机械设计-蜗杆传动习题解答

蜗杆传动一

选题对传递动力的蜗杆传动，为了提高传动效率，在一定限速内可采用较大的蜗杆直径系数较大的蜗杆分度圆导程角C.较的模数较的蜗杆头数

B

。蜗传动中，是以蜗杆的端轴向

B

参数、蜗轮的C.法

A

参数为标准值。蜗传动的正确啮合条件中，应除去

C

。

m

a

t2

a1

C.

1

2

1

2

，螺旋相同设蜗杆传动时，通常选择蜗杆材料为钢铸铁C.青铜闭蜗杆传动失效的主要形式是B

A。

，蜗轮材料为非属材料

C

，以减小摩擦力。点蚀

胶合

C.轮齿折断

磨下蜗杆副材料组合中，有

B

是错误或不恰当的。序号

蜗杆表面淬火18CrMnTi渗淬火钢火钢质zCuSn5Pb5Zn5

蜗轮ZCuA110Fe3—640一组

二组

C.三组

四

E.五在准蜗轮传动中，蜗杆头数一定，加大蜗杆特性系数q将传动效率

B

。增

减小

C.不变

增或减小在杆传动中，对于滑动速度

v4m/

的重要传动，应该采用

D

作为蜗轮齿圈的材料。B.18CrMnTi渗碳淬火

C.钢质

ZCuSnl0Pb1在杆传动中，轮齿承载能力计算，主要是针对蜗杆齿面接触强度和蜗轮齿根弯曲强度蜗齿面接触强度和蜗杆齿根弯曲强度C.蜗齿面接触强和蜗杆齿根弯曲强度1

D

来进行的。

蜗齿面接触强和蜗轮齿根弯曲强度对式蜗杆传动进行热平衡计算，其主要目的是防止润滑油受热后外溢，造成环境污染防止润滑油温度过高使润滑条件恶化C.防蜗轮材料在温下力学性能下降防蜗轮蜗杆发热变形后正确啮合受到破坏

B

。图所蜗杆传动简图中，图

C

转向是正确的。图蜗杆所受的圆周力

t1

、轴向力分别与蜗轮所受的a1

B

、

A

大小相等，方向相反。圆周力

t2

轴向力

a

C.径力

F

r2与轮传动相比，传动平稳，噪声小C.可自锁

D不是蜗杆传动的优点。传动比可以很大传效率高普蜗杆传动，蜗杆头数

1

常取为

A

。、2、6B.C.4~8在杆传动中，通常的传动形式是蜗杆主动，蜗轮从动C.蜗或蜗轮主动

A

。蜗轮主动，蜗杆从动增传动蜗直径系数

(或蜗杆分度圆直径)值的标准化，是为了1

C

。保证蜗杆有足够的刚度C.利蜗轮滚刀的准化

提高蜗杆传动的效率便蜗杆刀具的准化蜗传动变位前后，蜗轮的节圆直径

A

。2

不变C.不定改变

改变是改变由设计确定蜗轮缘与轮毂采用不同材料的目的是为了

C

。加工方便提高精度C.节有色金属减重量已图11-2中I轴转向，欲提升重物W则蜗杆螺旋线方向及蜗轮轮齿向应为

A

。右、右

右、左

C.左、左

左右图。蜗传动较为理想的材料组合是B钢和铸铁钢青铜C.钢铝合金钢钢在蜗杆传动的强度计算中，若蜗轮的材料选用铸铁或

B

MPa

的青铜，则其许用应力与B

有关。蜗轮的铸造方法C.应循环次数

蜗杆与蜗轮齿面间的相对滑动速度蜗轮受双向载荷是单向载荷蜗杆减速器采用风扇冷却时，风扇应装在

A

。蜗杆轴上C.较的上面的轴上

蜗轮轴上较低的(下面的)轴上蜗杆传动中，蜗轮的轮缘通常采用青铜，蜗杆常采用钢来制造，这是因为这样配对

B。强度高

减摩耐磨性好

C.加性能好

价便宜蜗轮材料为HT200的式蜗杆传动，其主要失效形式是

B

。齿面点蚀

齿面磨损

C.齿胶合

蜗轮齿折断在其他条件相同时，若增加蜗杆头数，则齿面滑动速度

A

。增加

保持不变

C.减

可增加或减小3

提高蜗杆传动效率的有效措施是

B

。增加蜗轮齿数

2

增加蜗杆头数引

z

1C.减模数蜗杆分度圆直径不能按

B

增蜗杆直径系公式计算。

C.

1

zm1tan

2

蜗杆传动热平衡计算的目的是为了控制温升，防止B

。蜗杆力学性能下降C.传效率下降

润滑油变质和胶合蜗材料退火设计蜗杆传动时，为了提高蜗杆的刚度，应首先

A

。增大蜗杆的分度圆直径

1

采高强度合金钢制造蜗杆C.提蜗杆硬度和低表面粗糙度

增蜗杆头数在增速蜗杆传动中，必须使蜗杆的导程角

A

当量摩擦角。大于

等于

C.小

小或等于蜗杆传动在单位时间内的发热量，是通过

A

来进行计算的。传递的功率与传动效率1

蜗的转速n与动效率1C.传比

i

和传动效率

润油的黏度和动速度

v

s蜗杆传动中，己知蜗杆头数

z1

，模数

6.3

，蜗杆分度圆直径

d1

，蜗轮齿数z40，速r/2

，则蜗杆传动啮合节点的相对滑动速度等Ds

。B.C.在计算蜗杆的变形时，可以不考虑蜗杆所受

B

力的影响。径向

轴向

C.切

径和轴向阿基米德蜗杆传动中，规定

D

上的参数为标准值。A法面B轴面按蜗杆形状不同，蜗杆传动可分为

C端面ABC

。

D中平面A圆面蜗杆传动C阿米德蜗杆传动

B圆柱面蜗杆传动D锥蜗杆传动蜗杆传动与齿轮传动相比较，其主要特点有ABC。A传比大，传动平稳

B可实现自锁4

C发量大

D传递功率大计算蜗杆传动的传动比时，用

BD

公式计算是正确的。A

i/12

B

i/z2

1

C

id

2

d1

D

inn1常用蜗杆传动的传动比的范围通常为

C

。A

i12

B

i12

C

i12

蜗杆直径系数qdA1

的定义是dqB

B

。C

q

ad起吊重物用的手动蜗杆估动，宜采用

A

蜗杆。A单，小升角C多，小升角

B单头，大升角D多头，大升角在其他条件相同情况下，若增加蜗杆头数

z

1

则滑动速度

A

。A增

B保持不变

C减小

D可能增加，也可能减小蜗杆传动中的滑动速度等于A蜗的圆周速度

C

。B蜗的圆周速度C

(—蜗杆的圆周速度，—蜗轮的圆周速度)2以下几种蜗杆传动中，传动效率最高的是

A

。A

z,21

B

mm,z,21

C

mm,1v

D

mm,1v

11蜗升角为

，轴面模数和压力角分别为

m

和

1

;蜗轮螺旋角

，端面模数和压力角分别为m和。蜗杆和蜗轮正确啮合则以下条件中，tt2

ABCD

成立。A

B旋相同C

mat

D

t2一对变位的蜗杆传动，若其变位系数为

x0

，则

A

。5

D

A蜗的节圆直径大于其分度圆直径B其力角和啮合角相等C和准传动相比，蜗杆的齿顶高增大，齿根高减小D蜗传动的节圆柱直径大于分度圆柱直径蜗杆传动时，蜗杆的3个力用F、、与蜗轮的个分力的F、、F关系为trt2r。AB

tt2tt2

a1a1

Fr1r2Fr1r2

并且方向相反并方向相同C

,FFFFtt2a1trt2

并且方向相反D

,F,FFta2atr1r

并且方向相反采用蜗杆变位传动时，B仅对蜗杆进行变位C.同对蜗杆、蜗进行变位

。

仅对蜗轮进行变位对于普通圆柱蜗杆传动，下列说法错误的传动比不等于蜗轮与蜗杆分度圆直径比蜗直径系数越小，则蜗杆刚度越大C.在杆端面内模和压力角为标准值蜗头数多，传动效率提高

B

。二

填题在杆传动中，产生自锁的条件是

螺旋线升（导程）角小于啮合面的当量磨擦角

或

)v

或

。对式蜗杆传动，通常是按蜗轮齿面接触疲劳强度进行设计，而按蜗齿根弯曲疲劳强度进行校核；对于开式蜗杆传动，则通常只需按蜗轮齿根弯曲疲劳强进行设计。在式蜗杆传动中，只需对蜗轮进齿面点蚀(替代胶合和齿根弯曲疲劳强计算。蜗传动的承载能力计算包括以下几个方面：蜗齿根弯曲疲劳强度、强度、蜗杆刚度。

蜗轮齿面接触疲劳蜗传动中的头数根据要的传动比动比确定。6

和

传动效率选轮的齿数主是根据传

蜗传动中，作用在蜗杆上的3个力中最大的是

轴向力。蜗传动变位的目的主要是为了配凑中心距、提高承载能力、提传动效率。蜗传动中，把蜗杆螺旋部分看作

以蜗杆齿根圆直径为直径的轴

进行

强度

和

刚度的校核。采铸铝青铜作轮轮缘材料时，其许用接触应力

H

与相滑动速度v有，而与接触疲劳次数无。蜗杆传动标准中心距的计算公式为

a

m2

在蜗杆传动中由材料和结构的原因蜗杆螺旋部分的强度总是高于度，所以失效常发生在蜗轮上

蜗轮轮齿的强普通圆柱蜗杆传动的标准模数

和标准压力角

在

中间平

面上，在该平面内，蜗杆传动相当于齿条与齿轮啮传动。蜗轮轮齿的失效形式有

齿面胶合、

点蚀、磨、

齿根弯曲疲劳。因蜗杆传动在齿面间有较大的相对滑动速度，所以更容易产生胶合和磨失效在蜗杆传动中，蜗轮的螺旋线方向应与蜗杆螺旋线方向相同。规定蜗杆直径系数或分度圆直径)的标准，是为了减少蜗轮滚刀的数目，以利于刀具的标1准化。蜗杆直径系数q定为蜗分度圆直径d与数之比。在蜗杆传动中，当

采用非标准滚刀或飞刀加工蜗轮

时，蜗杆的直径系数

(或度圆直

1

)，可以不取标准值。其条件相同时，若增加蜗杆头数，则齿面滑动速度增。蜗传动中，作用在蜗杆上的三个分力中最大的是轴力。对连续工作的闭式蜗杆传动，除计算强度和刚度外，还应进行热平衡计，其目的是为了限制油温升高以

防止油变质和齿面胶合失效。蜗传动中，由于啮合齿面沿螺旋线的切线方向滑动速度较大，因此最容易出现胶合，减小蜗的导程角可以降低滑动速度。采铸铝青铜ZCuAl10Fe3作蜗轮轮缘材料时用触应力

H

与

相对滑动速度

有关，而与接触疲劳次数无。阿基米德蜗杆的螺旋面可在车床上用车梯刀加工，车刀刀刃为直线，加工时刀刃与蜗轴线

在同一水平面内。在垂直于蜗杆轴线的剖面上，齿廓为阿基米德螺旋7

线，在通过蜗杆轴线的剖面

上，齿廓为直线犹如直齿条的廓，蜗轮是用与相配蜗杆具有同样尺(不考虑啮合时的径向间隙)的蜗滚刀按范原切制加工的以中间平面上阿米德蜗杆与蜗轮的啮合相当于齿齿条与渐开齿的啮合蜗杆传动的计算载荷是名载荷与载荷数K的积

KAv

中,

K

A

为使工作情况系数，K为动荷系数，为齿向载荷分布系数。v蜗杆传动的总效率包括啮合效率1

、轴效率

2

效率和搅效率

效率其啮合效率=1

/tan

，影响蜗杆传动总效率的主要因素是啮合效。蜗杆的常用材料有ZCuA110Fe3

蜗的常用材料有HT200，择蜗轮材料时，主要考虑

滑动速度v大小。s在蜗轮直径一定时，节约蜗轮铜材主要措施有齿与轮芯组合，拼铸等。确定蜗杆螺纹部分的长L时，主要考虑的因素孔蜗轮轮缘宽度主要取决于及d。1

、、、

及磨削与否。蜗轮材料的许用接触应力与配材料的种类、铸造方式、滑动速度v及循环次数s关。

有在蜗杆传动的设计计算中必对蜗杆进行集中。

刚度

校核原是因形会影响啮与载荷蜗杆传动的效率由啮磨擦损耗、轴摩擦损耗、溅油损耗蜗杆传动热平衡计算的依据是发量散热量。12

三部分组成。蜗杆传动的热平衡计算不能满足要求时，通常采取的措施有1

加大散热片的面积

加扇

用水冷却管减速蜗杆传动中，主要的失效形式为齿面胶合、劳点蚀、

磨损和轮齿折断，常生在取

蜗轮齿上。蜗杆传动中，由于热平衡，加散热片，

传动效率低，工作时发热量大，需要进行计算。若不能满足要求，可采蜗杆轴端加装风扇，传箱内装循环冷却管路。在润滑良好的情况下，减摩性好的蜗轮材料是

青铜类，杆传动较理想的材料组合是

蜗杆选用碳素钢或合金钢，

蜗轮选用青铜类或铸铁。8

有标准普通圆柱蜗杆传动，已知

z1

，

z422

中间平面上模数

，压力角

蜗为左旋蜗杆分度圆直径

d1

传动中心距a200,动比i

。蜗杆分度圆柱上的螺旋线升角

rarctan/q

。蜗轮为

左

旋，蜗轮分度圆柱上的螺旋角

。(39)两交错角为

的蜗杆传动中，其正确啮合的条件是

mmat2

，和

等值同向。蜗杆传动设计中，通常选择蜗轮齿数

z262

是为了保传动的平稳性;

z802

是为了防止蜗轮尺寸过大引起蜗杆跨距大、或弯曲刚度过低或模数过小、轮齿弯曲强度过低。三

是题(1)“蜗杆的导程角和蜗轮的旋角大小相等，方向相是蜗杆传动正确啮合条件之一。(F)在杆传动中，如果模数和蜗杆头数一定，增加蜗杆的分度圆直径，将会增加杆的刚度，但也会使传动效率降低。(T)(3)“蜗杆的端面模数与蜗轮的端模数相等”是蜗杆传动的正确啮合条件之一。(F)开蜗杆传动的主要失效形式是胶合失效。蜗传动的传动比

i1

(由

d、1

分别为蜗杆和蜗轮的分度圆直。(F)蜗传动中，蜗杆头数越少，传动效率越低。(T)在杆传动设计中，必须进行蜗杆轮齿的强度计算。标蜗杆传动的中心距

a

2

12

。(F)为提高蜗杆传动的效率，在润滑良好的条件下，最有效的方法是增大直径系q。

(F)在蜗杆传动中进行齿面接触疲劳强度和齿弯曲疲劳强度计算是以蜗轮为主进刚度计算则是以蜗杆轴为主。(T)蜗传动由于在啮合传动过程中有相当大的滑动，因而更容易产生齿面点蚀和塑性变形。在选择蜗轮材料时，主要是要求其具有足够的强度和表面硬度，以提高其寿命。(F)忽略摩擦力时，蜗杆与蜗轮所受切向力之间的关系为

tant

(为杆导程)。(T)在蜗杆传动中，蜗轮法面模数和压力角为标准值。当进行蜗杆刚度计算时，可以忽略蜗杆所受轴向力，而只考虑蜗杆所受切向力和径向力的影响。(T)采用铸铝青铜ZCuAl10Fe3作蜗轮材料时，其要失效方式是胶合。(T)9

阿基米德蜗杆传动应用广泛的原因是传动效率高，精度高。

(F)为了提高蜗杆传动的效率

，在润滑良好的条件下，最有效的方法是采用直径系数

(或分直径)的蜗杆。1

(F)计摩擦力时，蜗杆的圆周向力

和蜗轮的圆周向力

的关系为

=

(

为蜗杆导程角)。

(F)蜗传动的载荷系(

KAv

)要比齿轮传动的小。

(T)减蜗杆传动不会发生自锁。

(四

简题如恰当地选用蜗杆传动的传动比

i12

、蜗杆头数

z

1

和蜗轮齿数

2

?答：在蜗杆传动中，其传动比通常根据具体传动需要来选择，对于一般动力传动，i通在或128~100)之间杆数z

根据所要求的传动比和效率来选择要大的传动比对率要求不高

可选得小些，如果要求蜗杆传动具有自锁性，z1

，如果要求提高效率，则可增

1

，但

z

1

一般选、、、6。蜗轮的齿数z主由传动比确定，通常2

z282

。在式蜗杆传动中，为什么必须进行热平衡计算，提高散热能力的措施有哪答：由于蜗杆传动的效率低于齿轮传动，因此，在闭式传动中，如果产生的热量不能及时散逸将会因油温的不断升高而使润滑油稀释，从而增大摩擦损失，甚至发生胶合。因此，必须根据“单时间内的发热量小于等于同时间内的散热量”条件进行热平衡计算，以保证油温稳定地处于规定范围内这也是蜗杆传动的设计准则之一。可以通过加散热片以增大散热面积、在蜗杆轴端装风扇以加快空气流通速度或在箱体内加冷却系统等措施来提高闭式蜗杆传动的散热能力。采什么办法可以节约蜗轮所用的铜至列出两种答：①在铸铁轮芯上加铸青铜圈。②青铜圈与铸铁轮芯之间采过盈配合或螺栓连接。为么在斜齿圆柱齿轮传动中选取法向模数为标准值，而在蜗杆传动中则选取间平面的模数为标准值答：斜齿圆柱齿轮传动和蜗杆传动的标准模数的选取，主要是为了满足加工工艺性的要求。由加工斜齿圆柱齿轮使用的是与加工直齿圆柱齿轮相同的刀具，其法向尺寸与直齿圆柱齿轮相同，故为标准模数。而在蜗杆传动中，由于蜗轮的中间平面模数和蜗杆的轴向截面模数相等，在车床上加工蜗时，蜗杆齿距便于标准化，因此，将此模数取为标准，即蜗轮中间平面模数取为标准模数。10

在杆传动中，根据材料的不同，用于蜗轮齿面接触强度计算的许用应力通常分为两大类：①锡青铜ZCuSn10Pl)，其许用应力与滑动速度无关；②铝青铜ZCuAl10Fe3)和铸铁(等，其许用应力因滑动速度的增加而减小。试问：使用这两类材料时，蜗轮的失效形式与计算准则有何不答一类材料主要失效形式为蚀失效齿面接触疲劳引起许应力与滑动速度无太大关。第二类材料主要失效形式为胶合失效，随滑动速度增加胶合更为严重，因而许用应力降低。因此在计蜗杆传动时于一类材料应按蜗轮的接触疲劳强度作为计算准则对二类材，主要应该限制蜗轮的胶合失效。试螺栓连接式、整体浇铸式和拼铸式蜗轮结构各适用于什么场答：螺栓连接式结构可传递较大的力，装拆比较方便，主要适用于尺寸较大或容易磨损的蜗轮整体浇铸式结构主要适用于铸铁蜗轮或尺寸很小的青铜蜗轮，而拼铸式结构则适用于批量生产的蜗。蜗传动有哪些类型和特?么情况下宜采用蜗杆传普圆柱蜗杆传动的正确啮合条件是什?

。蜗滚刀与相应蜗杆的形状和尺寸有何关?了保证已加工好的蜗杆与蜗轮的良好接触，应采取什么必要的措施阿米德蜗杆传动取哪个平面上的参数和尺寸为计算基?哪参数是标准值?为什么在蜗杆传动中对每一个模数m规了一定数量的标准的杆分度圆直径？d的大小1对蜗杆传动的刚度、效率和尺寸有何影?如何选择蜗杆的头数

1

?对于动力传动，什么蜗轮的齿数

2

不应小于28也不宜大于？试述蜗杆传动变位的目的和特点。某变位蜗杆传动在变位前后，传动中心距不变。试问：变位后蜗杆的节圆与分度圆是否重合?蜗轮的节圆与分度圆是否重?为?位前后蜗轮的分度圆是否相?为什?当润滑不良和润滑良好时，相对滑动速度，蜗杆传动有何影对蜗杆副材料有什么要求常的蜗杆材料和蜗轮材料有哪些?蜗轮材料一般根据什么条件来选择为什么蜗轮齿圈材料常用青青铜与铝铁青铜各有什么优缺?蜗杆传动的主要失效形式是什什?设计计算准则是什?对于闭式蜗杆传动，主要是根据什么选择润滑油的粘度和给油方法？开式蜗杆传动应如何润简述蜗轮的结构及其特点。11

五

分、计算图示某电梯装置中采用蜗杆传动，电动机功率

，速nr/min1

，蜗杆传动参数

zq12

m8,

右旋蜗杆。试计:起升重物时，标出电动机转向。标出蜗杆所受各力的方向。计蜗轮所受各力大;图11-3解电动机转向箭头向上。蜗受各力方向见答图。

答图1

TP/n955011/NN1a

/(mq)/(8Nt112Ti/(300.8/(8Nt212Ftan10829.93941.8Nrt2图11-4示为二级蜗杆传动。已知蜗杆3的旋线方向为右旋，蜗轮转向如图所示，轴I为输入轴。试求：轴、轴Ⅱ的转向。蜗杆、蜗轮的螺旋线方(所有的)蜗蜗杆受各力的方向要求蜗轮和蜗杆3的向方向相。12

图解见答图答图2如11-5所的开式传动，已

2040,z753

，蜗杆直径系数

，模数mm

，蜗杆与蜗轮间的当量摩擦系数

f0.18

。试确定蜗轮蜗杆的螺旋线方向及小锥齿轮的转(在图中标出)。该杆是否自?图解此题中仅给出蜗轮转向，蜗杆、蜗轮的旋向均为右旋左旋。若蜗杆、蜗轮均为右旋时，小锥13

齿轮转向箭头向即从手柄端看为顺时针方；蜗杆、蜗轮均为左旋时，小锥齿轮转向箭头向(即从手柄端看为顺时针方)

2

/q0.18f

，以

，该蜗杆能自锁。图两种传动方案，你认为哪种方案较好？试分析、说明原因。A方

B方图解A方合理。因为B案把锥齿轮放在低速级，其锥齿轮尺寸将比较，而大尺寸的锥齿轮较难以高精度制造，所以不合理。在11-7所示传动系统中，件1蜗杆，件2为蜗轮，件34为齿圆柱齿轮，件、为直齿锥齿轮。已知蜗杆主动，要求输出齿轮8回转方向如图所示。试确定：图各轴的回转方向（画在图上考虑Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴上所受轴向力能抵消一部分，定出各轮的螺线方向（画在图上画出各轮的轴向分力的方向解见答图答图314

t1图所为一开式蜗杆传动起机构。蜗杆与蜗轮之间当量摩擦系数t1

f

(不计轴承摩擦损失，上升时作用于手柄之力

200

。求：蜗杆分度圆导程角此机构是否自?上升、下降时蜗杆的转(各用一图表示)；上升、下降时蜗杆的受力方(用三个分力表示；上升时之最大起重量及蜗杆所受的(用3个分力表示，重物的重量为；下降时所需手柄推力及蜗杆所受的(用3个分力表示；重停在空中时蜗杆所受的力。图解：）

mz1arctan6.34021

f05vv

；可以自锁。）略）如答图示。上升

下降答图4）

T48000NTF11066.7N115

6.34029.90277F6.34029.90277a

Ft1

v

3864.6NW

FF3864.6t22126086.7NDD）

FFr11F38.6Na1

1406.7Nt1

1

r1

F1406.7Na手推力：

t1

d

1

90）

t1

a

3864.6N

Fr1

1406.6N图11-9所示为一蜗杆减速器，蜗杆轴输入功率

5.5kW1

，转速

nr/in1

，载荷平稳，单向转动班工作杆蜗轮间的当量摩擦系数

f

数

mm

杆径系数

9

，蜗杆头数

z1

，蜗轮齿数

z602

，考虑轴承效率及搅油损0.952

。图确定蜗杆的旋齿向)蜗轮的转向；求蜗杆传动的啮合效和总效率1求用在蜗杆和蜗轮上作用力的方(用分力表示)解：）蜗杆旋向应与蜗轮相同；为右旋；蜗轮转向如图。）求和1

arctan

1arctanq916

tan3152tan3152

v

arctanfarctan0.0181v

v

tan12

0.950.8751）方向见答图示。答图5图11-10所为闭式蜗杆传动，蜗杆输入功率

P1

，蜗杆转速

nr/min1

，蜗杆头数z1

，蜗轮齿数

z71，数mmm，杆直径dmm2

，蜗杆和蜗轮间的当量摩擦系数f0.07

，试计算：蜗杆分度圆导程角；蜗杆传动的啮合效(不计搅油损失和轴承损；在轮上作用力的方向，用三个分力表示。图11-10

答图6解：蜗转矩

T1

6

Pn1

6400蜗杆分度圆导程角

d80

2148

17

蜗和蜗轮间的当量磨擦角

v

farctan4.0415v

蜗杆传动的啮合效率

tan

tan

方如答图所示。有标准普通圆柱蜗杆传动，已知模数

，传动比

i21

，蜗杆分度圆直径

dmm1

，蜗杆头数

z

试算该蜗杆传动的主要几何寸中心距圆整为

mm则变位系数x应多少解：

a1

；

d

f1

mm

；

p

25.1mm

；

11.3

；

z

；d2

；

2

352mm；d

f

；；

。已知一普通圆柱蜗杆转速为

nr/min1

，轴向齿距

pmm

，蜗杆齿顶圆直径

a1

。试求当蜗杆头数

z1

、、4时，蜗杆分度圆柱上的导程角相对滑动速度

v

s

各为多解：

z1

、2、，

5.71

、11.31、21.80

v2.562.71试指出蜗轮圆周力

t2

Ti2Td21

1

公式中的错误。解：

T2

T1

且

id

2

d

1一圆柱蜗杆减速器，蜗杆轴功率

100kW1

，传动总效

，三班制工作试按工业用电价格每千瓦小时元计算五年中用于功率损耗的费(每年按250计)。56解：元一单级蜗杆减速器输入功率

，传动总效率0.8，体散热面积约为

热系数

W/(

)

，室温20℃，要求达到热平衡时，箱体内的油温不超过80，试验算该传动的油温是否满足使用要求。解：

t

，满足使用要求。如图中均为蜗杆1主动。标出图中未注明的蜗杆或蜗轮的螺旋线方向及蜗杆或蜗轮或齿轮的转动方向，并在节点处标出作用力的方(用三个分力表)18

图11-11解：(a)蜗轮左旋；蜗杆转向向下；F向；F向；F向；F向；F垂纸面向里；a1t2rr2t垂直纸面向外；

a2蜗1及轮3右；蜗杆I向向左；蜗轮2转逆时针；

a1

向下；

t

及

t

向上；

Fr2

向左；向右；垂直纸面向里；F垂直纸面向外；蜗杆与轮合时，F向；垂纸面向外；r3a2r1t1蜗杆1与轮3啮时，

Fr1

向左；

t1

垂直纸面向里；(c)蜗杆1及轮2均左旋2轮转向向下Fr2

及

a4

向上；Fr1

及

r

向下t

及

a3

向左；及F向右；F及F垂直纸面向外；F及F垂纸面向里；a2r4tt3蜗2及轮4为旋转顺时针蜗杆3转向向上F

r1

及

Fr

向上；

Fr2

及

r向下；

t1

及

a3

向右；

a2

及

t

向左；

1

及

t

垂直纸面向外；

Ft2

及

a4

垂直纸面向里。试标出图11-12中两种传动形式的蜗杆、蜗轮和齿轮的转向，画出啮合点的受力向(各用三个分力表示，并分析这两种传动形式的优缺点。(b)19

NN;345.5解蜗轮及齿轮转向向上齿轮转向向下及F向；及F垂纸面向里F及Ft1a3t3r1r4向下；

a2

及

a4

向左；

t2

及

t4

垂直纸面向外；

Fr

及

r3

向上。齿2及轮3转向上轮转向顺时针F1

及

a3

向左t1

及

t

垂直纸面向里Fr1

及

Fr向下F及F向右；F及F垂直纸面向外；及向。a2tt4r2r优缺点：图(中蜗杆传动的v大齿面间易形成油膜，使齿面间摩擦系数减小，减少磨损从而提高s传动效率和承载能力；蜗杆在高速级使传动更平稳，齿轮噪声更小；但如果润滑散热条件不良，齿面产生磨损和胶合。

s

大会使有一闭式蜗杆传动如图所，知蜗杆输入功率

，杆转速r/m11

，蜗杆头数

z1

，蜗轮齿数

z40，数mm2

，蜗杆分度圆直径

dmm1

，蜗杆和蜗轮间的当量摩擦系数

fv

。试求：该动的啮合效率及传动总效率取轴承效率与搅油效率之0.961作于蜗杆轴上的转矩T及轮轴上的转矩。1作于蜗杆和蜗轮上的各分力的大小和方向。

)。图解：

;

;1

32

N

;Fta

697

;

FNt2

;

FNrr

;

F

r

向下；

Fr

向上；

a1

向左；

t

向右；t1

垂直纸面向外；F垂直纸面向里。a2图11-14示为起重量

N的重吊车，已知蜗杆头

z模数m

，蜗杆分度圆直径

d1

，蜗轮4齿

z422

，起重链轮5直

D162mm2

，蜗杆传动的当量摩擦系20

数

fv

，轴承和链传动中的摩擦损失等于5％，作用在手链轮的圆周力

N

试计算：(b)图蜗传动的啮合效。1蜗轴上所需的转动力矩

T1

和手链轮的直径

D1

。蜗蜗轮在节点处啮合时所受各分力的大小和方向。解1

1

4

NmmFF1ta4

NF7232Nt4

；FNr3r4

；

a3

向左，

t

向右；

t

垂直纸面向外，

a4

垂直纸面向里；

r3

向下；

Fr

向上。比较蜗杆传动与斜齿圆拄齿轮传动接触应力计算的不同点？答：主要不同点有四个方面：1)用赫兹公式的接近程度不同，斜齿圆柱齿轮传动比蜗杆传动更接近于两圆柱体的接触应力模型：2)算荷载影响因素的考虑和各系数的处理方式有相似处，但具体数据来源是完全不同的准则的基本出发点不同斜齿轮是参照直齿轮按接触疲劳破坏而建立的验数据齐全、理论可靠的计算方法，而蜗杆传动则是仿照直齿轮按接触疲劳破坏条件性地、另外确定计算数的、替代胶合破坏的实用近似方法4)用应力对斜齿轮是搬直齿圆柱齿轮研究成果，而蜗轮传动是另起炉灶、制定出更为条件性的实验数据。21

图1螺旋方向、转向及受力方向分析，如所。标11-15注明的蜗杆或蜗轮的旋向及转(均为蜗杆主动)蜗和蜗轮受力的作点分力的方向。图11-16示为一斜齿圆柱齿轮—蜗传动。小斜齿轮由电动机动。已知蜗轮为右旋，转向如图所示，试在图上标:蜗杆螺旋线方向及转向大齿轮的螺旋方向，可使大斜齿轮所产生的轴向力，能与蜗杆的轴向力抵消一部分(3)小轮螺旋线方向及轴的转向。(4)出蜗杆(包括大斜齿轮)上诸作用力的方向的空间受力。图11-16解题步骤一般为：根已知的螺旋方向和转动方向(按要求指定的旋向与转向)分析未知的旋向和转动方向，如答7示2在合点相应位置按各力定的规则判别各分力正确方向。参考答案见答8及答图。22

(b)(c)答图(e)答图答图如图1-17示电机经蜗杆传动带动卷提升重吨重物上升速度为

0.15ms

，传动总效率

0.45

，电动机的转速为

r/min