒輪齒數(shù)Z2=90，法向模數(shù)mn=2mm，中心距a=120mm，傳遞功率p=2kw，小齒輪轉(zhuǎn)速n1=320r/min，小齒輪螺旋線方向?yàn)橛倚?。求：?）大齒輪螺旋角β的大小和方向；（2）小齒輪轉(zhuǎn)矩T1；（3）小齒輪分度圓直徑d1；（4）小齒輪受力（用3個(gè)分力表示）的大小和方向，并在圖上畫出。（二）計(jì)算載荷接觸線總長度隨嚙合位置不同而變化，同時(shí)還受端面重合度和縱向重合度的共同影響。（三）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算按斜齒輪的法面當(dāng)量直齒圓柱齒輪進(jìn)行，分析的截面應(yīng)為法向截面，模數(shù)應(yīng)為法向模數(shù)。引入齒寬系數(shù)后，可得設(shè)計(jì)公式：

（四）齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算---防止疲勞點(diǎn)蝕和直齒輪不同幾點(diǎn)：齒廓嚙合點(diǎn)的曲率半徑應(yīng)用法向曲率半徑ρn1和ρn2.例2例3設(shè)計(jì)計(jì)算公式校核計(jì)算公式§10-8標(biāo)準(zhǔn)錐齒輪傳動的強(qiáng)度計(jì)算通常用于傳遞兩相交軸之間的運(yùn)動和動力，最常用的軸角Σ=90°。即δ1+δ2=90°基本參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值：圓錐齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸通常以大端為準(zhǔn)，大端模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，大端壓力角α=20°，齒頂高系數(shù)ha*=1,頂隙系數(shù)c*=0.2。正確嚙合條件：兩個(gè)錐齒輪大端的模數(shù)和壓力角應(yīng)分別相等，且均為標(biāo)準(zhǔn)值。（一）設(shè)計(jì)參數(shù)對軸交角為90o的直齒錐齒輪傳動主要幾何尺寸強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，是以錐齒輪齒寬中點(diǎn)處的當(dāng)量齒輪作為計(jì)算時(shí)的依據(jù)。直齒錐齒輪傳動的幾何參數(shù)

（二）輪齒的受力分析

直齒錐齒輪的輪齒受力分析模型如下圖，將總法向載荷集中作用于齒寬中點(diǎn)處的法面截面內(nèi)。Fn可分解為圓周力Ft，徑向力Fr和軸向力Fa三個(gè)分力。圓周力方向在主動輪上與回轉(zhuǎn)方向相反，在從動輪上與回轉(zhuǎn)方向相同；徑向力方向分別指向各自的輪心；軸向力的方向總是指向大端。（三）（四）（五）略課后10-1（b）在綜合考慮齒輪幾何尺寸，毛坯，材料，加工方法，使用要求及經(jīng)濟(jì)性等各方面因素的基礎(chǔ)上，按齒輪的直徑大小，選定合適的結(jié)構(gòu)形式，再根據(jù)推薦的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算。常見的結(jié)構(gòu)形式有齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是確定輪緣，輪輻，輪轂等結(jié)構(gòu)形式及尺寸大小。

輪輻式結(jié)構(gòu)實(shí)心式齒輪齒輪軸中型尺寸齒輪結(jié)構(gòu)小尺寸齒輪結(jié)構(gòu)大尺齒輪結(jié)構(gòu)、組合式腹板式結(jié)構(gòu)§10-10齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（一）齒輪傳動的潤滑方式齒輪傳動潤滑的目的

對齒輪傳動進(jìn)行潤滑，就是為了避免金屬直接接觸，減少摩擦磨損，同時(shí)還可以起到散熱和防銹蝕的目的。

開式及半開式齒輪傳動或速度較低的閉式齒輪傳動，通常采用人工周期性加油潤滑。通用的閉式齒輪傳動，常采用浸油潤滑和噴油潤滑，取決于齒輪的圓周速度。v≤12m/s~15m/s采用浸油潤滑v>12m/s采用噴油潤滑§10-11齒輪傳動的潤滑（二）潤滑劑的選擇

齒輪傳動常用的潤滑劑為潤滑油或潤滑脂。選用時(shí)，應(yīng)根據(jù)齒輪的工作情況（轉(zhuǎn)速高低、載荷大小、環(huán)境溫度等），選擇潤滑劑的粘度、牌號。表10-111、圓柱直齒輪正確嚙合的條件

、

。2、齒輪傳動的主要失效形式有

等。

m1=m2=mα1=α2=α輪齒折斷、點(diǎn)蝕、膠合、磨粒磨損、塑性流動3、直齒錐齒輪軸向力的方向

。由小端指向大端練習(xí)題4、計(jì)算齒輪強(qiáng)度的載荷系數(shù)K包

。使用系數(shù)、動載系數(shù)、齒間載荷分配系數(shù)、齒向載荷分布系數(shù)。6、在斜齒輪設(shè)計(jì)中，應(yīng)取

模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值，而直齒錐齒輪設(shè)計(jì)中，應(yīng)取

模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值。法面、大端

5、對于閉式軟齒面齒輪傳動，主要按

強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，而按

強(qiáng)度進(jìn)行校核，這時(shí)影響齒輪強(qiáng)度的最主要幾何參數(shù)是。接觸疲勞彎曲疲勞直徑7、一對圓柱齒輪傳動中，當(dāng)齒面產(chǎn)生疲勞點(diǎn)蝕時(shí)，通常發(fā)生在

。節(jié)線附近的齒根表面8、設(shè)計(jì)一般閉式齒輪傳動時(shí)，齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算主要針對的失效形式是

。輪齒疲勞折斷9、在設(shè)計(jì)閉式硬齒面齒輪傳動中，當(dāng)直徑一定時(shí)，應(yīng)取較少的齒數(shù)，使模數(shù)增大以

。提高輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度10、設(shè)計(jì)斜齒輪傳動時(shí)，螺旋角太小斜齒輪的傳動優(yōu)點(diǎn)不明顯，太大則會引起

的缺點(diǎn)。軸向力太大11、錐齒輪傳動中，主從動輪力的關(guān)系是Ft1=①，F(xiàn)r1=②，F(xiàn)a1=③。Ft1=-Ft2，F(xiàn)r1=-Fa2，F(xiàn)a1=-Fr2。12、在齒輪傳動中，將輪齒進(jìn)行齒頂修緣的目的是______，將輪齒加工成鼓形齒的目的是

。降低動載系數(shù)、降低齒向載荷分布不均勻系數(shù)13、影響齒輪傳動動載系數(shù)Kv大小的兩個(gè)主要因素是___________和_____________。14、直齒圓錐齒輪傳動的強(qiáng)度計(jì)算方法是以_________________的當(dāng)量圓柱齒輪為計(jì)算基礎(chǔ)的。15、7、8、9級齒輪，由于

，通常按全部載荷作用于

來計(jì)算齒根彎曲強(qiáng)度，影響齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的因素有

、

。制造誤差大，齒頂，齒寬系數(shù)，模數(shù)16、在齒輪強(qiáng)度計(jì)算中，節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)（ZH）是用來考慮

的影響。對待標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，ZH=

。節(jié)點(diǎn)齒廓形狀對接觸應(yīng)力，2.517、兩對直齒圓柱齒輪，材料、熱處理完全相同，工作條件也相同（N＞N0，其中N為應(yīng)力循環(huán)次數(shù)；N0為應(yīng)力循環(huán)基數(shù)）。有下述兩方案：①z1=20，z2=40，m=6mm，a=180mm，b=60mm，α=20°；②z1=40，z2=80，m=3mm，a=180mm，b=60mm，α=20°。方案

的輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度大；方案①與②的接觸疲勞強(qiáng)度

；方案

的毛坯重。17、①相同?18、降低增大降低增大19、大，載荷分布不均，小，大，大18、正角度變位對一個(gè)齒輪接觸強(qiáng)度的影響是使接觸應(yīng)力

，接觸強(qiáng)度

；對該齒輪彎曲強(qiáng)度的影響是輪齒變厚，使彎曲應(yīng)力

，彎曲強(qiáng)度

。19、圓柱齒輪設(shè)計(jì)時(shí)，齒寬系數(shù)Φd=b/d1，b愈寬，承載能力也愈

，但使

現(xiàn)象嚴(yán)重。選擇Φd的原則是：兩齒輪均為硬齒面時(shí)，Φd值取偏

值；精度高時(shí)，取偏

值；對稱布置與懸臂布置取偏

值。20、材料為45號鋼的齒輪毛坯加工成６級精度的硬齒面直齒圓柱外齒輪，該齒輪制造的工藝順序是

。A.滾齒、表面淬火、磨齒B.滾齒、磨齒、表面淬火C.表面淬火、滾齒、磨齒D.滾齒、調(diào)質(zhì)、磨齒21、材料為20Cr鋼的硬齒面齒輪，適宜的熱處理方法是_________________。A.整體淬火B(yǎng).滲碳淬火C.調(diào)質(zhì)D.表面淬火22、有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，齒輪1的模數(shù)m1=5mm，齒數(shù)zl=30；齒輪2的模數(shù)m2=3mm，齒數(shù)z2=50，則齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)的乘積YFa1YSa1_________YFa2YSa2。A.大于B.等于C.小于D.不一定大于、等于或小于23、在齒輪傳動中，僅將齒輪分度圓的壓力角α增大，則齒面接觸應(yīng)力將_____________。A.增大B.不變C.減小24、齒輪采用滲碳淬火的熱處理方法，則齒輪材料只可能是

。A.45鋼B.ZG340-640C.40CrD.20CrMnTi25、齒輪傳動中齒面的非擴(kuò)展性點(diǎn)蝕一般出現(xiàn)在

。A.跑合階段B.穩(wěn)定性磨損階段C.劇烈磨損階段D.齒面磨料磨損階段26、一對標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，若z1=18，z2=72，則這對齒輪的彎曲應(yīng)力

。A.σF1＞σF2B.σF1＜σF2C.σF1=σF2D.σF1≤σF227、一減速齒輪傳動，小齒輪1選用45鋼調(diào)質(zhì)；大齒輪選用45鋼正火，它們的齒面接觸應(yīng)力

。A.σH1＞σH2B.σH1＜σH2C.σH1=σH2D.σH1≤σH224、D25、A

26、A27、C

28、設(shè)計(jì)一對減速軟齒面齒輪傳動時(shí)，從等強(qiáng)度要求出發(fā)，大、小齒輪的硬度選擇時(shí)，應(yīng)使

。A.兩者硬度相等B.小齒輪硬度高于大齒輪硬度C.大齒輪硬度高于小齒輪硬度D.小齒輪采用硬齒面，大齒輪采用軟齒面29、某齒輪箱中一對45鋼調(diào)質(zhì)齒輪，經(jīng)常發(fā)生齒面點(diǎn)蝕，修配更換時(shí)可用

和

代替。A.40Cr調(diào)質(zhì)B.適當(dāng)增大模數(shù)mC.仍可用45鋼，改為齒面高頻淬火D.改用鑄鋼ZG310-57030、齒面硬度為56～62HRC的合金鋼齒輪的加工工藝過程為

。A.齒坯加工→淬火→磨齒→滾齒B.齒坯加工→淬火→滾齒→磨齒C.齒坯加工→滾齒→滲碳淬火→磨齒D.齒坯加工→滾齒→磨齒→淬火28、B29、AC30、C

31、圓柱齒輪傳動中，當(dāng)齒輪的直徑一定時(shí)，減小齒輪的模數(shù)、增加齒輪的齒數(shù)，則可以

。A.提高齒輪的彎曲強(qiáng)度B.提高齒面的接觸強(qiáng)度C.改善齒輪傳動的平穩(wěn)性D.減少齒輪的塑性變形32、輪齒彎曲強(qiáng)度計(jì)算中的齒形系數(shù)YFa與

無關(guān)。A.齒數(shù)z1B.變位系數(shù)xC.模數(shù)mD.斜齒輪的螺旋角β33、一對圓柱齒輪，通常把小齒輪的齒寬做得比大齒輪寬一些，其主要原因是

。A.使傳動平穩(wěn)B.提高傳動效率C.提高齒面接觸強(qiáng)度D.便于安裝，保證接觸線長度31C32C33D

34、一對圓柱齒輪傳動，小齒輪分度圓直徑d1=50mm、齒寬b1=55mm，大齒輪分度圓直徑d2=90mm、齒寬b2=50mm，則齒寬系數(shù)

。A.1.1B.5/9C.1D.1.335、齒輪傳動在以下幾種工況中

的齒寬系數(shù)可取大些。A.懸臂布置B.不對稱布置C.對稱布置D.同軸式減速器布置36、設(shè)計(jì)一傳遞動力的閉式軟齒面鋼制齒輪，精度為7級。如欲在中心距a和傳動比i不變的條件下，提高齒面接觸強(qiáng)度的最有效的方法是

。A.增大模數(shù)（相應(yīng)地減少齒數(shù)）B.提高主、從動輪的齒面硬度C.提高加工精度D.增大齒根圓角半徑37、今有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，齒輪1的模數(shù)m1=5mm、Z1=25，齒輪2的m2=3mm、Z2=40，此時(shí)它們的齒形系數(shù)

。A.YFa1＜YFa2B.YFa1＞YFa2C.YFa1=YFa2D.YFa1≤YFa234C35C36B37B

38、斜齒圓柱齒輪的齒數(shù)z與模數(shù)mn不變，若增大螺旋角β，則分度圓直徑d1

。A.增大B.減小C.不變D.不一定增大或減小39、對于齒面硬度≤350HBS的齒輪傳動，當(dāng)大、小齒輪均采用45鋼，一般采取的熱處理方式為

。A.小齒輪淬火，大齒輪調(diào)質(zhì)B.小齒輪淬火，大齒輪正火C.小齒輪調(diào)質(zhì)，大齒輪正火D.小齒輪正火，大齒輪調(diào)質(zhì)40、一對圓柱齒輪傳動，當(dāng)其他條件不變時(shí)，僅將齒輪傳動所受的載荷增為原載荷的4倍，其齒面接觸應(yīng)力將

，彎曲應(yīng)力將

。A.不變B.增為原應(yīng)力的2倍C.增為原應(yīng)力的4倍D.增為原應(yīng)力的16倍41、兩個(gè)齒輪的材料的熱處理方式、齒寬、齒數(shù)均相同，但模數(shù)不同，m1=2mm，m2=4mm，它們的彎曲承載能力為

。A.相同B.m2的齒輪比m1的齒輪大C.與模數(shù)無關(guān)D.m1的齒輪比m2的齒輪大38A39C40BC41B42、齒輪設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)因齒數(shù)選擇過多而使直徑增大時(shí)，若其他條件相同，則它的彎曲承載能力

。A.成線性地增加B.不成線性但有所增加C.成線性地減小D.不成線性但有所減小43、直齒錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，是以

為計(jì)算依據(jù)的。A.大端當(dāng)量直齒錐齒輪B.齒寬中點(diǎn)處的直齒圓柱齒輪C.齒寬中點(diǎn)處的當(dāng)量直齒圓柱齒輪D.小端當(dāng)量直齒錐齒輪44、今有四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，已知齒數(shù)z1=20、z2=40、z3=60、z4=80，模數(shù)m1=4mm、m2=3mm、m3=2mm、m4=2mm，則齒形系數(shù)最大的為

。A.YFa1B.YFa2C.YFa3D.YFa445、一對減速齒輪傳動中，若保持分度圓直徑d1不變，而減少齒數(shù)和增大模數(shù)，其齒面接觸應(yīng)力將

。A.增大B.減小C.保持不變D.略有減小

42B43C44A45C

46、一對直齒錐齒輪兩齒輪的齒寬為b1、b2，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)取

。A.b1＞b2B.b1=b2C.b1＜b2D.b1=b2+（30～50）mm47、設(shè)計(jì)齒輪傳動時(shí)，若保持傳動比i和齒數(shù)和不變，而增大模數(shù)m，則齒輪的

。A.彎曲強(qiáng)度提高，接觸強(qiáng)度提高B.彎曲強(qiáng)度不變，接觸強(qiáng)度提高C.彎曲強(qiáng)度與接觸強(qiáng)度均不變D.彎曲強(qiáng)度提高，接觸強(qiáng)度不變48、為了提高齒輪傳動的接觸強(qiáng)度，可考慮采取

。A.采用閉式傳動B.增大傳動中心距C.減少齒數(shù)，增大模數(shù)49、航空上使用的齒輪，要求質(zhì)量小，傳動功率大和可靠性高。因此，常用的材料是

。A.鑄鐵B.鑄鋼C.高性能合金鋼46B47A48B49.C50、在下面各方法中，

不能增加齒輪輪齒的彎曲強(qiáng)度。A.d不變模數(shù)增大B.由調(diào)質(zhì)改為淬火C.齒輪負(fù)變位D.適當(dāng)增加齒寬51、計(jì)算齒輪傳動時(shí)，選擇許用應(yīng)力與

沒有關(guān)系。A.材料硬度B.應(yīng)力循環(huán)次數(shù)C.安全系數(shù)D.齒形系數(shù)52、45鋼齒輪，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后其硬度值約為

。A.45～50HRCB.220～270HBSC.160～180HBSD.320～350HBS53、開式齒輪傳動的主要失效形式是()A．輪齒疲勞折斷B．齒面點(diǎn)蝕C．齒面磨損D．齒面膠合50.C51.D52.B53.C54、下面對一對相互嚙合的大小齒輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的幾個(gè)公式說法正確的是（）。A．B．C．D．A55、為什么輪齒的彎曲疲勞裂紋首先發(fā)生在齒根受拉伸一側(cè)？解題要點(diǎn)：（1）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，將輪齒視為懸臂梁，受載荷后齒根處產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力最大。（2）齒根過渡圓角處尺寸發(fā)生急劇變化，又由于沿齒寬方向留下加工刀痕產(chǎn)生應(yīng)力集中。（3）在反復(fù)變應(yīng)力的作用下，由于齒輪材料對拉應(yīng)力敏感，故疲勞裂紋首先發(fā)生在齒根受拉伸一側(cè)。56、在軟齒面閉式齒輪傳動設(shè)計(jì)中，如何選擇模數(shù)m及小齒輪的齒數(shù)？為什么？模數(shù)盡量小，小齒輪齒數(shù)盡可能大，因?yàn)椋很淉X面閉式傳動，傳動尺寸主要取決于接觸疲勞強(qiáng)度，而彎曲疲勞強(qiáng)度往往比較富裕。在滿足彎曲疲勞強(qiáng)度的要求下，齒數(shù)宜取多，齒數(shù)增多有利于：1）增大重合度，提高傳動平穩(wěn)性；2）減小滑動系數(shù)，提高傳動效率；3）減小毛坯外徑，減輕齒輪重量；4）減少切削量，延長刀具使用壽命，減少加工工時(shí)。57、兩級圓柱齒輪傳動中，若一級為斜齒，另一級為直齒，試問斜齒圓柱齒輪應(yīng)置于高速級還是低速級？為什么？若為直齒錐齒輪和圓柱齒輪所組成的兩級傳動，錐齒輪應(yīng)置于調(diào)整級還是低速級？為什么？解題要點(diǎn)：（1）在兩級圓柱齒輪傳動中，斜齒輪應(yīng)置于高速級，主要因?yàn)楦咚偌壍霓D(zhuǎn)速高，用斜齒圓柱齒輪傳動工作平衡，在精度等級相同時(shí)，允許傳動的圓周速度較高；在忽略摩擦阻力影響時(shí)，高速級小齒輪的轉(zhuǎn)矩是低速紙小齒輪轉(zhuǎn)矩的1/i（i是高速級的傳動比），其軸向力小。（2）由錐齒輪和圓柱齒輪組成的兩級傳動中，錐齒輪一般應(yīng)置于高速級，主要因?yàn)楫?dāng)傳遞功率一定時(shí)，低速級的轉(zhuǎn)矩大，則齒輪的尺寸和模數(shù)也大，而錐齒輪的錐距R和模數(shù)m大時(shí)，則加工困難，或者加工成本大為提高。58、有一閉式齒輪傳動，滿載工作幾個(gè)月后，發(fā)現(xiàn)硬度為200~240HBS的齒輪工作表面上出現(xiàn)小的凹坑。試問：（1）這是什么現(xiàn)象？（2）如何判斷該齒輪是否可以繼續(xù)使用？（3）應(yīng)采取什么措施？解題要點(diǎn)：（1）已開始產(chǎn)生齒面疲勞點(diǎn)蝕，但因“出現(xiàn)小的凹坑”，故屬于早期點(diǎn)蝕。（2）若早期點(diǎn)蝕不再發(fā)展成破壞性點(diǎn)蝕，該齒輪仍可繼續(xù)使用。（3）采用高粘度的潤滑油或加極壓添加劑于油中，均可提高齒輪的抗疲勞點(diǎn)蝕的能力。59、設(shè)有一對標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，已知齒輪的模數(shù)m=5mm，小、大齒輪的參數(shù)分別為：應(yīng)力修正系數(shù)YSa1=1.56,YSa2=1.76；齒形系數(shù)YFa1=2.8,YFa2=2.28；許用應(yīng)力，[σF1]=314MPa，[σF2]=286MPa。已算得小齒輪的齒根彎曲應(yīng)力σF1=306MPa。試問：（1）哪一個(gè)齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度較大？（2）兩齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度是否均滿足要求？60、圖為兩級斜齒圓柱齒輪減速器，已知條件如圖所示。試問：（1）低速級斜齒輪的螺旋線方向應(yīng)如何選擇才能使中間軸Ⅱ上兩齒輪所受的軸向力相反？（2）低速級小齒輪的螺旋角β2應(yīng)取多大值，才能使軸Ⅱ軸上軸向力相互抵？61、今有兩對斜齒圓柱齒輪傳動，主動軸傳遞的功率P1=13kW，n1=200r/min，齒輪的法面模數(shù)mn=4mm，齒數(shù)z1=60均相同，僅螺旋角分別為9°與18°。試求各對齒輪傳動軸向力的大?。?2、某傳動裝置采用一對閉式軟齒面標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，齒輪參數(shù)z1=20，z2=54，m=4mm。加工時(shí)誤將箱體孔距鏜大為a‘=150。齒輪尚末加工，應(yīng)采取可種方法進(jìn)行補(bǔ)救？新方案的齒輪強(qiáng)度能滿足要求嗎？63、一對按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)的軟齒面鋼制圓柱齒輪，經(jīng)彎曲強(qiáng)度校核計(jì)算，發(fā)現(xiàn)其σF比[σF]小很多，試問設(shè)計(jì)是否合理？為什么？在材料、熱處理硬度不變的條件下，可采取什么措施以提高其傳動性能？64.一對閉式直齒圓柱齒輪，已知：小齒輪轉(zhuǎn)速n1=950r/min。主、從動齒輪的[σH1]==700MPa，[σH2]==650MPa；載荷系數(shù)K=1.6；節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH=2.5；試按接觸疲勞強(qiáng)度，求該齒輪傳動所能傳遞的功率。提示：接觸強(qiáng)度校核公式為65.圖所示為二級斜齒圓柱齒輪減速器。已知：齒輪1的螺旋線方向和軸Ⅲ的轉(zhuǎn)向，齒輪2的參數(shù)mn=3mm，z2=57，β2=14°；齒輪3的參數(shù)mn=5mm，z3=21。試求：（1）為使軸Ⅱ所受的軸向力最小，齒輪3應(yīng)選取的螺旋線方向，并在圖b上標(biāo)出齒輪2和齒輪3的螺旋線方向；（2）在圖b上標(biāo)出齒輪2、3所受各分力的方向；（3）如果使軸Ⅱ的軸承不受軸向力，則齒輪3的螺旋角β3應(yīng)取多大值（忽略摩擦損失）？66.圖示的二級斜齒圓柱齒輪減速器，已知：高速級齒輪參數(shù)為mn=2mm，，z1=20，z2=60；低速級，z3=20，z4=68；齒輪4為左旋轉(zhuǎn)軸；軸I的轉(zhuǎn)向如圖示，n1=960r/min，傳遞功率P1=5kW，忽略摩擦損失。試求：（1）軸Ⅱ、Ⅲ的轉(zhuǎn)向（標(biāo)于圖上）；（2）為使軸Ⅱ的軸承所承受的軸向力小，決定各齒輪的螺旋線方向（標(biāo)于圖上）；（3）齒輪2、3所受各分力的方向（標(biāo)于圖上）；（4）計(jì)算齒輪4所受各分力的大小。67.圖所示為直齒錐齒輪–斜齒圓柱齒輪減速器，齒輪1主動，轉(zhuǎn)向如圖示。錐齒輪的參數(shù)為mn=2mm，z1=20，z2=40，；斜齒圓柱齒輪的參數(shù)為mn=3mm，z3=20，z4=60。試求：（1）畫出各軸的轉(zhuǎn)向；（2）為使軸Ⅱ所受軸向力最小，標(biāo)出齒輪3、4的螺旋線方向；（3）畫出軸Ⅱ上齒輪2、3所受各力的方向；（4）若要求使軸Ⅱ上的軸承幾乎不承受軸向力，則齒輪3的螺旋角應(yīng)取多大（忽略摩擦損失）。參考書新世紀(jì)上選擇填空計(jì)算題P1293.4.5.6.8.9第十一章蝸桿傳動§11-1蝸桿傳動的類型§11-2普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算§11-3普通圓柱蝸桿傳動承載能力計(jì)算§11-4圓弧圓柱蝸桿傳動設(shè)計(jì)計(jì)算§11-5普通圓柱蝸桿傳動的效率、潤滑及熱平衡計(jì)算§11-6圓柱蝸桿和蝸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)蝸桿蝸輪傳動蝸桿傳動應(yīng)用：用于實(shí)現(xiàn)空間交錯(cuò)軸間的運(yùn)動傳遞，一般交錯(cuò)角為90°。傳動特點(diǎn)：1）單頭蝸桿能實(shí)現(xiàn)較大的傳動比；2）沖擊載荷小，傳動平穩(wěn)，噪音低；3）當(dāng)蝸桿的螺旋線升角小于嚙合面的當(dāng)量摩擦角時(shí)，蝸桿傳動具有自鎖性；4）摩擦損失較大，效率低。形成：若單個(gè)斜齒輪的齒數(shù)很少（如z1=1）而且β1很大時(shí)，輪齒在圓柱體上構(gòu)成多圈完整的螺旋。1ω1所得齒輪稱為:蝸桿。而嚙合件稱為:蝸輪。蝸桿2ω2蝸輪按蝸桿螺旋線方向分：有右旋、左旋之分，多用右旋蝸桿。按蝸桿頭數(shù)分：單頭蝸桿、多頭蝸桿之分。單頭蝸桿主要用于傳動比較大的場合，要求自鎖的傳動必須采用單頭蝸桿。缺點(diǎn)：傳動效率很低，只能用在功率小的場合。多頭蝸桿主要用于傳動比不大和要求效率較高的場合。缺點(diǎn)：摩擦磨損大、發(fā)熱量大，效率低；用材貴重。蝸桿傳動多用于減速，蝸桿為原動件，蝸輪為從動件?！?1-1蝸桿傳動的類型阿基米德蝸桿普通圓柱蝸桿機(jī)構(gòu)法向直廓蝸桿圓柱蝸桿機(jī)構(gòu)漸開線蝸桿錐面包絡(luò)圓柱蝸桿圓弧圓柱蝸桿機(jī)構(gòu)環(huán)面蝸桿機(jī)構(gòu)錐蝸桿機(jī)構(gòu)根據(jù)蝸桿形狀不同，蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)可分為：漸開線蝸桿阿基米德蝸桿圓弧齒圓柱蝸桿環(huán)面蝸桿錐蝸桿補(bǔ)、蝸輪蝸桿傳動的中間平面指過蝸桿的軸線所作的垂直于蝸輪軸線的平面。在主截面內(nèi)蝸輪蝸桿的嚙合相當(dāng)于齒輪與齒條的嚙合?！?1-2普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算（一）普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及其選擇1.模數(shù)m和壓力角α

與齒輪模數(shù)系列有所不同。正確嚙合條件蝸桿軸面的模數(shù)和壓力角分別等于蝸輪端面的模數(shù)和壓力角。蝸桿軸向壓力角與法向壓力角的關(guān)系：2.蝸桿分度圓直徑d1由于蝸輪是用與蝸桿尺寸相同的蝸輪滾刀配對加工而成的，為了限制滾刀的數(shù)目，國家標(biāo)準(zhǔn)對每一標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)規(guī)定了一定數(shù)目的標(biāo)準(zhǔn)蝸桿分度圓直徑d1。直徑d1為標(biāo)準(zhǔn)值，表11-2。蝸桿的直徑系數(shù)q：蝸桿分度圓直徑d1和模數(shù)m的比值。3.蝸桿頭數(shù)z1

較少的蝸桿頭數(shù)（如：單頭蝸桿）可以實(shí)現(xiàn)較大的傳動比，但傳動效率較低；蝸桿頭數(shù)越多，傳動效率越高，但蝸桿頭數(shù)過多時(shí)不易加工。通常蝸桿頭數(shù)z1：1～10；薦取z1=1、2、4、6。4.導(dǎo)程角γγ↑

傳動效率高γ↓傳動效率低單頭蝸桿γ≤3°40′具有自鎖性。在m和d1為標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，z1↑→g↑5.傳動比i和齒數(shù)比u當(dāng)蝸桿為主動時(shí)，注：蝸桿傳動的傳動比不等于蝸輪、蝸桿的直徑比。6.蝸輪齒數(shù)z2蝸輪齒數(shù)主要取決于傳動比，即z2=uz1。z2不宜太?。ㄈ鐉2＜26)，否則將使傳動平穩(wěn)性變差。z2也不宜太大，否則在模數(shù)一定時(shí)，蝸輪直徑將增大，從而使相嚙合的蝸桿支承間距加大，降低蝸桿的彎曲剛度，影響正常的嚙合。一般取z2=29～82z1和z2之間最好避免有共因數(shù)，以利于均勻磨損。7.蝸桿傳動的標(biāo)準(zhǔn)中心距a（二）蝸桿傳動變位的特點(diǎn)1.變位目的：①湊中心距；②湊傳動比2.變位方法：蝸桿尺寸不動，蝸輪變位。3.變位特點(diǎn)：變位后，蝸輪的分度園和節(jié)園仍舊重合，只是蝸桿在中間平面上的節(jié)線有所改變，不再與分度線重合。原因：避免滾刀尺寸變化4.變位方式：1）變位湊中心距，變位前后，蝸輪的齒數(shù)不變。2）變位湊傳動比，變位前后，蝸桿傳動中心距不變。（三）蝸桿傳動的幾何尺寸計(jì)算表11-3，表11-4§11-3普通圓柱蝸桿傳動承載能力計(jì)算（一）蝸桿傳動的失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則及常用材料1.失效形式：在一般情況下蝸輪的強(qiáng)度較弱，所以失效總是在蝸輪上發(fā)生。由于蝸輪和蝸桿之間的相對滑動較大，更容易產(chǎn)生膠合和磨粒磨損。2.設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：在開式傳動中，多發(fā)生齒面磨損和輪齒折斷，以保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)主要準(zhǔn)則，毋須進(jìn)行齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算。在閉式傳動中，多發(fā)生膠合或點(diǎn)蝕，通常是按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，而按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核，另外，閉式蝸桿傳動散熱較為困難，還應(yīng)作熱平衡計(jì)算?！锘瑒铀俣葀s3.材料選擇蝸桿材料:碳鋼或合金鋼

表面光潔、硬度高。蝸輪材料：青銅減摩、耐磨性、抗膠合。1）鑄錫青銅（ZCuSn10Pb1）：vs≥12~26m/s耐磨性最好，抗膠合性好，強(qiáng)度稍低，價(jià)格較高。2）鑄鋁青銅（ZCuAl10Fe3）：vs<10m/s減摩性、抗膠合性稍差，但強(qiáng)度高，價(jià)兼。3）鑄鋁黃銅：應(yīng)用于低滑動速度4）灰鑄鐵和球墨鑄鐵：vs≤2m/s，直徑較大的蝸輪常用鑄鐵，要進(jìn)行時(shí)效處理、防止變形。（二）蝸桿傳動的受力分析

蝸桿傳動的受力分析與斜齒圓柱齒輪的受力分析相同，輪齒在受到法向載荷Fn的情況下，可分解出徑向載荷Fr、周向載荷Ft、軸向載荷Fa。作用力方向判斷：1）蝸桿上的圓周力Ft1方向與蝸桿齒在嚙合點(diǎn)的運(yùn)動方向相反；2）蝸輪上的圓周力Ft2的方向與蝸輪齒在嚙合點(diǎn)的運(yùn)動方向相同；3）徑向力Fr的方向在蝸桿、蝸輪上都是由嚙合點(diǎn)分別指向軸心。右旋蝸桿左旋蝸桿從動輪旋轉(zhuǎn)方向判斷：當(dāng)交錯(cuò)角Σ＝90o時(shí)，蝸輪蝸桿旋向相同，主動輪左旋用左手，右旋用右手，彎曲四指方向?yàn)樾D(zhuǎn)方向，大拇指的指向?yàn)槲仐U軸向力的方向，大拇指的反向是嚙合點(diǎn)處從動輪運(yùn)動方向。在不計(jì)摩擦力時(shí)，有以下關(guān)系：T1-蝸桿工作轉(zhuǎn)矩，T2-蝸輪工作轉(zhuǎn)矩。蝸桿主動時(shí)，T2=T1uη1，η1-蝸桿主動時(shí)傳動嚙合效率。蝸輪主動時(shí)，T2=T1u/η1',η1'-蝸輪主動時(shí)傳動嚙合效率。習(xí)題：P2721例1′如圖所示，蝸桿主動，T1=20N.m，m=4mm，Z1=2，d1=50mm，蝸輪齒數(shù)Z2=50，傳動的嚙合效率η=0.75。（1）試確定蝸輪的轉(zhuǎn)向及旋向；（2）若不考慮軸承及攪油損失，試確定蝸桿與蝸輪上作用力的大小和方向。例2′如圖所示的蝸桿傳動和圓錐齒輪傳動的組合，已知輸出軸上的圓錐齒輪Z4的轉(zhuǎn)向n4。求：（1）為使中間軸上的軸向力能抵消一部分，試確定蝸桿傳動的螺旋線方向和蝸桿的轉(zhuǎn)向；（2）在圖上標(biāo)出各輪軸向力的方向。補(bǔ)充作業(yè)1'、圖中所示斜齒圓柱齒輪傳動—蝸桿傳動組成的傳動裝置。動力由Ⅰ軸輸入，蝸輪4為右旋齒，試：（1）為使蝸輪4按圖中n4方向轉(zhuǎn)動，確定蝸桿旋向，斜齒輪1的轉(zhuǎn)動方向。（2）為使中間軸Ⅱ所受的軸向力能抵消一部分，確定斜齒輪1和齒輪2的輪齒旋向。（3）在圖中畫出齒輪1和蝸輪4所受的各分力方向。2'、如圖所示傳動系統(tǒng)，蝸桿主動，已知如圖。欲使中間軸軸向力能相互抵消一部分，試判斷各軸的轉(zhuǎn)向及各輪的旋向？作業(yè)1'作業(yè)2'設(shè)計(jì)蝸桿蝸輪傳動的步驟：①初步計(jì)算中心距a；②按設(shè)計(jì)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)；③進(jìn)行必要的強(qiáng)度計(jì)算；④剛度計(jì)算；⑤工作溫度計(jì)算；⑥潤滑劑及潤滑方式的確定。（三）蝸桿傳動強(qiáng)度計(jì)算1．蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算2．蝸輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算式中為什么蝸桿傳動的強(qiáng)度計(jì)算僅對蝸輪進(jìn)行？（四）．蝸桿剛度計(jì)算問題（一）蝸桿傳動的效率h1─傳動嚙合效率；h2─油的攪動和飛濺損耗的效率；h2

=0.99h3─軸承效率；h3=0.99h1是對總效率影響最大的因素，蝸桿主動時(shí)可由下式確定：所以Z1↑→γ↑→η↑效率與蝸桿頭數(shù)的大致關(guān)系為：蝸桿頭數(shù)１２４６總效率0.700.800.900.95式中：g－蝸桿的導(dǎo)程角；

ψv－當(dāng)量摩擦角。閉式蝸桿傳動§11-5普通圓柱蝸桿傳動的效率、潤滑及熱平衡計(jì)算潤滑方式的選擇：vs≤5m/s油池蝸桿浸油vs≥5~10m/s油池或噴油蝸輪浸油vs>10m/s壓力噴油潤滑（二）蝸桿傳動的潤滑若潤滑不良，效率顯著降低，并且會帶來劇烈的磨損和產(chǎn)生膠合破壞的危險(xiǎn)。

潤滑的主要目的在于減摩與散熱。具體潤滑方法與齒輪傳動的潤滑相近。1.潤滑油2.潤滑油粘度及給油方法給油方法根據(jù)相對滑動速度。蝸桿傳動推薦使用的潤滑油粘度和給油方法見表11-21。3.潤滑油量采用油池潤滑時(shí)，蝸桿最好布置在下方。1.潤滑油工作溫度油池潤滑的蝸桿傳動，在同一單位時(shí)間內(nèi)，傳動的發(fā)熱量與箱體的散熱量相等，才能平衡。熱平衡計(jì)算的目的：防止?jié)櫥蜏囟冗^高使?jié)櫥瑮l件惡化。（三）蝸桿傳動的熱平衡計(jì)算例3′、一單級普通圓柱蝸桿減速器，傳遞功率P=7.5kW，傳動效率η=0.82，散熱面積A=1.2m2，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)αd=8.15W/(m2·℃)，環(huán)境溫度t0=20℃。問該減速器能否連續(xù)工作？解、蝸桿減速器在既定工作條件下的油溫因t＞80℃，所以該減速器不能連續(xù)工作。2.冷卻方法當(dāng)自然冷卻的熱平衡溫度過高時(shí)，可采用以下措施：1）加散熱片以增大散熱面積2）在蝸桿軸端加裝風(fēng)扇以加速空氣流通3）在傳動箱內(nèi)安裝循環(huán)冷卻管路傳動箱內(nèi)裝循環(huán)冷卻管路4）外冷卻壓力噴油傳動箱外裝循環(huán)冷卻器§11-6圓柱蝸桿和蝸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、蝸桿的結(jié)構(gòu)蝸桿螺旋部分的直徑不大，所以常和軸做成一個(gè)整體。當(dāng)蝸桿螺旋部分的直徑較大時(shí)，可以將軸與蝸桿分開制作。無退刀槽，加工螺旋部分時(shí)只能用銑制的辦法。有退刀槽，螺旋部分可用車制，也可用銑制加工，但該結(jié)構(gòu)的剛度較前一種差。2、蝸輪的結(jié)構(gòu)

為了減摩的需要，蝸輪通常要用青銅制作。為了節(jié)省銅材，當(dāng)蝸輪直徑較大時(shí)，采用組合式蝸輪結(jié)構(gòu)，齒圈用青銅，輪芯用鑄鐵或碳素鋼。常用蝸輪的結(jié)構(gòu)形式如下：

螺栓連接式拼鑄式齒圈式整體澆注習(xí)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、蝸桿直徑系數(shù)q＝

。A.q=dl/mB.q=dlmC.q=a/dl

D.q=a/m

3、在蝸桿傳動中，當(dāng)其他條件相同時(shí)，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4、在蝸桿傳動中，當(dāng)其他條件相同時(shí)，增加蝸桿頭數(shù)，則傳動效率

，滑動速度

。A.提高B.降低C.不變D.提高，也可能降低

1B2A3B4AA

5、在蝸桿傳動中，當(dāng)其他條件相同時(shí)，減少蝸桿頭數(shù)，則

。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6、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7、蝸桿直徑d1的標(biāo)準(zhǔn)化，是為了

。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8、蝸桿常用材料是

，蝸輪常用材料是

。A.40CrB.GCrl5C.ZCuSnl0P1D.LY12

5AC6A7D8AC

9、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。10、蝸桿傳動的當(dāng)量摩擦系數(shù)fv隨齒面相對滑動速度的增大而

。A.增大B.減小C.不變D.可能增大也可能減小11、提高蝸桿傳動效率的最有效的方法是

。A.增大模數(shù)mB.增加蝸桿頭數(shù)C.增大直徑系數(shù)qD.減小直徑系數(shù)q12、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9C10B11B12D

13、用

計(jì)算蝸桿傳動比是錯(cuò)誤的。A.i=ω1/ω2B.i=Z2/Z1C.i=n1/n