12蝸桿習(xí)題與參考答案

1、習(xí)題與參考答案、選擇題1 與齒輪傳動(dòng)相比較， A. 傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小 C. 可產(chǎn)生自鎖不能作為蝸桿傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。B. 傳動(dòng)效率高D. 傳動(dòng)比大模數(shù)，應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)值。C. 中間平面2 阿基米德圓柱蝸桿與蝸輪傳動(dòng)的A. 法面B.端面3 蝸桿直徑系數(shù) q 。A. q=dl / mB.q=dl mC. q= a/ dlD.q=a/ mq，將使傳動(dòng)效率 增大也可能減小 z1 ，則傳動(dòng)效率。提高，也可能降低z1 ，則滑動(dòng)速度增大也可能減小4 在蝸桿傳動(dòng)中，當(dāng)其他條件相同時(shí)，增加蝸桿直徑系數(shù)A. 提高 B. 減小 C. 不變 D.5 在蝸桿傳動(dòng)中，當(dāng)其他條件相同時(shí)，增加蝸桿頭數(shù)A. 提高 B. 降低 C. 不變

2、 D.6 在蝸桿傳動(dòng)中，當(dāng)其他條件相同時(shí)，增加蝸桿頭數(shù)A. 增大 B. 減小 C. 不變 D.7 在蝸桿傳動(dòng)中，當(dāng)其他條件相同時(shí)，減少蝸桿頭數(shù)z1 ，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(dòng)效率8 起吊重物用的手動(dòng)蝸桿傳動(dòng)，宜采用 的蝸桿。A.單頭、小導(dǎo)程角B.C.多頭、小導(dǎo)程角D.9 蝸桿直徑 d1 的標(biāo)準(zhǔn)化，是為了A. 有利于測量 B.C. 有利于實(shí)現(xiàn)自鎖 D.單頭、大導(dǎo)程角多頭、大導(dǎo)程角有利于蝸桿加工 有利于蝸輪滾刀的標(biāo)準(zhǔn)化10 蝸桿常用材料是A. 40Cr B. GCrl5 C. ZCuSnl0P111蝸輪常用材料是。A. 40Cr B

3、GCrl5D. LY12C. ZCuSnl0P1 D. LYl214 蝸桿傳動(dòng)的當(dāng)量摩擦系數(shù) f v隨齒面相對滑動(dòng)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15 提高蝸桿傳動(dòng)效率的最有效的方法是 。A. 增大模數(shù) m B. 增加蝸桿頭數(shù) z1C. 增大直徑系數(shù) qD.減小直徑系數(shù) q16閉式蝸桿傳動(dòng)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計(jì)算蝸桿傳動(dòng)比是錯(cuò)誤的。A.i = 1/ 2B.i = z2/ z1 C.i =n1 /n2D.i =d1/d218在蝸桿傳動(dòng)中，作用在蝸桿上的三個(gè)嚙合分力，通常以為最大。19其

4、中有A.20A.A. 圓周力 FtlB.徑向力 Fr1C. 軸向力 Fa1下列蝸桿分度圓直徑計(jì)算公式：a）d1=mq； （b）d1=mz1；（c）d1=d2/ i；（d）d1=mz2/ （ itan）； （e） d1=2a/ （i +1）。是錯(cuò)誤的。一個(gè)B.兩個(gè)C.三個(gè)D.四個(gè)蝸桿傳動(dòng)中較為理想的材料組合是鋼和鑄鐵B.鋼和青銅 C. 銅和鋁合金D.鋼和鋼、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(dòng)中，蝸桿頭數(shù)越少，則傳動(dòng)效率越，自鎖性越 ，一般蝸桿頭數(shù)常取 z1=。23 在蝸桿傳動(dòng)中，已知作用在蝸桿上的軸向力Fal=1 800N，圓周力 Ft1 =88

5、0N，若不考慮摩擦影響，則作用在蝸輪上的軸向力 Fa2=，圓周力 Ft224蝸桿傳動(dòng)的滑動(dòng)速度越大，所選潤滑油的粘度值應(yīng)越。25在蝸桿傳動(dòng)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(dòng)在齒面間有較大的 ，所以更容易產(chǎn)生 和 失效。28 在蝸桿傳動(dòng)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(dòng)中，蝸桿所受的圓周力Ft1 的方向總是與，而徑向力 Frl 的方向總、 和 三部分。與 相嚙合。因此蝸桿30 閉式蝸桿傳動(dòng)的功率損耗，一般包括：31 阿基米德蝸桿和蝸輪在中間平面相當(dāng)于的 模數(shù)應(yīng)與蝸輪的 模數(shù)相等。32 在標(biāo)準(zhǔn)蝸桿傳動(dòng)中，當(dāng)蝸桿為主動(dòng)時(shí)，若蝸桿頭數(shù)z1和模

6、數(shù) m 一定，而增大直徑系數(shù) q，則蝸桿剛度 ；若增大導(dǎo)程角 ，則傳動(dòng)效率 。33 蝸桿分度圓直徑 d1= ；蝸輪分度圓直徑 d2 =。34 為了提高蝸桿傳動(dòng)的效率， 應(yīng)選用 頭蝸桿；為了滿足自鎖要求， 應(yīng)選 z1 =35 蝸桿傳動(dòng)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(dòng)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(dòng)時(shí)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。38 蝸桿的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)是 模數(shù)，其分度圓直徑 d1=；蝸輪的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)是 模數(shù)，其分度圓直徑 d2 =。43

7、阿基米德圓柱蝸桿傳動(dòng)的中間平面是指 的平面。44 由于蝸桿傳動(dòng)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(shí)，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(dòng)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(dòng)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(shí)怎么辦48 如何恰當(dāng)?shù)剡x擇蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比 i 12、蝸桿頭數(shù) z1 和蝸輪齒數(shù) z2 ，并簡述其理由。49 試闡述蝸桿傳動(dòng)的直徑系數(shù) q 為標(biāo)準(zhǔn)值的實(shí)際意義。

8、50 采用什么措施可以節(jié)約蝸輪所用的銅材51 蝸桿傳動(dòng)中，蝸桿所受的圓周力 Ft1 與蝸輪所受的圓周力 Ft2 是否相等52 蝸桿傳動(dòng)中，蝸桿所受的軸向力 Fa1 與蝸輪所受的軸向力 Fa2 是否相等53 蝸桿傳動(dòng)與齒輪傳動(dòng)相比有何特點(diǎn)常用于什么場合54 采用變位蝸桿傳動(dòng)的目的是什么變位蝸桿傳動(dòng)中哪些尺寸發(fā)生了變化55 影響蝸桿傳動(dòng)效率的主要因素有哪些為什么傳遞大功率時(shí)很少用普通圓柱蝸桿傳動(dòng)56 對于蝸桿傳動(dòng)，下面三式有無錯(cuò)誤為什么（1） i1 / 2 n1 /n2 z1 /z2 d1 /d2；（2）a （d1 d2）/ 2 m（z1 z2）/2；（3）Ft2 2T2 /d2 2T1i / d

9、2 2T1 /d1 Ft1；57 蝸桿傳動(dòng)中為何常用蝸桿為主動(dòng)件蝸輪能否作主動(dòng)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(dòng)的強(qiáng)度、剛度及尺寸有何影響59 影響蝸桿傳動(dòng)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(dòng)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62選擇蝸桿的頭數(shù) z1 和蝸輪的齒數(shù) z2 應(yīng)考慮哪些因素63 蝸桿的強(qiáng)度計(jì)算與齒輪傳動(dòng)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 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(shí)，為什么只考慮

10、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(dòng)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(shí)對蝸桿傳動(dòng)的效率有何影響67 在蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，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(gè)分力表示 ）。題 68 圖69 題 69 圖所示為兩級蝸桿減速器，蝸輪4為右旋，逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)（ n4），要求作用在軸上的蝸桿 3 與蝸輪 2 的軸向力方向相反。試求：

11、題 69 圖1）蝸桿 1 的螺旋線方向與轉(zhuǎn)向；（2）畫出蝸輪 2 與蝸桿 3所受三個(gè)分力的方向。270 一單級普通圓柱蝸桿減速器，傳遞功率P=，傳動(dòng)效率 =，散熱面積 A=1.2m2，表面?zhèn)鳠嵯?數(shù) s =（m · ） ，環(huán)境溫度 t 0 =20 。問該減速器能否連續(xù)工作71 已知一單級普通圓柱蝸桿傳動(dòng)，蝸桿的轉(zhuǎn)速n1 =1 440r/min ，傳動(dòng)比 i 24,z1 2 ，m=10mmq, =8, 蝸桿材料為 45 鋼，表面淬火 50HRC，蝸輪材料為 ZCuSn10P1，砂模鑄造，并查得 N=107 時(shí)蝸輪材料的基本許用接觸應(yīng)力HP =200 Mpa。若工作條件為單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平

12、穩(wěn)，載荷系數(shù)KA=，每天工作8h，每年工作 300天，工作壽命為 10 年。試求這蝸桿軸輸入的最大功率。并已知：72=20°提示：ZE 題 72頭數(shù)接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算式為9K AT2H ZE m2 d1 z22HP160 MPa ，導(dǎo)程角 14 02 10 ，當(dāng)量摩擦角 v 110 18 。 圖所示為一標(biāo)準(zhǔn)蝸桿傳動(dòng)，蝸桿主動(dòng)，轉(zhuǎn)矩T1=25 000N · mm，模數(shù) m=4 mm，壓力角z1=2，直徑系數(shù) q=10，蝸輪齒數(shù) z2 =54，傳動(dòng)的嚙合效率0.75 。試確定：題 72 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。73 題 73 圖所示為由電動(dòng)機(jī)驅(qū)

13、動(dòng)的普通蝸桿傳動(dòng)。已知模數(shù)m=8 mm,d1=80 mm, z1=1, z2 =40,蝸輪輸出轉(zhuǎn)矩 T2 =×106N· mm, n1=960r/min, 蝸桿材料為 45 鋼，表面淬火 50HRC，蝸輪材料為 ZCuSn10P1，金屬模鑄造，傳動(dòng)潤滑良好，每日雙班制工作，一對軸承的效率3 0.99 ，攪油損耗的效率 2 0.99 。試求：（ 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?。唬?3）計(jì)算該傳動(dòng)的嚙合效率及總效率；（4）該傳動(dòng)裝置 5 年功率損耗的費(fèi)用（工業(yè)用電暫按每度元計(jì)算）。提示：當(dāng)量摩擦角 v 1 30 。）

14、74 一普通閉式蝸桿傳動(dòng)，蝸桿主動(dòng)，輸入轉(zhuǎn)矩T1 =113 000N · mm，蝸桿轉(zhuǎn)速 n1=1 460r/minm=5 mm，q=10， z1 3,z2 60 。蝸桿材料為 45 鋼，表面淬火， HRC> 45，蝸輪材料用 ZCuSn10P1，離心鑄造。已知 18 26 6 、 v 1 20 。試求： （1）嚙合效率和傳動(dòng)效率；（ 2）嚙合中各力的大?。唬?）功率損耗。圖題 75 圖75 題 75 圖所示為某手動(dòng)簡單起重設(shè)備，按圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)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；（ 3）若蝸桿自鎖，反轉(zhuǎn)手柄使重物下降，求蝸

15、輪上作用力方向的變化。例解1. 有一阿基米德蝸桿傳動(dòng)，已知比 i=18 ，蝸桿頭數(shù) Z1=2，直徑系數(shù) q=10，分度圓 直徑 d1=80mm。試求： 1）模數(shù) m、蝸桿分度圓柱導(dǎo)程角 、蝸輪齒數(shù) Z2 及分度圓柱螺旋角； 2）蝸輪的分度圓直徑 d2 和蝸桿傳動(dòng)中心距。解答： 1）確定蝸桿傳動(dòng)基本參數(shù)m=d1/q=80/10=8mmZ2=i Z 1=18× 2=36arctan( Z1 /q) arctan(1 / 10 11 1836= =11 18362)求 d2和中心距 ： d2=Z2m=36× 2=288mm =m(q+Z2)/2=8 × (10+36)/

16、2=184=184mm2. 分析與思考：蝸輪蝸桿傳動(dòng)正確嚙合條件如何為什么將蝸桿分度圓直徑d1定為標(biāo)準(zhǔn)值答：蝸輪蝸桿傳動(dòng)正確嚙合條件為：a1at2 a 20 ；m 1mt2 m ；= 。將蝸桿分度圓直徑 d1 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。78. 圖中蝸桿主動(dòng)，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(gè)分力：圓周力Ft 、徑向力 Fr、軸向力F。表示）。題解分析：根據(jù)蝸桿傳動(dòng)嚙合條件之一： 和螺旋傳動(dòng)原理一出未注明的蝸桿 （或蝸輪）的螺旋線方向及轉(zhuǎn)向；再根據(jù)蝸桿（主動(dòng)）與蝸輪嚙合點(diǎn)處各作用力的方向 確定方法，定

17、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(dòng)）與蝸輪嚙合點(diǎn)處各作用力的方向如何確定 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(shí)，蝸輪的旋轉(zhuǎn)方 向可根據(jù)螺旋副的運(yùn)動(dòng)規(guī)律來確定。（2）各力方向確定：圓周力 FtFt1（蝸桿）蝸桿為主動(dòng)件受到的阻力，故與其轉(zhuǎn)向n1方向相反。Ft2 （蝸輪）蝸輪為從動(dòng)件受到的是推力故與其轉(zhuǎn)向n2 方向相同。徑向力 Fr Fr1、 Fr2 分別沿蝸桿、蝸輪的半徑方向指向各自的輪心F1（蝸桿）根據(jù)蝸桿的螺旋線方向（左旋或右旋）及其轉(zhuǎn)向n1軸向力 F 用左（或右）手定則來確定，即手握蝸桿皿指 n1 方向彎曲，大姆指

18、的 指向則為 F1 的方向。F2（蝸輪） F2與 Ft1大小相等方向相反。4. 圖示蝸桿傳動(dòng)，蝸桿 1 主動(dòng)，其轉(zhuǎn)向如圖示，螺旋線方向?yàn)橛倚Ｔ嚊Q定：1）蝸輪 2 的螺旋線方向及轉(zhuǎn)向 n2。2）蝸桿、蝸輪受到的各力（ Ft 、Fr、F）題解分析：1）蝸輪的螺旋線方向右旋，蝸輪的轉(zhuǎn)向 n2見題解圖所示。2）蝸桿受力 Ft1 、Fr1 、F1 及蝸累受力 Ft2、Fr2、F2見題解圖所示5 圖示為一標(biāo)準(zhǔn)蝸桿傳動(dòng)，蝸桿主動(dòng)，螺旋線方向?yàn)樽笮D(zhuǎn)矩 T1=2500N·mm，模 數(shù) m=4m，m 壓力角20 ，蝸桿頭數(shù) Z1=2，蝸桿直徑系數(shù) q=10，蝸輪齒數(shù) Z2=54，傳動(dòng)效率 =。試確

19、定：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(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸輪輪齒螺旋線方向左旋2）蝸桿、蝸輪上的各力大小T2 T1 i12 T1 Z2 25000 0.75 54 506250 N mmZ12Ft12T1 /d12T1 /qm2 25000 /(10 4) 1250NFt22T2 /d22T2 / Z2m2 50620 /(54 4) 4687.5NFr2Ft2 tan4687.5tan20 1706.11NFr1 Fr 2 1706.11NF1 Ft24687.5NF2 Ft1 1250N6. 分析與思考：蝸輪與蝸

20、桿嚙合點(diǎn)處各力之間關(guān)系如何與斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)各力 之間關(guān)系有何異同答：蝸輪與蝸桿嚙合點(diǎn)處各力之間關(guān)系： Ft1F2； FFt； Fr1 Fr 2斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)： Ft1Ft2； Fa1 F2不同之處蝸輪與蝸桿傳動(dòng)： F Ft ； F Ft相同之處： Fr1 Fr 27. 圖示為由斜齒圓柱齒輪與蝸桿傳動(dòng)組成的兩級傳動(dòng)，小齒輪 1 由電機(jī)驅(qū)動(dòng)。已 知：蝸輪螺旋線方向?yàn)橛倚?，轉(zhuǎn)向 m如圖示。要求：1）確定、軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向（直接繪于圖上） ；2）若要使齒輪 2 與蝸桿 3 所受軸向力 Fa2、Fa2互相抵消一部分，確定齒輪 1、2 和 蝸桿 3 的輪齒螺旋線方向；3）蝸桿、蝸輪分度圓直徑分別為 d3、

21、d4，傳遞的扭矩為 T3、T4（N·mm），壓力角為，求蝸桿嚙合點(diǎn)處所受各力 Ft3 、Fr3、Fa3的大?。ㄓ霉奖硎荆雎札X面間的摩擦力）4）在圖中用箭頭畫出軸上齒輪 2 和蝸桿 3 所受各力 Ft、 Fr 、Fa的方向。解題分析：1) 、軸的轉(zhuǎn)動(dòng)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) Ft3=2T3/d 3 N ；Fr3=Fr4= F t4tan = (2T 4/d 4)tan N;Fa3= Ft4 =2T4/d 4 N;4) 軸上齒輪 2與蝸桿 3 受力見題解圖所示。8. 在圖示傳動(dòng)系統(tǒng)中， 1

22、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(dòng)，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)方向（在圖中標(biāo)示） ；2）、軸上各輪嚙合點(diǎn)處受力方向（ Ft、Fr、Fa 在圖中畫出）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(shí)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(dòng)，蝸桿的轉(zhuǎn)速 n1=1440r/min ，傳動(dòng) i=24 ， Z1=2

23、， m=10m，mq=8，蝸桿材料為 45號鋼表面淬火， 齒面硬度為 50HRC，蝸輪材料為 ZCuSn10P，1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 P1。（要點(diǎn)提示：因?yàn)槲仐U傳動(dòng)的承載能力主要取決于蝸輪齒面接觸強(qiáng)度， 故可 H HP求解 P1。即：首先根據(jù)9KAT2H ZEm2d1Z22HP 求出 T2m2d1Z229KAHPZE再 由 T1 T2 求iT1；然后由P1T1n19.55 106 求得 P1)解答： 1）求 T2 ： T2m2d1Z229KA2 HP ZE式中： d1qm 108mm 80mmZ2 iZ1 24 2 48

24、KA因載荷平穩(wěn)，取 KA=1ZE青銅蝸輪與鋼制蝸桿配對 ZE = 160 MPa ， HPHPZNHP根據(jù)蝸輪材料為ZCuSn10P1砂模鑄造，由表查得HP =200MPaN260n2Lh60n1 Lhi60 1440 24000 8.64 10724HPT2max107ZN HP 8 NN222m2d1Z229KAHPHPZE1078 8.64 107 200MPa22102 80 482 152.7491N mm160mm=18662）求T1：T1T2 i(0.95 0.96)tantan(v)tan=Z1/q=2/8=arc tan =v1vscosd1n160000 cos14.036

25、80 1440 m/s 6.217m / s60000 cos14.036由表查得1 10 1.1720.95tan(tanv)tan14.0360.95tan(14.0361.172 )0.87361866360.608N mm24 0.873689016.74 N mm3)求 P1： P1maxT1max69.55 10689016.74 144069.55 106kW13.4224kW10 . 分析與思考：為什么閉式蝸桿傳動(dòng)的工作能力主要取決于蝸輪輪齒面接觸強(qiáng) 度，而不取決于蝸桿答：蝸輪相當(dāng)于斜齒輪， 且蝸輪材料的機(jī)械強(qiáng)度比鋼制蝸桿強(qiáng)度低， 故閉式蝸桿傳 動(dòng)的主要失效形式為蝸輪齒面疲勞點(diǎn)

26、蝕，其承載能力主要取決于蝸輪齒面接觸強(qiáng)度。11 圖示為帶工運(yùn)輸機(jī)中單級蝸桿減速器。 已知電動(dòng)機(jī)功率 P=，轉(zhuǎn)速 n1=1440r/min ， 傳動(dòng)比 i=15 ，載荷有輕微沖擊，單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，每天工作 8 小時(shí)，每年工作 300天，使用壽命為 5 年，設(shè)計(jì)該蝸桿傳動(dòng)。解答：1選擇蝸桿蝸輪的材料蝸桿材料： 45 號鋼，表面淬火，齒面硬 度為 4555HRC。蝸輪材料：因 Vs估=（ ） 3 P1n12=（） 3 7.5 14402=7.4883m/s>4m/s,故選鑄錫青銅 ZCuSN10P1砂模鑄造。2確定主要參數(shù)選擇蝸桿頭數(shù) Z1：因 i=15 ，帶式運(yùn)輸機(jī)無自鎖要求，可選 Z1=2

27、蝸輪齒數(shù) Z2=i Z 1=15×2=303按齒接觸強(qiáng)度條件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算1）作用于蝸輪上的轉(zhuǎn)矩 T2T1=×106 P1/n 1= ×106 × 1440 N · mm×= 104 N ·mm因 Z2=2，初估 估 =45T1=T1i =×104×15× N ·mm×= 105 N ·mm2） 確定載荷系數(shù) KA：固原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，載荷有輕微沖擊，故取 KA=3）確定彈性影響系數(shù) ZE：青銅蝸輪與鋼制蝸桿相配， ZE=160 MPa4）確定許用應(yīng)力HPHZN HPn

28、1N2=60n2Lh 60 1 5 300 8 60912 107ZN107107 86.912 1078N20.7853基本許用接觸應(yīng)力 HP =MPa， HP200 0.7853157.06 MPav)5）確定模數(shù) m和蝸桿直徑 d1(m 2d1)CD 9KAT22ZE9 1.2555.9688 105Z2 HP23 mm3 7742.939 30 157.061603 mm由表查得 m=8m，m d1=140mm， q=時(shí)，其 m2d1=8960mm3>(m2d2) CD =7742.939mm3, 但僅適 用于 Z1=1，故取 m=10m，md1=90m

29、m， q=9，其 m2d1=9000mm36）計(jì)算中心距11= m（q Z2 _10 （9 30）mm 195mm2 2 24傳動(dòng)效率及熱平衡計(jì)算1）求蝸桿導(dǎo)程角Z2arctan 1 arctan 12.5288q92）滑動(dòng)速度 Vs： vs1cosd1n16000 cos12.52890 14406000 cos12.528m/ s=6.9514 m/s3）確定 V ：由表查得 V =1 7 1.124）計(jì)算 ：(0.95 0.96)tan tan(0.95 0.96)tan12.5288tan(12.5288 1.12 )=, 取5）確定箱體散熱面積 A：A=9×10-5=9&#

30、215;10-5×1951.88m2=1.81764 m 26）熱平衡計(jì)算：取環(huán)境溫度 t 0=20，散熱系數(shù) Kt=15W（/ m2·），達(dá)到熱平衡時(shí)的工作油溫： t1 1000P1（1 ） t0 1000 7.5 （1 0.87） 20 +20=55.761 <60，結(jié)K1A15 1.81764論：蝸桿傳動(dòng)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）12. 分析與思考：為什么閉式蝸桿傳動(dòng)必須進(jìn)行熱平衡計(jì)算如不滿足熱平衡條件， 可采取哪些措施以降低其溫升答：因?yàn)槲仐U傳動(dòng)在其嚙合平面間會(huì)產(chǎn)生很大的相對滑動(dòng)速度， 摩擦損失大， 效率 低，工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱。在閉式

31、蝸桿傳動(dòng)中，若散熱不良，會(huì)因油溫不斷升高，使 潤滑失效而導(dǎo)致齒面膠合。所以，閉式蝸桿傳動(dòng)必須進(jìn)行熱平衡計(jì)算，以保證其油溫穩(wěn) 定在規(guī)定的范圍內(nèi)，即：要求達(dá)到熱平衡時(shí)的工作油溫 t1 0670，如不滿足熱平 衡條件可采取以下的措施降低其溫升： 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)；3）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 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(dòng)件且其轉(zhuǎn)向已知時(shí)， 從動(dòng)蝸輪 的轉(zhuǎn)向如何決定。答：從動(dòng)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

32、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 n2 逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。同理，可確定蝸輪 3 的轉(zhuǎn)向 n3 ：。14. 一帶式運(yùn)輪機(jī)用阿基米德蝸桿傳動(dòng)，已知傳遞功率 P1=, n1=960r/min, 傳動(dòng)比 i =18，蝸桿頭數(shù) z1=2，直徑系數(shù) q=8，蝸桿導(dǎo)程角14 210 ，蝸輪端面模數(shù) m=10m，m 蝸桿主動(dòng)時(shí)的傳動(dòng)效率=，蝸桿為左螺旋，轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖 a 所示（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 N）。解題要點(diǎn)：（1）蝸輪旋轉(zhuǎn)方向及

33、各力指向如圖 b 所示。Ft 、軸向力 Fa、徑向力 Ft（單位為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 T1、 T26 P 6 8.8T1 9.55 106 1 9.55 106 87542 n1960N mmT2 9.55 106 P12n1 /i8.89.55 1060.88 1386660960 /18N mm2）計(jì)算蝸桿、蝸輪分度圓直徑 d1、d2 d1 mq 10 8mm 80mmd2 mz2 mz1i 10 2 18mm 360mm3）計(jì)算 Ft、Fa、 FrFt1Fa22T1d12 87542802189Fa1Ft22T2d22 138666036077041

34、5. 一單頭蝸桿傳動(dòng)，已知蝸輪的齒數(shù)z2=40，蝸桿的直徑系數(shù) q=10，蝸輪的分度圓直徑 d2=200mm。試求：（1）模數(shù) m、軸向齒距 pa1，蝸桿分度圓直徑 d1，中心距 及傳動(dòng) i 12。2)若當(dāng)量摩擦系數(shù) f v=，求蝸桿、蝸輪分別為主動(dòng)件時(shí)的效率及3)若改用雙頭蝸桿，其又為多少4)從效率 與 的計(jì)算中可得出什么結(jié)論解題要點(diǎn)：1)模數(shù) m d2/ z2 200 / 40 5mm2)齒距 p1 m5 15.708mm3)蝸桿分度圓直徑d1 mq 510 50 mm4)傳動(dòng)比i12z2 /z1 40/1405)中心距 =0.5m(qz2) 0.55 (10 40) 125 mm6)計(jì)算

35、效率如下：1)單頭蝸桿傳動(dòng)tanz1q1 0.110arctan0.15 4238arctan fv arctan 0.08 43426蝸桿為主動(dòng)時(shí)0.955 tan(tanv)0.955tan5 4238tan(5 4238 4 3426 )0.526蝸輪為主動(dòng)時(shí)0.955 tan(v)tan0.955tan(5 4238 4 3426 )tan5 42380.18982)雙頭蝸桿傳動(dòng)tanzq1 110 0.2arctan0.2 11 1835蝸桿為主動(dòng)時(shí)0.955tan tan(v)0.955tan11 1835tan(11 1835 4 3426 )0.67蝸輪為主動(dòng)時(shí)0.955 ta

36、n(tanv)0.955tan(11 1835 4 3426 )tan11 18350.546（7）通過對不同頭數(shù)的蝸桿主動(dòng)或是蝸輪主動(dòng)時(shí)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(dòng)的效率比蝸輪主動(dòng)時(shí)的效率高。16. 圖示為雙級蝸桿傳動(dòng)。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)：1）因蝸桿和蝸輪的螺旋線方向相同，故蝸桿 1、3 的導(dǎo)程角 及蝸輪 2、4 的螺旋角 相同，且蝸桿與蝸輪的螺旋線均為右旋2）軸的回轉(zhuǎn)方向即為蝸輪 2的回轉(zhuǎn)方

37、向 n2；同理軸的回轉(zhuǎn)方向?yàn)?n4（圖 b）（3）蝸輪 2 和蝸桿 3 所受各力示于圖 b。17. 蝸桿傳動(dòng)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(shí)怎 么辦解題要點(diǎn)：蝸桿傳動(dòng)具有傳動(dòng)比大、 結(jié)構(gòu)緊湊、 傳動(dòng)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(dòng)在嚙合平面間將產(chǎn)生很大的相對滑動(dòng)，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(shí)， 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)； （3）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

38、管，或采用 壓力噴油循環(huán)潤滑。18. 已知一單級普通圓柱蝸桿傳動(dòng)， 蝸桿的轉(zhuǎn)速 n1=1 460r/min ，i =26，z1=2，m=10mm， q=8，蝸桿材料為 45鋼，表面淬火，硬度為 56HRC；蝸輪材料為 ZCuSn10P，1 砂模鑄造， 并查得 N=107時(shí)蝸輪材料的基本許用接觸應(yīng)力HP =200MPa。工作條件為單向運(yùn)轉(zhuǎn)載荷平穩(wěn)，載荷系數(shù) KA=。每天工作 8h，工作壽命為 10 年。試求蝸桿輸入的最大功率 P1 提示：接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算式為9K AT2H ZE 2 2 HPm d1z2并已知：彈性系數(shù) zE 160 MPa ；導(dǎo)程角 11 18 36 ，當(dāng)量摩擦角解題要點(diǎn)：1）

39、由接觸疲勞強(qiáng)度式求 T2：m2d1z9KA2HPZE2）確定上式中各計(jì)算參數(shù)：n2 n1 /i (1 460/26 )= r/mind1 mq 10 8=80 mmz2 iz1 26 2 52應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為 N，并考慮單向傳動(dòng)：68.085 1071070.70586蝸輪的許用接觸應(yīng)力HP ZN HP 0.70586 200 141.17 MPa141.1716021 782 000 N · mm3）確定蝸桿軸輸入的最大功率：2 2 2 2 2 m d1z2HP 10 80 529K AZE9 1.05蝸桿傳動(dòng)的總效率(0.95 0.96) tantan(v )(0.95 0.96)

40、 tan(11ta1n8131618361 1013 )0.8584 0.8676取中間值）蝸桿軸輸入的最大轉(zhuǎn)矩T1T2 1782000 79419 Ni 26 0.863mm蝸桿軸輸入的最大功率79419 14606 6 12.149.55 1069.55 10619. 有一變位蝸桿傳動(dòng)，已知模數(shù) m=6m，m傳動(dòng)比 i =20，直徑系數(shù) q=0，蝸桿頭數(shù)P1T1n1kWz1=2，中心距（變位后） =150mm。試求其變位系數(shù) x 及該傳動(dòng)的幾何尺寸，并分析哪些尺寸不同于未變位蝸桿傳動(dòng)。解題要點(diǎn)：(1)求變位系數(shù) x=0.5m(qx(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

41、在嚙合中蝸桿節(jié)圓不再與分度圓重合。 該變位 蝸桿傳動(dòng)的蝸桿節(jié)圓直徑為d1 d1 2xm mq 2xm 6 9 2 0.5 6 60 mm 變位后，蝸輪頂圓直徑 da2、齒根圓直徑 df2 分別為 da2 (z2 2ha* 2x)m (40 2 1 2 0.5) 6 258 mm df2=(z2 2ha* 2x 2c1* )m (40 2 2 0.5 2 0.2) 6 231.6 mm 變位后，蝸輪分度圓直徑 d2、節(jié)圓 d2 及 b2寬度仍保持不變。z2 iz1 20z2) 0.5 61502 40(9 40)147 mm147 0.5620 圖示蝸桿傳動(dòng)均以蝸桿為主動(dòng)件，試在圖上標(biāo)出蝸桿(或

42、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(dòng)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(dòng)，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)，均示于圖解中五、蝸桿傳動(dòng)習(xí)題參考答案1、選擇題1 B2 C3 A4 B5

43、 A6 A7 C8 A9 D10 A11 C12 B13 B14 B15 B16 D17 D18 A19 D20 B2、填空題21 斜22 低，好， z1 =1、 2、 423 880 N 、1 800 N24高25v26齒面膠合、疲勞點(diǎn)蝕、磨損、齒根彎曲疲勞，相對滑動(dòng)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33d1 mq 、 d2 mz234多、 135溫升過高、膠合，單位時(shí)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38軸向、 mq；端面、 mz239d1

44、=mq=8×8 mm=64m m；d2 = mz2 =8×37 mm=296m m；a=0.5m（q+z2）=×8×（8+37）mm=180mm； i = z2 / z1=37/2= ； 2 =arctan （ z1 /q ）=arctan （ 2/8 ） =14 21040 湊傳動(dòng)比、湊中心距41 保證傳動(dòng)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42 i z2 / z1;d2 mz2; arctan（z1m/d1）;；右旋43 通過蝸桿軸線且垂直于蝸輪軸線的平面44 相對滑動(dòng)；減摩、耐磨；碳素鋼或合金鋼，青銅或鑄鐵；蝸輪4

45、5 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t t01000P1(1)sA20 C1000 7.5 (1 0.82) =1588.15 1.2因 t > 70 ，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T222 m d1z2 ( HP )29K A ( ZE )題 68 圖解題 69 圖解2）確定上式中各計(jì)算參數(shù)：n2 n1/i (1440 / 24)r /min 60r /mind1

46、 mq 10 8 mm=80 mm應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N 60n2l h60 60 (8 300 10) 8.64 107則壽命系數(shù)ZN0.698蝸輪的許用接觸應(yīng)力HPZ N HP 0.698 200 MPa=3）確定蝸桿軸輸入的最大功率m d1z2 ( HP ) 2 ( ZE )9KA22102 80 4829 1.05(139.6 ) 2 N· mm=1 484 812 N160mm8蝸桿傳動(dòng)總效率tan tan(v)tan14 02 10 tan(14 0210 11018 )取中間值0.8782蝸桿軸輸入的最大轉(zhuǎn)矩T21484812T1N· mm=70 488 N·

47、;mm1 i 24 0.8782蝸桿軸輸入的最大功率P1T1n169.55 10670488 14406 kW= kW9.55 10672 解題要點(diǎn)：1）蝸輪的轉(zhuǎn)向示于題 72 圖解。2）計(jì)算蝸桿蝸輪上所受的力：T2 T1i12T1 z2z1=255 00=506 250N5420.75 N· mmmmd1= mq = 4×10 mm = 40 mm d2 =mz2 = 4 × 54 mm = 216 mmd12 25000N = 1 250 N40題 72 圖解Fa1 = Ft2 =2T2506250N = 4 687 Nd2216Fr1 = Fr2 = Ft2 tan =4 × tan20N=1 706 N3）蝸桿、蝸輪受力的方向如題72 圖解所示。73 解題要點(diǎn)：1）蝸桿的轉(zhuǎn)向、蝸輪輪齒的旋向及作用于蝸桿