機械設(shè)計題庫09-蝸桿傳動

蝸桿傳動

一選擇題

(1)對于傳遞動力的蝸桿傳動，為了提高傳動效率，在一定限速內(nèi)可采用B。

A.較大的蝸桿直徑系數(shù)B.較大的蝸桿分度圓導(dǎo)程角

C.較小的模數(shù)D.較少的蝸桿頭數(shù)

(2)蝸桿傳動中，是以蝸桿的B參數(shù)、蝸輪的A參數(shù)為標準值。

A.端面B.軸向C.法向

(3)蝸桿傳動的正確嚙合條件中，應(yīng)除去C。

A.1%=mt2B,%=%

C.1=八D.%=人，螺旋相同

(4)設(shè)計蝸桿傳動時，通常選擇蝸桿材料為A,蝸輪材料為C,以減小摩擦力。

A.鋼B.鑄鐵C.青銅D.非金屬材料

(5)閉式蝸桿傳動失效的主要形式是B。

A.點蝕B.膠合C.輪齒折斷D.磨損

(6)下列蝸桿副材料組合中，有B是錯誤或不恰當?shù)摹?/p>

序號蝸桿蝸輪

140Cr表面淬火ZCuA110Fe3

218CrMnTi滲碳淬火ZCuSnlOPbl

345鋼淬火ZG340—640

445鋼調(diào)質(zhì)HT250

5zCuSn5Pb5Zn5HT150

A.一組B.二組C.三組D.四組E.五組

(7)在標準蝸輪傳動中，蝸桿頭數(shù)一定，加大蝸桿特性系數(shù)刃將使傳動效率B。

A.增加B.減小C.不變D.增加或減小

(8)在蝸桿傳動中，對于滑動速度匕24〃z/s的重要傳動，應(yīng)該采用作為蝸輪齒圈的材料。

A.HT200B.18CrMnTi滲碳淬火C.45鋼調(diào)質(zhì)D.ZCuSnlOPbl

(9)在蝸桿傳動中，輪齒承載能力計算，主要是針對D來進行的。

A.蝸桿齒面接觸強度和蝸輪齒根彎曲強度

B.蝸輪齒面接觸強度和蝸桿齒根彎曲強度

C.蝸桿齒面接觸強度和蝸桿齒根彎曲強度

D.蝸輪齒面接觸強度和蝸輪齒根彎曲強度

(10)對閉式蝸桿傳動進行熱平衡計算，其主要目的是B,

A.防止?jié)櫥褪軣岷笸庖?，造成環(huán)境污染

B.防止?jié)櫥蜏囟冗^高使?jié)櫥瑮l件惡化

C.防止蝸輪材料在高溫下力學(xué)性能下降

D.防止蝸輪蝸桿發(fā)生熱變形后正確嚙合受到破壞

(11)圖11-1所示蝸桿傳動簡圖中，圖C轉(zhuǎn)向是正確的。

(A)(B)(C)(D)

圖11-1

(12)蝸桿所受的圓周力斗、軸向力分別與蝸輪所受的B、A大小相等,方向相

反。

A.圓周力耳2B.軸向力入2C.徑向力

(13)與齒輪傳動相比，不是蝸桿傳動的優(yōu)點。

A.傳動平穩(wěn)，噪聲小B.傳動比可以很大

C.可以自鎖D.傳動效率高

(14)普通蝸桿傳動，蝸桿頭數(shù)多常取為A。

A.1、2、4、6B.2~5

C.3~6D.4~8

(15)在蝸桿傳動中，通常的傳動形式是A。

A,蝸桿主動，蝸輪從動B.蝸輪主動，蝸桿從動

C.蝸桿或蝸輪主動D.增速傳動

(16)蝸桿直徑系數(shù)q(或蝸桿分度圓直徑4)值的標準化，是為了C。

A.保證蝸桿有足夠的剛度B.提高蝸桿傳動的效率

C.利于蝸輪滾刀的標準化D.便于蝸桿刀具的標準化

(17)蝸桿傳動變位前后，蝸輪的節(jié)圓直徑A

A.不變B.改變

C.不一定改變D.是否改變由設(shè)計者確定

(18)蝸輪輪緣與輪轂采用不同材料的目的是為了C。

A.加工方便B.提高精度

C.節(jié)約有色金屬D.減輕重量

(19)已知圖11-2中I軸的轉(zhuǎn)向，欲提升重物W,則蝸桿螺旋線方向及蝸輪輪齒旋向應(yīng)為

A.右、右B.右、左C.左、左D.左、右

(20)蝸桿傳動較為理想的材料組合是B。

A.鋼和鑄鐵B.鋼和青銅

C.鋼和鋁合金D,鋼和鋼

(21)在蝸桿傳動的強度計算中，若蝸輪的材料選用鑄鐵或者OB>300MP。的青銅，則其許用應(yīng)力與

B有關(guān)。

A.蝸輪的鑄造方法B.蝸桿與蝸輪齒面間的相對滑動速度

C.應(yīng)力循環(huán)次數(shù)D.蝸輪受雙向載荷還是單向載荷

(22)蝸桿減速器采用風(fēng)扇冷卻時，風(fēng)扇應(yīng)裝在A。

A.蝸桿軸上B.蝸輪軸上

C.較高的(上面的)軸上D.較低的(下面的)軸上

(23)蝸桿傳動中，蝸輪的輪緣通常采用青銅，蝸桿常采用鋼來制造，這是因為這樣配對B?

A.強度高B.減摩耐磨性好C.加工性能好D.價格便宜

(24)蝸輪材料為HT200的開式蝸桿傳動，其主要失效形式是B。

A.齒面點蝕B.齒面磨損C.齒面膠合D.蝸輪輪齒折斷

(25)在其他條件相同時，若增加蝸桿頭數(shù)，則齒面滑動速度A。

A.增加B.保持不變C.減小D.可能增加或減小

(26)提高蝸桿傳動效率的有效措施是B。

A.增加蝸輪齒數(shù)Z2B.增加蝸桿頭數(shù)引Z1

C.減小模數(shù)加D.增大蝸桿直徑系數(shù)q

(27)蝸桿分度圓直徑不能按_B_公式計算。

,,,z,m，八，

A.d.=mqB.d.=mz.C.d[----------D.=2a-d>

tan4

(28)蝸桿傳動熱平衡計算的目的是為了控制溫升，防止」_。

A.蝸桿力學(xué)性能下降B.潤滑油變質(zhì)和膠合

C.傳動效率下降D.蝸輪材料退火

(29)設(shè)計蝸桿傳動時，為了提高蝸桿的剛度，應(yīng)首先A。

A.增大蝸桿的分度圓直徑&B.采用高強度合金鋼制造蝸桿

C.提高蝸桿硬度和降低表面粗糙度D.增加蝸桿頭數(shù)

(30)在增速蝸桿傳動中，必須使蝸桿的導(dǎo)程角A當量摩擦角。

A.大于B.等于C.小于D.小于或等于

(31)蝸桿傳動在單位時間內(nèi)的發(fā)熱量，是通過A來進行計算的。

A.傳遞的功率R與傳動效率B.蝸桿的轉(zhuǎn)速n,與傳動效率

C.傳動比，和傳動效率D.潤滑油的黏度和滑動速度匕

(32)蝸桿傳動中，己知蝸桿頭數(shù)Z1=1,模數(shù)m=6.3加〃z,蝸桿分度圓直徑4=63用加，蝸輪齒數(shù)

z2=40,轉(zhuǎn)速〃2=50r/min,則蝸桿傳動嚙合節(jié)點的相對滑動速度匕等于P〃/s。

A.1.89B,3.35C.6.25D.6.63

(33)在計算蝸桿的變形時，可以不考慮蝸桿所受B力的影響。

A.徑向B.軸向C.切向D.徑向和軸向

(34)阿基米德蝸桿傳動中，規(guī)定D上的參數(shù)為標準值。

A法平面B軸面C端面D中間平面

(35)按蝸桿形狀不同，蝸桿傳動可分為ABC。

A圓環(huán)面蝸桿傳動B圓柱面蝸桿傳動

C阿基米德蝸桿傳動D錐蝸桿傳動

(36)蝸桿傳動與齒輪傳動相比較，其主要特點有ABC。

A傳動比大，傳動平穩(wěn)B可實現(xiàn)自鎖

C發(fā)熱量大D傳遞功率大

(37)計算蝸桿傳動的傳動比時，用BD公式計算是正確的。

Ai=W]/W2Bi=z2/Ci=d2/dxDi=nJn2

(38)常用蝸桿傳動的傳動比的范圍通常為C。

AA>1Bz'p=1~8Cz12=8~80

(39)蝸桿直徑系數(shù)q的定義是B。

,d,a

Aq=d-mBq=—Cq=—

]m4

(40)起吊重物用的手動蝸桿估動，宜采用A蝸桿。

A單頭，小升角B單頭，大升角

C多頭，小升角D多頭，大升角

(41)在其他條件相同情況下，若增加蝸桿頭數(shù)Z1.則滑動速度A。

A增加B保持不變C減小D可能增加，也可能減小

(42)蝸桿傳動中的滑動速度等于C。

A蝸桿的圓周速度B蝸輪的圓周速度

CW+4戶(匕一蝸桿的圓周速度，％—蝸輪的圓周速度)

(43)以下幾種蝸桿傳動中，傳動效率最高的是A。

Am-6mm,z1=2,久，=2°50',4=9

Bm=6mm,z,=2,(pv—2°50',q=11

Cm=6rmn,z1—2050',q=9

，

Dm=6mm,z}=i,(pv=2°50,(7=11

(44)蝸桿升角為X,軸面模數(shù)和壓力角分別為mm和a.;蝸輪螺旋角廣，端面模數(shù)和壓力角分別為

“2和02。若蝸桿和蝸輪正確嚙合，則以下條件中，ABCD成立。

AA=/?B旋向相同

C機”=町2Daal=al2

(45)一對變位的蝸桿傳動，若其變位系數(shù)為x>0,則A。

A蝸輪的節(jié)圓直徑大于其分度圓直徑

B其壓力角和嚙合角相等

C和標準傳動相比，蝸桿的齒頂高增大，齒根高減小

D蝸桿傳動的節(jié)圓柱直徑大于分度圓柱直徑

(46)蝸桿傳動時，蝸桿的3個分力用工「器與蝸輪的3個分力的42、工2、工2關(guān)系為

D。

A41=42,居1=工2,耳4=>2,并且方向相反

B工=%，凡=居2,工Lr2,并且方向相同

C2=52,工I=耳2,4=耳2,并且方向相反

D4|=工2，工1=￡2，工1=工2，并且方向相反

(47)采用蝸桿變位傳動時，B

A.僅對蝸桿進行變位B.僅對蝸輪進行變位

C.同時對蝸桿、蝸輪進行變位

(48)對于普通圓柱蝸桿傳動，下列說法錯誤的B。

A.傳動比不等于蝸輪與蝸桿分度圓直徑比

B.蝸桿直徑系數(shù)q越小，則蝸桿剛度越大

C.在蝸桿端面內(nèi)模數(shù)和壓力角為標準值

D.蝸輪頭數(shù)4多時，傳動效率提高

二填空題

(1)在蝸桿傳動中，產(chǎn)生自鎖的條件是螺旋線升(導(dǎo)程)角小于嚙合面的當量磨擦角或

/<秋,+(1-2°)或7<夕?。

(2)對閉式蝸桿傳動，通常是按蝸輪齒面接觸疲勞強度進行設(shè)計,而按蝸輪齒根彎曲疲勞強

度進行校核；對于開式蝸桿傳動，則通常只需按蝸輪齒根彎曲疲勞強度進行設(shè)計。

(3)在閉式蝸桿傳動中，只需對蝸輪進行齒面點蝕(替代膠合)和齒根彎曲疲勞強度計算。

(4)蝸桿傳動的承載能力計算包括以下幾個方面：蝸輪齒根彎曲疲勞強度、蝸輪齒面接觸疲勞

強度、蝸桿剛度。

(5)蝸桿傳動中，蝸桿的頭數(shù)根據(jù)要求的傳動比和傳動效率選定;蝸輪的齒數(shù)主要是根據(jù)傳

動比確定。

(6)蝸桿傳動中，作用在蝸桿上的3個分力中最大的是軸向力，

(7)蝸桿傳動變位的目的主要是為了配湊中心距、提高承載能力、提高傳動效率。

(8)蝸桿傳動中，把蝸桿螺旋部分看作以蝸桿齒根圓直徑為直徑的軸進行強度和剛度

的校核。

(9)采用鑄鋁青銅ZCuA110Fe3作蝸輪輪緣材料時，其許用接觸應(yīng)力缶/與相對滑動速度也有關(guān),

而與接觸疲勞次數(shù)無關(guān)。

(10)蝸桿傳動標準中心距的計算公式為a=￡(4+Z2)。

(11)在蝸桿傳動中，由于材料和結(jié)構(gòu)的原因,蝸桿螺旋部分的強度總是蝸輪輪齒的強

度,所以失效常發(fā)生在蝸輪輪齒上。

(12)普通圓柱蝸桿傳動的標準模數(shù)加和標準壓力角a在中間平面上,在該平面內(nèi)，蝸桿傳動相

當于齒條與齒輪嚙合傳動。

(13)蝸輪輪齒的失效形式有齒面膠合、點蝕、磨損、齒根彎曲疲勞。但因蝸桿傳動

在齒面間有較大的相對滑動速度，所以更容易產(chǎn)生膠合和磨損失效。

(14)在蝸桿傳動中，蝸輪的螺旋線方向應(yīng)與蝸桿螺旋線方向相同。

(15)規(guī)定蝸桿直徑系數(shù)q(或分度圓直徑4)的標準，是為了減少蝸輪滾刀的數(shù)目，以利于刀具的標

準化。

(16)蝸桿直徑系數(shù)。定義為蝸桿分度圓直徑4與模數(shù)色之比。

(17)在蝸桿傳動中，當采用非標準滾刀或飛刀加工蝸輪時,蝸桿的直徑系數(shù)4(或分度圓直徑

4),可以不取標準值。

(18)其他條件相同時，若增加蝸桿頭數(shù)，則齒面滑動速度增加。

(19)蝸桿傳動中，作用在蝸桿上的三個分力中最大的是軸向力。

(20)對于連續(xù)工作的閉式蝸桿傳動，除計算強度和剛度外，還應(yīng)進行熱平衡計算,其目的是為了

限制油溫升高以及防止油變質(zhì)和齒面膠合失效。

(21)蝸桿傳動中，由于嚙合齒面沿螺旋線的切線方向滑動速度較大，因此最容易出現(xiàn)

膠合，減小蝸桿的導(dǎo)程角可以降低滑動速度。

(22)采用鑄鋁青銅ZCuA110Fe3作蝸輪輪緣材料時，其許用接觸應(yīng)力［(TH］與相對滑動速度有關(guān),

而與接觸疲勞次數(shù)無關(guān)。

(23)阿基米德蝸桿的螺旋面可在車床上用車速阻公刀加工，車刀刀刃為直線，加工時刀刃與蝸桿軸

線在同一水平面內(nèi)。在垂直于蝸桿軸線的剖面上，齒廓為阿基米德螺旋線,在通過蝸桿軸線的剖面

上，齒廓為直線,猶如直齒齒條的齒廓,蝸輪是用與相配蝸桿具有同樣尺寸(不考慮嚙合時的徑向間

隙)的蝸輪滾刀按范成原理切制加工的,所以，在中間平面上，阿基米德蝸桿與蝸輪的嚙合相當于空

齒齒條與漸開線齒輪的嚙合。

(24)蝸桿傳動的計算載荷是名義載荷與載荷系數(shù)K的乘積，在K=KAKrKp中,KA為使用工作

情況系數(shù)，Kv為動載荷系數(shù)，Kp為齒向載荷分布系數(shù)。

(25)蝸桿傳動的總效率包括嚙合效率7、軸承效率生效率和攪油效率%效率。其中嚙合效率

77i=tan7/tan(7+a”)，影響蝸桿傳動總效率的主要因素是嚙合效率。

(26)蝸桿的常用材料有20Cr4540CrZCuSnlOPlZCuSn5Pb5Zn5ZCuA110Fe3,蝸輪的常用

材料有HT200,選擇蝸輪材料時，主要考慮滑動速度也大小。

(27)在蝸輪直徑一定時，節(jié)約蝸輪銅材主要措施有齒圈與輪芯組合，拼鑄等。

(28)確定蝸桿螺紋部分的長度L時，主要考慮的因素有—加、z2>?及磨削與否。

(29)孔蝸輪輪緣寬度主要取決于4及d“一

(30)蝸輪材料的許用接觸應(yīng)力與配對材料的種類、鑄造方式、滑動速度也及循環(huán)次數(shù)有

關(guān)。

(31)在蝸桿傳動的設(shè)計計算中，必須對蝸桿進行剛度校核,原因是因變形會影響嚙合與載荷

集中。

(32)蝸桿傳動的效率由嚙合磨擦損耗、軸承摩擦損耗、濺油損耗三部分組成。

(33)蝸桿傳動熱平衡計算的依據(jù)是發(fā)熱量①?散熱量①一

(34)蝸桿傳動的熱平衡計算不能滿足要求時，通常采取的措施有1加大散熱片的面積2加風(fēng)扇

3用水冷卻管

(35)減速蝸桿傳動中，主要的失效形式為齒面膠合、疲勞點蝕、磨損和輪齒折斷，常發(fā)生

在蝸輪齒上。

(36)蝸桿傳動中，由于傳動效率低，工作時發(fā)熱量大，需要進行計算。若不能滿足要求，可采

取熱平衡，加散熱片，蝸桿軸端加裝風(fēng)扇，傳動箱內(nèi)裝循環(huán)冷卻管路。

(37)在潤滑良好的情況下，減摩性好的蝸輪材料是青銅類，蝸桿傳動較理想的材料組合是蝸桿

選用碳素鋼或合金鋼，蝸輪選用青銅類或鑄鐵。

(38)有一標準普通圓柱蝸桿傳動，已知ZI=2,Z2=42=8中間平面上模數(shù)加=8HW?,壓力角

a=20°0蝸桿為左旋，則蝸桿分度圓直徑&=64mm,傳動中心距a=200mm.傳動比i=21。

蝸桿分度圓柱上的螺旋線升角r=arctanzjq。蝸輪為左旋,蝸輪分度圓柱上的螺旋角夕=

14.036°,

(39)兩軸交錯角為90。的蝸桿傳動中，其正確嚙合的條件是機=叫，=機,=。。2=4，和

/,=6,等值同向。

(40)蝸桿傳動設(shè)計中，通常選擇蝸輪齒數(shù)z,>26是為了保證傳動的平穩(wěn)性；z,<80是為了防止

蝸輪尺寸過大引起蝸桿跨距大、或彎曲剛度過低或模數(shù)過小、輪齒彎曲強度過低o

三是非題

(1)“蝸桿的導(dǎo)程角和蝸輪的螺旋角大小相等，方向相反''是蝸桿傳動正確嚙合條件之一。(F)

(2)在蝸桿傳動中，如果模數(shù)和蝸桿頭數(shù)一定，增加蝸桿的分度圓直徑，將會增加蝸桿的剛度，但也

會使傳動效率降低。(T)

(3)“蝸桿的端面模數(shù)與蝸輪的端面模數(shù)相等”是蝸桿傳動的正確嚙合條件之一。(F)

(4)開式蝸桿傳動的主要失效形式是膠合失效。(F)

(5)蝸桿傳動的傳動比i=&(由《、4，分別為蝸桿和蝸輪的分度圓直徑)。(F)

4

(6)蝸桿傳動中，蝸桿頭數(shù)越少，傳動效率越低。(T)

(7)在蝸桿傳動設(shè)計中，必須進行蝸桿輪齒的強度計算。(F)

(8)標準蝸桿傳動的中心距a=￡2+Z2)。(F)

(9)為了提高蝸桿傳動的效率，在潤滑良好的條件下，最有效的方法是增大直徑系數(shù)夕。(F)

(10)在蝸桿傳動中，進行齒面接觸疲勞強度和齒根彎曲疲勞強度計算是以蝸輪為主，而進行剛度計算

則是以蝸桿軸為主。(T)

(11)蝸桿傳動由于在嚙合傳動過程中有相當大的滑動，因而更容易產(chǎn)生齒面點蝕和塑性變形。(F)

(12)在選擇蝸輪材料時，主要是要求其具有足夠的強度和表面硬度，以提高其壽命。(F)

(13)忽略摩擦力時，蝸桿與蝸輪所受切向力之間的關(guān)系為耳|=62tan/(7為蝸桿導(dǎo)程角)。(T)

(14)在蝸桿傳動中，蝸輪法面模數(shù)和壓力角為標準值。(F)

(15)當進行蝸桿剛度計算時，可以忽略蝸桿所受軸向力，而只考慮蝸桿所受切向力和徑向力的影響。

(T)

(16)采用鑄鋁青銅ZCuA110Fe3作蝸輪材料時，其主要失效方式是膠合。(T)

(17)阿基米德蝸桿傳動應(yīng)用廣泛的原因是傳動效率高，精度高。(F)

(18)為了提高蝸桿傳動的效率〃，在潤滑良好的條件下，最有效的方法是采用直徑系數(shù)4(或分圓直

徑4)大的蝸桿。(F)

(19)計入摩擦力時，蝸桿的圓周向力卻和蝸輪的圓周向力《2的關(guān)系為加=12tany(7為蝸桿導(dǎo)程

角)。(F)

(20)蝸桿傳動的載荷系數(shù)(K=KAK、,K,)要比齒輪傳動的小。(T)

(21)減速蝸桿傳動不會發(fā)生自鎖。(T)

四簡答題

(1)如何恰當?shù)剡x用蝸桿傳動的傳動比心、蝸桿頭數(shù)4和蝸輪齒數(shù)Z2?

答：在蝸桿傳動中，其傳動比通常根據(jù)具體傳動需要來選擇，對于一般動力傳動，心通常在5~80(或

8~100)之間。蝸桿頭數(shù)z根據(jù)所要求的傳動比和效率來選擇，若要求大的傳動比，而對效率要求不高，則馬

可選得小些，如果要求蝸桿傳動具有自鎖性，則4=1,如果要求提高效率，則可增加劣,但與一般選1、

2、4、6o蝸輪的齒數(shù)Z2主要由傳動比確定，通常Z2>28。

(2)在閉式蝸桿傳動中，為什么必須進行熱平衡計算，提高散熱能力的措施有哪些？

答：由于蝸桿傳動的效率低于齒輪傳動，因此，在閉式傳動中，如果產(chǎn)生的熱量不能及時散逸，將會

因油溫的不斷升高而使?jié)櫥拖♂?，從而增大摩擦損失，甚至發(fā)生膠合。因此，必須根據(jù)“單位時間內(nèi)的

發(fā)熱量小于等于同時間內(nèi)的散熱量”條件進行熱平衡計算，以保證油溫穩(wěn)定地處于規(guī)定范圍內(nèi)，這也是蝸

桿傳動的設(shè)計準則之一。

可以通過加散熱片以增大散熱面積、在蝸桿軸端裝風(fēng)扇以加快空氣流通速度或在箱體內(nèi)

加冷卻系統(tǒng)等措施來提高閉式蝸桿傳動的散熱能力。

(3)采用什么辦法可以節(jié)約蝸輪所用的銅材?(至少列出兩種)

答：①在鑄鐵輪芯上加鑄青銅齒圈。

②青銅齒圈與鑄鐵輪芯之間采用過盈配合或螺栓連接。

(4)為什么在斜齒圓柱齒輪傳動中選取法向模數(shù)為標準值，而在蝸桿傳動中則選取中間平面的模數(shù)為

標準值?

答：斜齒圓柱齒輪傳動和蝸桿傳動的標準模數(shù)的選取，主要是為了滿足加工工藝性的要求。由于加工

斜齒圓柱齒輪使用的是與加工直齒圓柱齒輪相同的刀具，其法向尺寸與直齒圓柱齒輪相同，故取為標準模

數(shù)。而在蝸桿傳動中，由于蝸輪的中間平面模數(shù)和蝸桿的軸向截面模數(shù)相等，在車床上加工蝸桿時，蝸桿

齒距便于標準化，因此，將此模數(shù)取為標準，即蝸輪中間平面模數(shù)取為標準模數(shù)。

(5)在蝸桿傳動中，根據(jù)材料的不同，用于蝸輪齒面接觸強度計算的許用應(yīng)力通常可分為兩大類：

①錫青銅(ZCuSnlOPl)等，其許用應(yīng)力與滑動速度無關(guān)；

②鋁青銅(ZCuA110Fe3)和鑄鐵(HT200)等，其許用應(yīng)力因滑動速度的增加而減小。

試問：使用這兩類材料時，蝸輪的失效形式與計算準則有何不同？

答：第一類材料主要失效形式為點蝕失效，由齒面接觸疲勞引起，其許用應(yīng)力與滑動速度無太大關(guān)系。

第二類材料主要失效形式為膠合失效，隨滑動速度增加膠合更為嚴重，因而許用應(yīng)力降低。

因此，在設(shè)計蝸桿傳動時，對于第一類材料應(yīng)按蝸輪的接觸疲勞強度作為計算準則，而對第二類材料，

主要應(yīng)該限制蝸輪的膠合失效。

(6)試述螺栓連接式、整體澆鑄式和拼鑄式蝸輪結(jié)構(gòu)各適用于什么場合？

答：螺栓連接式結(jié)構(gòu)可傳遞較大的力，裝拆比較方便，主要適用于尺寸較大或容易磨損的蝸輪，整體

澆鑄式結(jié)構(gòu)主要適用于鑄鐵蝸輪或尺寸很小的青銅蝸輪，而拼鑄式結(jié)構(gòu)則適用于批量生產(chǎn)的蝸輪。

(7)蝸桿傳動有哪些類型和特點?什么情況下宜采用蝸桿傳動？

(8)普通圓柱蝸桿傳動的正確嚙合條件是什么？。

(9)蝸輪滾刀與相應(yīng)蝸桿的形狀和尺寸有何關(guān)系?為了保證已加工好的蝸桿與蝸輪的良好接觸，應(yīng)采取

什么必要的措施？

(10)阿基米德蝸桿傳動取哪個平面上的參數(shù)和尺寸為計算基準？哪些參數(shù)是標準值？

(11)為什么在蝸桿傳動中對每一個模數(shù)〃2規(guī)定了一定數(shù)量的標準的蝸桿分度圓直徑4?&的大小

對蝸桿傳動的剛度、效率和尺寸有何影響？

(12)如何選擇蝸桿的頭數(shù)4?對于動力傳動，為什么蝸輪的齒數(shù)Z2不應(yīng)小于28,也不宜大于80?

(13)試述蝸桿傳動變位的目的和特點。

(14)某一變位蝸桿傳動在變位前后，傳動中心距不變。試問：變位后蝸桿的節(jié)圓與分度圓是否重合?

蝸輪的節(jié)圓與分度圓是否重合?為什么?變位前后蝸輪的分度圓是否相等?為什么？

(15)當潤滑不良和潤滑良好時，相對滑動速度匕，對蝸桿傳動有何影響？

(16)對蝸桿副材料有什么要求?常用的蝸桿材料和蝸輪材料有哪些?蝸輪材料一般根據(jù)什么條件來選

擇？

(17)為什么蝸輪齒圈材料常用青銅?錫青銅與鋁鐵青銅各有什么優(yōu)缺點?

(18)蝸桿傳動的主要失效形式是什么?為什么?其設(shè)計計算準則是什么？

(19)對于閉式蝸桿傳動，主要是根據(jù)什么選擇潤滑油的粘度和給油方法？開式蝸桿傳動應(yīng)如何潤滑?

(21)簡述蝸輪的結(jié)構(gòu)及其特點。

五分析、設(shè)計計算題

(1)圖11-3所示某電梯裝置中采用蝸桿傳動，電動機功率P=1MW,轉(zhuǎn)速〃?=97(k/min,蝸桿傳

動參數(shù)4=2/2=60,q=8,〃=0.8,m=8,右旋蝸桿。試計算:

1)起升重物時，標出電動機轉(zhuǎn)向。

2)標出蝸桿所受各力的方向。

解：1)電動機轉(zhuǎn)向箭頭向上。

2)蝸桿受各力方向見答圖1。

3

3)3=9550x103=pinx=9550xlOx11/970N-mm=108299AT-mm

Fal=一外=2(/(〃⑺=2x108299/(8x8)N=3384N

2Tgi(mzj=2xl08299x30x0.8/(8x60)/V=10829.97V

FI2=

工2=-￡2tana=10829.9xtan20°N=3941.8N

(2)圖lid所示為二級蝸桿傳動。已知蝸桿3的螺旋線方向為右旋，蝸輪4的轉(zhuǎn)向如圖所示，軸I為

輸入軸。試求:

1）軸I、軸II的轉(zhuǎn)向。

2）蝸桿、蝸輪的螺旋線方向（所有的）。

3）蝸輪2和蝸桿3所受各力的方向（要求蝸輪2和蝸桿3的軸向力方向相反）。

圖11-4

解：見答圖2

（3）如圖11-5所示的開式傳動，已知z,=20,z2=40,z；=1,Z3=75,蝸桿直徑系數(shù)4=10,模數(shù)

m=4mm,蝸桿與蝸輪間的當量摩擦系數(shù)f,=0.18。

1）試確定蝸輪蝸桿的螺旋線方向及小錐齒輪的轉(zhuǎn)向（在圖中標出）。

2）該蝸桿是否自鎖？

圖11-5

解：1）此題中僅給出蝸輪轉(zhuǎn)向，蝸桿、蝸輪的旋向均為右旋或左旋。若蝸桿、蝸輪均為右旋時，小錐

齒輪轉(zhuǎn)向箭頭向上（即從手柄端看為順時針方向）；若蝸桿、蝸輪均為左旋時，小錐齒輪轉(zhuǎn)向箭頭向下（即從

手柄端看為順時針方向）

2）tan7=z；/q=l/10=0.1<0.18=￡,=tan"，所以?<%,該蝸桿能自鎖。

（4）圖11-6中兩種傳動方案，你認為哪種方案較好？試分析、說明原因。

A方案B方案

圖11-6

解：A方案合理。因為B方案把錐齒輪放在低速級，其錐齒輪尺寸將比較大，而大尺寸的錐齒輪較難

以高精度制造，所以不合理。

（5）在圖11-7所示傳動系統(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。己知蝸桿1為主動，要求輸出齒輪8的回轉(zhuǎn)方向如圖所示。試確定：

圖11-7

1）各軸的回轉(zhuǎn)方向（畫在圖上

2）考慮i、n、in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）畫出各輪的軸向分力的方向

解：見答圖3

（6）圖11-8所示為一開式蝸桿傳動起重機構(gòu)。蝸桿與蝸輪之間當量摩擦系數(shù)4=0.16（不計軸承摩

擦損失），上升時作用于手柄之力尸=200N。求：

1）蝸桿分度圓導(dǎo)程角7,此機構(gòu)是否自鎖？

2）上升、下降時蝸桿的轉(zhuǎn)向（各用一圖表示）；

3）上升、下降時蝸桿的受力方向（用三個分力表示）；

4）上升時之最大起重量及蝸桿所受的力（用3個分力表示），重物的重量為W；

5）下降時所需手柄推力及蝸桿所受的力（用3個分力表示）；

6）重物停在空中時蝸桿所受的力。

圖11-8

解：

>177]0X]

1)r=arctan—=arctan----=6.3402°=6°20'25"

490

(pv=arctanfv=arctan0.16=9.090277°=905'25”>y；可以自鎖。

2)略

3)如答圖4所示。

弓E

上升下降

答圖4

4)7\=FL=200x240=48000N-mm

「2T,2x48000

F,.=―L=------------=1066.7N

490

1066.7

%=3864.6N

tan(7+”)tan(6.34020+9.902770)

W=^=L^=3864.6X63x10=JN

DD400

Frl=工］tana=3684.6tan200=1406.7N

5)F；=Fai=3864.6N

尸：=琮tan(/-y)=185.6N

F'}=F；tancr=1406.7N

手推力：F'=Ft&/(2L)=185.6x90/(2x240)=34.8N

6)F；=0=3864.6NF；=1406.6N

(7)圖11-9所示為一蝸桿減速器，蝸桿軸輸入功率《=5.5kW,轉(zhuǎn)速々=2920”min,載荷平穩(wěn),

單向轉(zhuǎn)動，兩班制工作，蝸桿和蝸輪間的當量摩擦系數(shù)工=0.018,模數(shù)加=6加加，蝸桿直徑系數(shù)g=9,

蝸桿頭數(shù)4=2,蝸輪齒數(shù)Z2=60,考慮軸承效率及攪油損失%=0.95。

圖11-9

1）確定蝸桿的旋向（齒向），蝸輪的轉(zhuǎn)向；

2）求蝸桿傳動的嚙合效率〃?和總效率〃；

3）求作用在蝸桿和蝸輪上作用力的方向（用分力表示）;

解：

1）蝸桿旋向應(yīng)與蝸輪相同；為右旋；蝸輪轉(zhuǎn)向如圖。

2）求7和〃

z2

y=arctan—=arctan—=12°31'43"

（pv-arctanfv-arctan0.018=1T52”

tanytanl203f43*..,

=----------r=7-----;-----;~7；=0.921

tan(y+%)tan(12°3143+H'52")

=0.921x0.95=0.875

3）方向見答圖5所示。

答圖5

（8）圖11-10所示為閉式蝸桿傳動，蝸桿輸入功率片=5.2kW,蝸桿轉(zhuǎn)速〃?=400〃min,蝸桿頭數(shù)

z,=4,蝸輪齒數(shù)Z2=71,模數(shù)“2=8加加，蝸桿直徑4=80相根，蝸桿和蝸輪間的當量摩擦系數(shù)

fv=0.07,試計算：

1）蝸桿分度圓導(dǎo)程角；

2）蝸桿傳動的嚙合效率（不計攪油損失和軸承損失）;

3）在蝸輪上作用力的方向，用三個分力表示。

圖11-10答圖6

p52

解：1）蝸桿轉(zhuǎn)矩T.=9.55x106—=9.55X106=124150N-mm

為400

‘ZFT?'（4'yCX、

蝸桿分度圓導(dǎo)程角/=arctan，一=arctan—=21.801409°=21°48'5"

Id"I80）

2）蝸桿和蝸輪間的當量磨擦角（pv=arctanfv=arctan0.07=4.004173°=4°15”

蝸桿傳動的嚙合效率7=—萼—=0.8272

tan（7+%）

3）方向如答圖6所示。

（9）有一標準普通圓柱蝸桿傳動，已知模數(shù)加=8〃〃”，傳動比i=21,蝸桿分度圓直徑&=80加租,

蝸桿頭數(shù)4=2。試計算該蝸桿傳動的主要幾何尺寸。若中心距圓整為。'=210相機，則變位系數(shù)x應(yīng)取多

少？

解：d4=96mm；dn=60.8mm；paX-25.1mm；/=11.3°；z2=42；

d2=336mm；

da2-352mm；df2=316.8mm；a=20Smm；x=0.25o

（10）已知一普通圓柱蝸桿轉(zhuǎn)速為％=96（k/min,軸向齒距p#。,蝸桿齒頂圓直徑

%=60m〃2。試求當蝸桿頭數(shù)4=1、2、4時，蝸桿分度圓柱上的導(dǎo)程角/和相對滑動速度匕各為多少?

解：4=1、2、4時，y=5.71o、11.31°、21.80°；匕=2.53、2.56、2.71m/s

（11）試指出蝸輪圓周力耳2=2n/4=27?/4=2（/4公式中的錯誤。

解：T\=ir）T\且i。djd[

（12）一圓柱蝸桿減速器，蝸桿軸功率片=100人卬，傳動總效率/7=0.8,三班制工作試按工業(yè)用電價

格每千瓦小時1元計算五年中用于功率損耗的費用（每年按250天計）。

解：6xl（ys元

（13）一單級蝸桿減速器輸入功率《=3ZW,傳動總效率77=0.8,箱體散熱面積約為1〃r,,散熱系

數(shù)a.=15W/（〃r，C）,室溫20℃,要求達到熱平衡時，箱體內(nèi)的油溫不超過80℃,試驗算該傳動的

油溫是否滿足使用要求。

解：r=60℃,滿足使用要求。

（14）如圖11-11中均為蝸桿1主動。標出圖中未注明的蝸桿或蝸輪的螺旋線方向及蝸桿或蝸輪或齒輪

的轉(zhuǎn)動方向，并在節(jié)點處標出作用力的方向（各用三個分力表示）。

圖11-11

解：（a）蝸輪左旋：蝸桿轉(zhuǎn)向向下；工I向左；月2向右；向下；工2向上；耳|垂直紙面向里；工2

垂直紙面向外;

（b）蝸桿1及蝸輪3右旋；蝸桿I轉(zhuǎn)向向左；蝸輪2轉(zhuǎn)向逆時針；工|向下；耳2及耳3向上；工2向左;

工3向右；工2垂直紙面向里；工3垂直紙面向外；蝸桿1與蝸輪2嚙合時，工|向右；加垂直紙面向外;

蝸桿1與蝸輪3嚙合時，工|向左；外垂直紙面向里；

（C）蝸桿1及蝸輪2均為左旋；輪2和輪3轉(zhuǎn)向向下；工2及工4向上；及工3向下；及工3向左;

￡,2及工4向右；及64垂直紙面向外；《2及^3垂直紙面向里；

(d)蝸輪2及蝸輪4為左旋：蝸桿1轉(zhuǎn)向順時針;蝸輪2及蝸桿3轉(zhuǎn)向向上；工?及工4向上；工2及工3

向下；月］及工3向右；￡,2及工4向左；工1及金垂直紙面向外；《2及工4垂直紙面向里。

(15)試標出圖11-12中兩種傳動形式的蝸桿、蝸輪和齒輪的轉(zhuǎn)向，畫出嚙合點的受力方向圖(各用三個

分力表示)，并分析這兩種傳動形式的優(yōu)缺點。

圖11-12

解：(a)蝸輪2及齒輪3轉(zhuǎn)向向上；齒輪4轉(zhuǎn)向向下；外及工3向右；E“及耳3垂紙面向里；工?及工4

向下；工2及工4向左；^2及耳4垂直紙面向外；工2及工3向上。

(b)齒輪2及蝸輪3轉(zhuǎn)向向上；蝸輪4轉(zhuǎn)向順時針；￡”及工3向左；外及電垂直紙面向里；配及工4

向下￡,2及耳4向右；片2及死4垂直紙面向外；工2及工3向上。

優(yōu)缺點：圖(a)中蝸桿傳動的匕大，齒面間易形成油膜，使齒面間摩擦系數(shù)減小，減少磨損，從而提高

傳動效率和承載能力；蝸桿在高速級使傳動更平穩(wěn)，齒輪噪聲更??；但如果潤滑散熱條件不良，匕大會使

齒面產(chǎn)生磨損和膠合。

(16)有一閉式蝸桿傳動如圖11-13所示，已知蝸桿輸入功率々=2.8AW,蝸桿轉(zhuǎn)速〃I=960r/min,

蝸桿頭數(shù)4=2,蝸輪齒數(shù)Z2=40,模數(shù)機=8相機，蝸桿分度圓直徑&=80〃加，蝸桿和蝸輪間的當

量摩擦系數(shù)fv=0.1。試求：

1)該傳動的嚙合效率7及傳動總效率〃(取軸承效率與攪油效率之積％%=096)。

2)作用于蝸桿軸上的轉(zhuǎn)矩工及蝸輪軸上的轉(zhuǎn)矩心。

3)作用于蝸桿和蝸輪上的各分力的大小和方向。

33

解：7i=0.65;〃=0.62；==27.86x10N-mm；T2=345.5x10-mm；

益=￡2=697N；Ez=2159N；F”=工2=786N；工?向下；工?向上；尸”向左；月2向右;

入垂直紙面向外；巴2垂直紙面向里。

（17）圖11-14所示為起重量W=3x10'N的起重吊車，已知蝸桿3頭數(shù)z=2,模數(shù)=蝸

桿分度圓直徑4=63加〃?，蝸輪4齒數(shù)Z2=42,起重鏈輪5直徑。2=162〃””，蝸桿傳動的當量摩擦系

數(shù)￡=0.1,軸承和鏈傳動中的摩擦損失等于5%,作用在手鏈輪2上的圓周力尸=400N試計算:

(a)(b)

圖11-14

1）蝸桿傳動的嚙合效率7。

2）蝸桿軸上所需的轉(zhuǎn)動力矩Z和手鏈輪的直徑

3）蝸桿蝸輪在節(jié)點處嚙合時所受各分力的大小和方向。

4

解：7=0.6993；I,=8.71xlON-mm；D,=436mm；Fl3=Fa4=27657ViFl4=