機械設(shè)計-蝸桿習(xí)題與參考答案

.z.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。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=dl/mB.q=dlmC.q=a/dlD.q=a/m4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5在蝸桿傳動中，當(dāng)其他條件相同時，增加蝸桿頭數(shù)，則傳動效率。A.提高B.降低C.不變D.提高，也可能降低6在蝸桿傳動中，當(dāng)其他條件相同時，增加蝸桿頭數(shù)，則滑動速度。A.增大B.減小C.不變D.增大也可能減小7在蝸桿傳動中，當(dāng)其他條件相同時，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.有利于實現(xiàn)自鎖D.有利于蝸輪滾刀的標(biāo)準(zhǔn)化10蝸桿常用材料是。A.40CrB.GCrl5C.ZCuSnl0P1D.LY1211蝸輪常用材料是。A.40CrB．GCrl5C.ZCuSnl0P1D.LYl212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)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15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)q16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、疲勞點蝕17用計算蝸桿傳動比是錯誤的。A.i=ω1/ω2B.i=/C.i=D.i=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FtlB.徑向力Fr1C.軸向力Fa119下列蝸桿分度圓直徑計算公式：（a）d1=mq；（b）d1=m；（c）d1=d2/i；（d）d1=m/（itan）；（e）d1=2a/（i+1）。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，一般蝸桿頭數(shù)常取=。23在蝸桿傳動中，已知作用在蝸桿上的軸向力Fal=1800N，圓周力Ft1=880N，若不考慮摩擦影響，則作用在蝸輪上的軸向力Fa2=，圓周力Ft2。24蝸桿傳動的滑動速度越大，所選潤滑油的粘度值應(yīng)越。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Ft1的方向總是與，而徑向力Frl的方向總是。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。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)和模數(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，則傳動效率。33蝸桿分度圓直徑=；蝸輪分度圓直徑=。34為了提高蝸桿傳動的效率，應(yīng)選用頭蝸桿；為了滿足自鎖要求，應(yīng)選=。35蝸桿傳動發(fā)熱計算的目的是防止，以防止齒面失效。發(fā)熱計算的出發(fā)點是等于。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。角。38蝸桿的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)是模數(shù)，其分度圓直徑=；蝸輪的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)是模數(shù)，其分度圓直徑=。39有一普通圓柱蝸桿傳動，已知蝸桿頭數(shù)=2，蝸桿直徑系數(shù)q=8,蝸輪齒數(shù)=37,模數(shù)m=8mm，則蝸桿分度圓直徑=mm；蝸輪分度圓直徑=mm；傳動中心距amm；傳動比i=；蝸輪分度圓上螺旋角=。40阿基米德蝸桿傳動變位的主要目的是為了和。41在進(jìn)行蝸桿傳動設(shè)計時，通常蝸輪齒數(shù)＞26是為了；＜80(100)是為了。42蝸桿傳動中，已知蝸桿分度圓直徑，頭數(shù)，蝸桿的直徑系數(shù)q，蝸輪齒數(shù)，模數(shù)m，壓力角，蝸桿螺旋線方向為右旋，則傳動比i=，蝸輪分度圓直徑=，蝸桿導(dǎo)程角=，蝸輪螺旋角，蝸輪螺旋線方向為。43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)。算。三、問答題47蝸桿傳動具有哪些特點？它為什么要進(jìn)行熱平衡計算？若熱平衡計算不合要求時怎么辦？48如何恰當(dāng)?shù)剡x擇蝸桿傳動的傳動比i12、蝸桿頭數(shù)和蝸輪齒數(shù)，并簡述其理由。49試闡述蝸桿傳動的直徑系數(shù)q為標(biāo)準(zhǔn)值的實際意義。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Ft1與蝸輪所受的圓周力Ft2是否相等？52蝸桿傳動中，蝸桿所受的軸向力Fa1與蝸輪所受的軸向力Fa2是否相等？53蝸桿傳動與齒輪傳動相比有何特點？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？（1）；（2）；（3）；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γ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？62選擇蝸桿的頭數(shù)和蝸輪的齒數(shù)應(yīng)考慮哪些因素？63蝸桿的強度計算與齒輪傳動的強度計算有何異同？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)行承載能力計算時，為什么只考慮蝸輪？而蝸桿的強度如何考慮？在什么情況下需要進(jìn)行蝸桿的剛度計算？66在設(shè)計蝸桿傳動減速器的過程中，發(fā)現(xiàn)已設(shè)計的蝸桿剛度不足，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作用力的方向(用三個分力表示)。題68圖例解。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。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，蝸輪的旋轉(zhuǎn)方向可根據(jù)螺旋副的運動規(guī)律來確定。（2）各力方向確定：圓周力FtFt1（蝸桿）——蝸桿為主動件受到的阻力，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軸向力FαFα1（蝸桿）——根據(jù)蝸桿的螺旋線方向（左旋或右旋）及其轉(zhuǎn)向n1，用左（或右）手定則來確定，即手握蝸桿皿指n1方向彎曲，大姆指的指向則為Fα1的方向。Fα2（蝸輪）——Fα2與Ft1大小相等方向相反。4.圖示蝸桿傳動，蝸桿1主動，其轉(zhuǎn)向如圖示，螺旋線方向為右旋。試決定：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、Fα）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、Fα1及蝸累受力Ft2、Fr2、Fα2——見題解圖所示。5圖示為一標(biāo)準(zhǔn)蝸桿傳動，蝸桿主動，螺旋線方向為左旋，轉(zhuǎn)矩T1=2500N·mm，模數(shù)m=4mm，壓力角，蝸桿頭數(shù)Z1=2，蝸桿直徑系數(shù)q=10，蝸輪齒數(shù)Z2=54，傳動效率=0.75。試確定：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——蝸輪按逆時針方向轉(zhuǎn)動，蝸輪輪齒螺旋線方向——左旋2）蝸桿、蝸輪上的各力大小7.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1由電機驅(qū)動。已知：蝸輪螺旋線方向為右旋，轉(zhuǎn)向mⅢ如圖示。要求：1）確定Ⅰ、Ⅱ軸的轉(zhuǎn)動方向（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、d4，傳遞的扭矩為T3、T4（N·mm），壓力角為α，求蝸桿嚙合點處所受各力Ft3、Fr3、Fa3的大?。ㄓ霉奖硎?，忽略齒面間的摩擦力）；4）在圖中用箭頭畫出Ⅱ軸上齒輪2和蝸桿3所受各力Ft、Fr、Fa的方向。解題分析：1）Ⅰ、Ⅱ軸的轉(zhuǎn)動方向nⅠ、nⅡ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/d3N；Fr3=–Fr4=Ft4tanα=(2T4/d4)tanαN;Fa3=–Ft4=2T4/d4N;4）Ⅱ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Ⅰ、Ⅱ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Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ軸的回轉(zhuǎn)方向（在圖中標(biāo)示）；2）Ⅱ、Ⅲ軸上各輪嚙合點處受力方向（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，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ軸的回轉(zhuǎn)方向：Ⅰ軸nⅠ——逆時針；Ⅱ軸nⅡ——朝下↓；Ⅲ軸n↑、Ⅲ2）Ⅱ、Ⅲ軸上各軸受力方向見題解圖所示。10.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，且蝸輪材料的機械強度比鋼制蝸桿強度低，故閉式蝸桿傳動的主要失效形式為蝸輪齒面疲勞點蝕，其承載能力主要取決于蝸輪齒面接觸強度。12.分析與思考：為什么閉式蝸桿傳動必須進(jìn)行熱平衡計算？如不滿足熱平衡條件，可采取哪些措施以降低其溫升？答：因為蝸桿傳動在其嚙合平面間會產(chǎn)生很大的相對滑動速度，摩擦損失大，效率低，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)行熱平衡計算，以保證其油溫穩(wěn)定在規(guī)定的圍，即：要求達(dá)到熱平衡時的工作油溫t1≤06℃~70℃，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。17.蝸桿傳動具有哪些特點？它為什么要進(jìn)行熱平衡計算？熱平衡計算不合要求時怎么辦？解題要點：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。正是由于存在上述的缺點，故需要進(jìn)行熱平衡計算。當(dāng)熱平衡計算不合要求時，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)；（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)蛇形冷卻管，或采用壓力噴油循環(huán)潤滑。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：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Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ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：題中要求解答的（1）、（2）、（3）項，均示于圖解中。五、