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第十章蜗杆传动分析

第十章蜗杆传动阿

讨论题

10-1解：

如改变蜗杆的回转方向，作用于蜗杆，蜗杆上的径向力F r1、F r2方向不变，而圆周力F t，轴向力F a的方向均与图中相反。

10-2 解：

1、3—蜗杆

2、4—蜗轮

（1）根据蜗杆与蜗轮的正确啮合条件，可知蜗轮2与蜗杆1同旋向——右旋。为使II轴上所受轴向力能抵消一部分，蜗杆3须与蜗轮2同旋向——右旋，故与之啮合的蜗轮4也为右旋。

（2）II轴和III轴的转向见上图。

（3）

10-3 解：

闭式蜗杆传动的效率一般包括三部分：啮合效率、轴承效率和溅油损耗的效率。其中啮合效率为主要部分，它与蜗杆导程角γ和当量磨擦角ρv有关，ρv主要与蜗轮齿圈材料、蜗杆啮面硬度及蜗杆传动的滑动速度v s有关；而起主要作用的为导程角γ。轴承效率与轴承类型有关。溅油损耗与回转体浸油深度及宽度、圆周速度和油的粘度等因素有关。

啮合效率η1随γ角的增大而提高，当γ=45°-时，达到最大值η1max，故若γ继续增大则η1将下降，过大的γ使制造较为困难，且在γ>30°后，η1的增长已不明显，故在设计中一般γ角不超过30°。

思考题及习题

10-1 解：

按蜗杆的形状不同，蜗杆传动可分为：圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动及锥蜗杆传动。

而圆柱蜗杆传动按加工蜗杆时刀刃形状的不同可分为：普通圆柱蜗杆传动和圆弧齿圆柱蜗杆传动。

普通圆柱蜗杆传动由于刀具及加工方法不同、蜗杆齿形不同又分为：阿基米德圆柱蜗杆传动（ZA型），法向直廓圆柱蜗杆传动（ZN型），渐开线圆柱蜗杆传动（ZJ型），锥面包络圆柱蜗杆传动（ZK型）。

阿基米德蜗杆在端面上齿廓为阿基米德螺旋线，在轴面内为直线齿廓，其齿形角为20°，它可在车床上用直线刀刃车削加工，切削刃须通过蜗杆的轴线。它加工及测量比较方便，但难以磨削，故精度不高，升角大时，车削困难。

法向直廓蜗杆的端面齿廓为延伸渐开线，法面齿廓为直线，它亦不易磨削，特别是较难获得高精度的蜗轮滚刀。

渐开线蜗杆的端面齿廓为渐开线，在切于基圆柱的截面上为直线齿廓，刀具的齿形角应等于蜗杆的基圆柱螺旋角，它可在专用机床上，用平面砂轮磨削，获得较高精度，适于用范成法加工，是圆柱蜗杆中较理想的传动。

锥面包络圆柱蜗杆不能在车床上加工，只能在铣床上铣制并在磨床上磨削，铣刀（或砂轮），回转曲面的包络面即为蜗杆的螺旋齿面，它便于磨削，以得到较高精度，应用日益广泛。

圆弧齿圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动及锥蜗杆传动克服了普通圆柱蜗杆传动承载能力低、效率低、不易磨削、不能粹火、精度等级难于提高等缺点，为提昌应用的蜗杆传动类型。

10-2 解：

在中间平面内，阿基米德蜗杆传动就相当于齿条与齿轮的啮合传动，故在设计蜗杆传动时，均取中间平面上的参数（如模数、压力角等）和尺寸（如齿顶圆、分度圆度等）为基准，并沿用齿轮传动的计算关系，而中间平面对于蜗杆来说是其轴面，所以轴向模数和压力角为标准值。

阿基米德蜗杆传动的正确啮合条件是：

m x1=m t2=m（标准模数）

αx1=αt2=20°

γ（导程角）=β（蜗轮螺旋角）且同旋向

式中：

m x1、αx1——蜗杆的轴向模数，轴向压力角；

m t2、αt2——蜗轮的端面模数、端面压力角。

10-3 解：

（1）i=w1/w2=n1/n2=z2/z1≠d2/d1；因为蜗杆分度圆直径d1=z1m/tanγ，而不是d1=z1m。

（2）同理：a=(d1+d2)/2≠m(z1+z2)/2；

（3）F t2=2000T2/d2≠2000T1i/d2；因为蜗杆传动效率较低，在计算中，不能忽略不计，T2=iηT1。

10-4 解：

蜗杆分度圆直径d1=z1m/tanγ，令z1/tanγ=q则d1=mq。q=d1/m称为蜗杆直径系数。q与蜗杆头数z1及导程角γ有关。在蜗杆传动中，为保证蜗杆与配对蜗轮的正确啮合，常用与蜗杆具有同样尺寸的蜗轮滚刀来加工与其配对的蜗轮。这样，

只要有一种尺寸的蜗杆，就得有一种对应的蜗轮滚刀，而d 1=z 1m /tan γ，即同一模数下，当γ、z 1不同时，就有不同直径的蜗杆，因而对每一模数就要配备很多蜗轮滚刀，这是很不经济的，为使刀具数量减少，同时便于滚刀的标准化，则规定每一标准模数相应只有1~4个蜗杆分度圆直径。 10-5 解：与齿轮传动一样，蜗杆传动的失效形式有齿面点蚀、磨损、胶合和轮齿折断等，但由于蜗杆传动工作齿面间相对滑动速度较大，当润滑不良时，温升过高，胶合和磨损更容易发生。对材料的选择，要求有一定的强度且具有良好的减摩性、耐磨性及抗胶合性，且易跑合。蜗杆一般用碳钢或合金钢制成，一般用途的蜗杆，用40、45、50钢进行调质处理，其硬度为220~300HBS ；重要用途（高速重载）的蜗杆，可用20Cr 、20CrMnTi 等进行渗碳淬火，使表面淬硬至58~63HRC ，或用40、45、40Cr 等表面淬火到40~55HRC 。常用的蜗轮材料为锡青铜、无锡青铜及铸铁等，可按滑动速度v s 选用。当v s >6m/s 时选用铸造锡青铜，ZCuSn10P1、ZCuSn10Zn2、ZCuSn5Pb5Zn5；当v s <6m/s 时选用无锡青铜如ZCuAl9Fe4Ni4、ZCuAl8Mn13Fe3Ni2、ZCuAl19Fe3、ZCuZn38Mn2Pb2等；一般低速v s ≤2m/s ，对效率要求不高时，可采用铸铁HT150、HT200等。 10-6

解：当蜗轮材料选得不同时，其失效形式不同，故其许用接触应力也不同。当蜗轮材料为锡青铜时，其承载能力按不产生疲劳点蚀来确定，因为锡青铜抗胶合能力强，但强度低，失效形式为齿面点蚀，其许用接触应力按不产生疲劳点蚀来确定。当蜗轮材料为铸铁或无锡青铜时，其承载能力主要取决于齿面胶合强度，因这类材料抗胶合能力差，失效形式为齿面胶合，通过限制齿面接触应力来防止齿面胶合，许用接触应力按不产生胶合来确定。 10-7

解：对于连续工作的闭式蜗杆传动进行热平衡计算其目的是为了限制温升、防止胶合。蜗杆传动由于效率低，工作时发热量大，在闭式传动中，如果散热不良温升过高，会使润滑油粘度降低，减小润滑作用，导致齿面磨损加剧，以至引起齿面胶合，为使油温保持在允许范围内，对连续工作的闭式蜗杆传动要进行热平衡计算，如热平衡不能满足时可采用以下措施：①增大散热面积A ：加散热片，合理设计箱体结构。②增大散热系数K s ：在蜗杆轴端加风扇以加速空气的流通；在箱体内装循环冷却管道，采用压力喷油循环润滑。 10-8 解：

由热平衡验算式（10-13）

C t A K P t s ?=+??-?=+-=5.132202

.1105.7)82.01(1000)1(1000011η t 1>[t 1]=70~90°C 该减速器不能连续工作。 10-9 解：

（1）、（2）、（3）见上图

（4）如蜗杆回转方向改变，各力之间的大小不变，径向力F r 方向也不变，F t1、F t2、F a1、F a2的方向与上图中的方向相反。

10-10 解：

采用阿基米德蜗杆传动

1、选择材料及热处理方式

蜗杆选用45钢，表面淬火处理，齿面硬度>45HRC 。蜗轮材料选用ZCuSn10Pb1，砂型铸造。

2、确定蜗杆头数z 1和蜗轮齿数z 2

由表10-2，取z 1=2，则z 2=iz 1=20×2=40

蜗轮转速n 2=n 1/i =1460/20=73r/min

3、按齿面接触强度确定主要参数

由式10-11

m 2d 1≥222][9000???? ??H E z Z KT σ

（1）T 2=800N·m

（2）确定载荷系数K ，由表10-5查得K A =1.1（连续工作），假设v 2<3m/s ，取K v =1；因工作载荷稳定，蜗轮齿圈材料软，易磨合，取K β=1。

则 K =K A K v K β=1.1×1×1=1.1

（3）确定许用接触应力[σH ]

[σH ]=Z N ×[σH0]

由表10-6查得[σH0]=200MPa

N 2=60an 2t =60×1×73×15000=6.57×107

N 2在取值范围（2.6×105≤N 2≤25×107）内，则

79.010

57.61010877

827=?==N Z N 故[σH ]=0.79×200=158MPa （4）确定弹性系数Z E =160MPa

（5）确定蜗杆模数m 和分度圆直径d 1

m 2d 1≥1.5076158401608001.19000][90002222=??? ??????=???

? ??H E z Z KT σmm 3 查表10-1得m =8mm ，d 1=80mm

4、验算蜗轮圆周速度v 2，相对滑动速度v s

蜗轮分度圆直径d 2=mz 2=8×40=320mm

则 v 2=10006073

3201000602

2???=?ππn d =1.22m/s<3m/s

与原假设相符，取K v =1合适。

由tan γ=mz 1/d 1=8×2/80=0.2，得γ=11.31°

v s =?

????=??31.11cos 1000601460

80cos 1000601

1πγπn d =6.23m/s 5、验算蜗轮齿根弯曲强度由式（10-12） m d d Y KT Fa F 212

2cos 1530γσ=≤[σF ]

（1）上式中 K 、T 2、d 1、d 2、m 和γ同前

（2）确定Y Fa2

由z v2=z 2/cos 3γ=40/cos 311.31°=42.42，查表10-8得Y Fa2=1.51

（3）确定许用弯曲应力[σF ]

[σF ]=Y N ·[σF0]

由表10-9查得[σF0]=51MPa

由前计算可知N 2=6.57×107，因N 2的取值范围为105≤N 2≤25×107，故

628.01057.61010976926=?==N Y N 因此

[σF ]=0.628×51=32.03MPa

83208051.131.11cos 8001.11530cos 15302122???????==m d d Y KT Fa F γσ =9.73MPa<[σF ]=32.03MPa

蜗轮轮齿弯曲强度足够。

6、热平衡计算

由热平衡验算式（10-14）

011)1(1000t A

K P t s +-=η≤[t 1] （1）上式中 87.0~86.0)18.131.11tan(31.11tan )96.0~95.0()tan(tan )

96.0~95.0(=?+??=+=v ργγη （查表10-4得：ρv =1.18°）

取η=0.865

（2）确定蜗杆传递的功率P 1

P 1=T 1n 1/9550=T 2n 1/(9550i η)

=800×1460/(9550×20×0.865)=7.07kW

（3）确定K s ，自然通风，取K s =12W/m 2·°C

（4）设环境温度t 0=20°C ，取[t 1]=80°C

将以上数据代入式（10-14）

估算散热面积A =32.112

)2080(07.7)865.01(1000)]([)1(1000011=--=--s K t t P ηm 2 7、主要几何参数

m =8mm ，z 1=2，z 2=40，γ=11.31°=11°18’36’’

d 1=80mm ，d 2=320mm ，a =21(d 1+d 2)=2

1(80+320)=200mm 蜗轮喉圆直径 d a2=d 2+2h a2=320+2×1×8=336mm

齿顶圆直径 d a1=d 1+2h a1=80+2h a1=80+2×1×8=96mm

d e2=d a2+1.5m =336+1.5×8=348mm

齿根圆直径 d f1=d 1-2h f1=80-2×1.2×8=60.8mm

d f2=d 2-2h f2=320-2×1.2×8=300.8mm

8、结构设计从略。

10-11 解：

采用阿基米德蜗杆传动

1．选择材料及热处理方式

因蜗杆传动的功率不大，中速，故蜗杆选用45钢，为提高耐磨性和效率表面淬火处理，齿面硬度>45HRC ，蜗轮材料选用ZCuSn10Pb1，砂型铸造。

2．确定蜗杆头数z 1和蜗轮齿数z 2

由表10-2，取z 1=2，z 2=iz 1=13×2=26

蜗轮转速n 2=n 1/i =960/13=73.85r/min

3．按齿面接触强度确定主要参数

由式10-11 m 2d 1≥222][9000???? ??H E z Z KT σ

（1）蜗轮传递的转矩T 2

由z 1=2，初取η=0.80，查手册取联轴器效率η联=0.99

则 T 2=9550P ed ηη联/n 2=9550×3×0.8×0.99/73.85=307.26N·m

（2）确定载荷系数K

由表10-5查得K A =1.1；

假设v 2<3m/s ，取K v =1；

因蜗轮齿圈材料软，易磨合，且工作载荷变动不大取K β=1

则K =K A K v K β=1.1×1×1=1.1

（3）确定许用接触应力[σH ]=Z N ×[σH0]

由表10-6查得 [σH0]=200MPa

N 2=60an 2t =60×1×73.85×5×250×8=4.431×107

在N 2的取值范围（2.6×105≤N 2≤25×107）内

83.010431.41010877827=?==N Z N 则 [σH ]=Z N ×[σH0]=0.83×200=166MPa

（4）确定弹性系数Z E =160MPa

（5）确定蜗杆模数m 和分度圆直径d1

m 2d 1≥4.41801662616026.3071.19000][90002222=??? ??????=???

? ??H E z Z KT σmm 3 查表10-1得m =8mm ，d 1=80mm

4．验算蜗轮圆周速度v 2，相对滑动速度v s 及总效率η

蜗轮分度圆直径 d 2=mz 2=8×26=208mm

则

v 2=10006085.7320810006022???=?ππn d =2.264m/s<3m/s

tan γ=mz 1/d 1=8×2/80=0.2，得γ=11.31° 得 v s =?????=??31.11cos 10006096080cos 1000601

1πγπn d =4.1m/s

查表10-4得：ρv =1.36° 则854.0~845.0)

36.131.11tan(31.11tan )96.0~95.0()tan(tan )96.0~95.0(=?+??=+=v ργγη 与假设η=0.8不符。验算：当η=0.85时，

2T '=9550P ed ηη联/n 2=9550×3×0.85×0.99/73.85=326.46N·m

(m 2d 1)'=63.44411662616046.3261.19000][90002222=??? ??????=???

? ??'H E z Z T K σmm 3 (m 2d 1)'<5120mm 3，故原设计所取m =8mm ，d 1=80mm 仍满足要求 5．验算蜗轮齿根弯曲强度，由式10-12 m d d Y KT Fa F 212

2cos 1530γσ=≤[σF ]

（1）上式中K 、T 2、d 1、d 2、m 和γ同前

（2）确定Y Fa2

由 z v2=z 2/cos 3γ=26/cos 311.31°=27.58

查表10-8，Y Fa2=1.84

（3）确定许用弯曲应力[σF ]=Y N ·[σF0]

由表10-9查得

[σF0]=51MPa 由前计算可知N 2=4.431×107

因N 2在取值范围（105≤N 2≤25×107）内

则

66.010431.41010976926=?==N Y N

[σF ]=0.66×51=33.66MPa 故 σF =8

2088084.131.11cos 46.3261.11530??????? =7.45MPa<[σF ]=33.66MPa

蜗轮轮齿弯曲强度足够

6．热平衡计算略（因不是连续工作）

7．主要几何参数

m =8mm ，z 1=2，z 2=26，γ=11.31°=11°18’36’’

d 1=80mm ，d 2=208mm ，a =21(d 1+d 2)=21(80+208)=144mm 蜗轮喉圆直径 d a2=d 2+2h a2=208+2×1×8=224mm d e2=d a2+1.5m =224+1.5×8=236mm

齿根圆直径 d f1=d 1-2h f1=80-2×1.2×8=60.8mm d f2=d 2-2h f2=208-2×1.2×8=188.8mm

8．结构设计从略

10-12 解：

蜗杆减速器的中心距a 不变，变位可以变传动比。

a =21(d 1+d 2)=2

1(80+8×48)=232mm 改变传动比i =n 1/n 2=1440/91.913=15.667

则变位后的蜗轮齿数z 2=z 1i =3×15.667=47

而z 2=x z 22-'，482='z

即蜗轮变位系数 5.02

4748222=-=-'=z z x 10-13 解：

（1）蜗杆与蜗轮的旋向均为右旋

（2）作用于蜗杆上的转矩T 1为

T 1=200R =200×200=40000N·mm

蜗杆效率η（忽略轴承，搅油的效率）

41.0)

97.771.5tan(1.0)tan(tan =?+?=+=v ργγη 式中：tan γ=z 1m /d 1=1×5/50=0.1，则γ=5.71°

由f v =0.14查表10-4得ρv =7°58’

作用于蜗轮上的转矩T 2

T 2=i ηT 1=(z 2/z 1)ηT 1=50*0.41*40/1=821.69N·m

T Q D =，故9.82162001069.8212232??==D T Q N （3）因为γ=5.71°，ρv =7.97°，γ<ρv ，满足自锁条件，所以重物不会自行下降。

10-14 解：

1—带传动 2—斜齿圆柱齿轮传动 3—蜗杆传动

第十章蜗杆运动与螺旋传动

第十章、蜗杆运动与螺旋传动蜗杆传动是在空间交错的两轴间传递运动和动力的一种传动，两轴线间的夹角可为任意值，。这种传动结构紧凑、传动比大、传动平稳、自锁性好，广泛应用在机床、汽车、仪器、起重运输机械、冶金机械及其它机器或设备中。螺旋传动由螺旋副连接而成，结构简单，制造方便，易于自锁，工作可靠，可以将回转运动变换为直线运动，在仪器仪表、工装、测量工具等领域中应用广泛。 [实例] 实例一：图10-1为一蜗轮蜗杆减速器，是一种具有结构紧凑,传动比大,以及在一定条件下具有自锁功能的传动机械,是最常用的减速机之一。图10-1 蜗轮蜗杆减速器图图10-2 定心夹紧机构实例二：图10-2定心夹紧机构，由平面夹爪和V型夹爪组成定心机构。螺杆的两端分别为右旋和左旋螺纹，采用导程不同的复式螺旋。当转动螺杆时，两夹爪就夹紧工件。 [学习目标] 1．熟练掌握蜗杆的传动特点、失效形式和计算准则； 2．熟练掌握蜗杆和蜗轮的结构特点； 3．掌握蜗杆传动的受力分析、滑动速度和效率； 4．掌握蜗杆传动的热平衡计算； 5．了解蜗杆传动的强度计算特点； 6. 了解螺旋传动机构的工作原理、运动特点及适用场合。 [重点与难点] 1．蜗杆传动的组成和特点 2．蜗轮蜗杆的主要参数、几何尺寸计算

3．蜗轮蜗杆的主要失效形式 4．螺旋传动的类型第一节：蜗杆传动的组成、特点及分类一、蜗杆传动的组成蜗杆传动由蜗杆、蜗轮和机架组成，用来传递空间两交错轴的运动和动力。如图10-3所示。通常两轴交错角为90°,蜗杆为主动件。图10-3 蜗杆传动二、蜗杆传动的特点 (1)传动比大，结构紧凑。单级传动比一般为10～40(<80)，只传动运动时（如分度机构），传动比可达1000。 (2)传动平稳，噪声小。由于蜗杆上的齿是连续的螺旋齿，蜗轮轮齿和蜗杆是逐渐进入啮合又逐渐退出啮合的，故传动平稳，噪声小。 (3) 有自锁性。当蜗杆导程角小于当量摩擦角时，蜗轮不能带动蜗杆转动，呈自锁状态。手动葫芦和浇铸机械常采用蜗杆传动满足自锁要求。 (4)传动效率低。蜗杆蜗轮啮合处有较大的相对滑动，摩擦剧烈、发热量大，故效率低。一般η＝0.7～0.9，具有自锁性能的蜗杆效率仅0.4。 (5)蜗轮造价较高。为了减摩和耐磨，蜗轮常用青铜制造，材料成本较高。由上述特点可知：蜗杆传动适用于传动比大，传递功率不大，两轴空间交错的场合。三、蜗杆传动的分类如图10-4所示，根据蜗杆的形状，蜗杆传动可分为圆柱蜗杆传动（图a），环面蜗杆传动（图b）,和锥面蜗杆传动(图c)。圆柱蜗杆传动，按蜗杆轴面齿型又可分为普通蜗杆传动和圆弧齿圆柱蜗杆传动。

第4章蜗杆传动题目及其规范标准答案(3)

第四章蜗杆传动一、简答题：（1）在材料铸铁或MPa b 300>σ的蜗轮齿面接触强度计算中，为什么许用应力与齿面相对滑动速度有关？（2）说明蜗杆头数1z 及蜗轮齿数2z 的多少对蜗杆传动性能的影响？（3）闭式蜗杆传动为什么要进行热平衡计算？（4）蜗杆传动有哪些特点？应用于什么场合？（5）蜗杆导程角γ大小不同时，其相应的蜗杆加工方法有何特点？蜗杆传动以什么面定义标准模数？（6）为什么要引入蜗杆直径系数？如何选用？它对蜗杆传动的强度、刚度、啮合效率及尺寸有何影响？（7）蜗杆传动的正确啮合条件是什么？自锁条件是什么？（8）影响蜗杆传动效率的主要因素有哪些？导程角γ的大小对效率有何影响？（9）为什么蜗杆传动只计算蜗轮齿的强度，而不计算蜗杆齿的强度？在什么情况下需要进行蜗杆的刚度计算？许用应力如何确定？（10）蜗杆传动的热平衡如何计算？可采用哪些措施来改善散热条件？二、填空题：（1）减速蜗杆传动中，主要的失效形式为、、，常发生在。（2）普通圆柱蜗杆传动变位的主要目的是和。（3）有一标准普通圆柱蜗杆传动，已知21=z ，8=q ，422=z ，中间平面上模数mm m 8=，压力角020=α，蜗杆为左旋，则蜗杆分度圆直径=1d mm ，传动中心距=a mm ，传动比=i 。蜗杆分度圆柱上的螺旋线角升γ=arctan 蜗轮为旋，蜗轮分度圆柱上的螺旋角

β= 。（4）蜗杆传动中，蜗杆导程角为γ，分度圆圆周速度为1v ，则其滑动速度s v 为，它使蜗杆蜗轮的齿面更容易发生和。（5）两轴交错角为090的蜗杆传动中，其正确的啮合条件是，和（等值同向）。（6）闭式蜗杆传动的功率损耗，一般包括三个部分：，和。（7）在蜗杆传动中，蜗杆头数越少，则传动效率越低，自锁性越好，一般蜗杆头数取=1z 。（8）阿基米德蜗杆传动在中间平面相当于与相啮合。（9）变位蜗杆传动只改变的尺寸，而尺寸不变。（10）在标准蜗杆传动中，当蜗杆为主动时，若蜗杆头数1z 和模数m 一定时，增大直径系数q ，则蜗杆刚度；若增大导程角γ，则传动效率。（11）蜗杆传动发热计算的目的是防止而产生齿面失效，热平衡计算的条件是单位时间内等于同时间内的。（12）蜗杆传动设计中，通常选择蜗轮齿数262>z 是为了；802

第十一章蜗杆传动

第十一章蜗杆传动 11.1 主要内容及特点 1. 蜗杆传动与其他传动形式的比较，主要是与齿轮传动、带传动、链传动等的比较，属于选择传动形式的基本知识； 2. 蜗杆传动的主要参数及其选择； 3. 蜗杆传动的失效形式及其防止； 4. 蜗杆传动的材料和热处理的选择； 5. 蜗杆传动的受力分析和载荷计算； 6. 蜗杆传动的设计计算，包括传动效率和散热计算； 7. 蜗杆传动的结构设计和润滑。 11.2 学习要求 1. 了解蜗杆传动的特点、应用和分类； 2. 掌握普通圆柱蜗杆传动的基本参数和几何计算；了解蜗杆传动变位的特点； 3. 掌握蜗杆传动的材料选择、失效形式和计算准则； 4. 掌握蜗杆传动的受力分析及强度计算； 5. 了解闭式蜗杆传动进行热平衡计算的目的和方法。 11.3 重点、难点提要 1. 蜗杆传动的特点蜗杆传动与齿轮传动相比，除可得到很大的传动比外，还有工作平稳、无噪声。另外，当蜗杆螺旋升角较小时，具有自锁性。但是传动过程中由于相对滑动速度大，故效率低，是这种传动的特点。故常用于分度机构，而不宜用于大功率、连续工作的传动。 2. 蜗杆传动的主要参数蜗杆传动是取中间平面的参数为标准参数的，即通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面为中间平面，对蜗杆来说是其轴面；对蜗轮来说是其端面。为了使蜗轮刀具标准化、系列化，把蜗杆分度圆直径d1定为标准值，且与模数m相搭配。 3. 蜗杆传动的作用力分析

分析作用力时，应先判别螺旋线方向（右旋或左旋），然后按主动轮（通常为蜗杆）左右手定则判定蜗杆轴向力方向及蜗轮的转向。另外由于蜗杆传动通常是传递交错轴的传动，它的又一特点是F t1=－F a2，F a1＝－F t2，这两对力大小相等方向相反。 3. 蜗杆传动的强度计算蜗杆传动的失效形式与齿轮传动基本相同，但更易发生胶合、点蚀和磨损失效；由于蜗杆材料为钢，蜗轮材料常用铜合金，故失效多发生在蜗轮轮齿上。所以蜗杆传动的计算方法主要是按蜗轮轮齿的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度计算。有些材料如铝铁青铜，最常见的失效形式是齿面胶合，但是蜗杆传动的胶合计算还不成熟，故常用接触疲劳强度计算公式代替，而其许用应力按胶合条件确定。 4. 蜗杆传动的热平衡计算蜗杆传动的热平衡计算主要是针对连续工作的闭式蜗杆传动而考虑的。热平衡计算的目的是防止油温过高时使润滑油粘度降低，润滑条件恶化，导致传动胶合失效。由热平衡条件，可计算出所需的散热面积。进行箱体结构设计时应满足所需的散热面积。否则，应采取其它措施。

第七章蜗杆传动课堂习题

1. 动力传动蜗杆传动的传动比的范围通常为________。 A ．i 12＜l B ．i 12＝1～8 C ．i 12＝8～80 D ．i 12＞80～120 2. 与齿轮传动相比较，________不能作为蜗杆传动的优点。 A ．传动平稳，噪声小 B ．传动比可以较大 C ．可产生自锁 D ．传动效率高 3. 在标准蜗杆传动中，蜗杆头数z 1一定时，若增大蜗杆直径系数q ，将使传动效率________。 A ．提高 B ．减小 C ．不变 D ．增大也可能减小 4. 蜗杆直径系数q ＝________。 A ．q ＝d 1/m B ．q ＝d 1m C ．q ＝a/d D ．q ＝a/m 5. 蜗杆直径系数q 的标准化，是为了________。 A ．保证蜗杆有足够的刚度 B ．减少加工时蜗轮滚刀的数目 C ．提高蜗杆传动的效率 D ．减小蜗杆的直径 6. 对蜗杆传动进行热平衡计算，其主要目的是为了防止温升过高导致________。 A ．材料的机械性能下降 B ．润滑油变质 C ．蜗杆热变形过大 D ．润滑条件恶化而产生胶合失效

7. 起吊重物用的手动蜗杆传动，宜采用________的蜗杆。 A．单头、小导程角B．单头、大导程角C．多头、小导程角D．多头、大导程角 8. 阿基米德圆柱蜗杆与蜗轮传动的________模数，应符合标准值。 A．端面B．法面C中间平面 9. 蜗杆传动较为理想的材料组合是________。 A．钢和铸铁B．钢和青铜C．钢和铝合金D．钢和钢 10. 在蜗杆传动中，蜗杆头数越少，则传动效率越________，自锁性越________。一般蜗杆头数常取z 1 ＝________。 11. 在蜗杆传动中，已知作用在蜗杆上的轴向力F a1＝l 800N、圆周力F t1 ＝ 880N，若不考虑摩擦影响，则作用在蜗轮上的轴向力F a2 ＝________，圆周力F t2 ＝________。 12. 在蜗杆传动中，产生自锁的条件是________。 13. 在蜗杆传动中，蜗轮螺旋线的方向与蜗杆螺旋线的旋向应该________。 14. 阿基米德蜗杆和蜗轮在主平面(又称中间平面)相当于________与________啮合。因此蜗杆的________模数应与蜗轮的________模数相等。

蜗杆传动教案

一、蜗杆传动的特点： 1．传动比大，一般i =10~80，最大可达 2．重合度大，传动平稳，噪声低； 3．结构紧凑，可实现反行程自锁； 4．蜗杆传动的主要缺点齿面的相对滑动速度大，效率低； 5. 蜗轮的造价较高。主要用于中小功率，间断工作的场合。广泛用于机床、冶金、矿山及起重设备中。二、蜗杆传动的类型本章主要介绍普通圆柱蜗杆及其设计。三、蜗杆传动的精度等级分为12个精度等级，常用5～9级。蜗杆分左旋和右旋。

左旋右旋蜗杆还有单头和多头之分。四、蜗杆的类型

后两种蜗杆的加工，刀具安装较困难，生产率低，故常用阿基米德蜗杆。第二节圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸一、圆柱蜗杆传动的主要参数: 1. 模数m和压力角α 中间平面：通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面。蜗杆、蜗轮的参数和尺寸大多在中间平面（主平面）内确定。由于蜗轮是用与蜗杆形状相仿的滚刀，按范成原理切制轮齿，所以ZA 间平面内蜗轮与蜗杆的啮合就相当于渐开线齿轮与齿条的啮合。在主平面内，蜗轮蜗杆的传动相当于齿轮齿条的啮合传动。蜗轮蜗杆正确啮合条件是：蜗杆的轴面模数ma1和轴面压力角αa1应分别等于蜗轮的端面模数mt2和端面压力角αt2，即 ma1 =mt2 =m

m z p z p x z π111==导程 q z d m z d p z x 1 1111tg ===πγ

蜗轮的转向左右手法：左旋左手，右旋右手，四指转向ω1，拇指反向；即为例10-1 在带传动和蜗杆传动组成的传动系统中，头数 z1=2、分度圆直径d1 =40mm，蜗轮齿数

贵州大学机械设计课程教案第11章-蜗杆传动

第十三章蜗杆传动一、选择题 13-1 当两轴线___时,可采用蜗杆传动. (1)平行(2)相交(3)垂直交错 13-2 在蜗杆传动中,通常____为主动件. (1)蜗杆(2)蜗轮(3)蜗杆或蜗轮都可以 13-3 在蜗杆传动中,应用比较广泛的是____. (1)圆柱蜗杆(2)环面蜗杆(3)锥蜗杆 13-4 根据蜗杆螺旋面的形成原理和加工方法,____磨削困难,精度较低. (1)阿基米德蜗杆(2)渐开线蜗杆(3)法向直廓蜗杆 13-5 阿基米德蜗杆的____模数,应符合标准数值. (1)法向(2)端面(3)轴向 13-6 在蜗杆传动中,当需要自锁时,应使蜗杆导程角____当量摩擦角. (1)小于(2)大于(3)等于 13-7 起吊重物用的手动蜗杆传动装置,应采用____蜗杆. (1)单头,小导程角(2)单头,大导程角(3)多头,小导程角(4)多头,大导程角 13-8 在蜗杆传动中,如果模数和蜗杆头数一定,增加蜗杆分度圆直径,将使____. (1)传动效率提高,蜗杆刚度降低(2)传动刚度降低,蜗杆刚度提高(3)传动效率和蜗杆刚度都提高(4)传动效率和蜗杆刚度都降低 13-9 在蜗杆传动中,其它条件相同,若增加蜗杆头数,将使____. (1)传动效率提高,滑动速度降低(2)传动效率降低,滑动速度提高(3)传动效率和滑动速度都提高(4)传动效率和滑动速度都降低 13-10 计算蜗杆传动的传动比时,公式____是错误的. (1)i=ω1/ω2(2)i=n1/n2(3)i=d2/d1(4)i=z2/z1 13-11 阿基米德蜗杆和涡轮的正确啮合的条件是____. (1)m t1=m t2,αt1=αt2, γ+β=90° (2)m n1=m n2, αn1=αn2, γ=β (3)m x1=m t2, αx=αt2, γ+β=90° (4) m x1=m t2, αx=αt2, γ=β 13-12 为了减少蜗轮滚刀型号,有利于道具标准化,规定___为标准值. (1)涡轮齿数 (2)蜗轮分度圆直径 (3)蜗杆头数 (4)蜗杆分度圆直径 13-13 为了凑中心距或改变传动比,可采用变位蜗杆传动,这时___. (1)仅对蜗杆进行变位 (2)仅对蜗轮进行变位 (3)同时对蜗杆、蜗轮进行变位 13-14 变位蜗杆传动中,蜗轮分度圆与节圆___. (1)分离 (2)重合 (3)可能分离,也可能重合 13-15 变位蜗杆传动中,蜗杆分度圆和节圆___. (1) 分离 (2)重合 (3)可能分离,也可能重合 13-16 下列蜗杆副材料组合中,有___是错误或不恰当的.

第七章蜗杆传动_题目及答案

第七章蜗杆传动一、简答题：（1）在材料铸铁或MPa b 300>σ的蜗轮齿面接触强度计算中，为什么许用应力与齿面相对滑动速度有关？（2）说明蜗杆头数1z 及蜗轮齿数2z 的多少对蜗杆传动性能的影响？（3）闭式蜗杆传动为什么要进行热平衡计算？（4）蜗杆传动有哪些特点？应用于什么场合？（5）蜗杆导程角γ大小不同时，其相应的蜗杆加工方法有何特点？蜗杆传动以什么面定义标准模数？（6）为什么要引入蜗杆直径系数？如何选用？它对蜗杆传动的强度、刚度、啮合效率及尺寸有何影响？（7）蜗杆传动的正确啮合条件是什么？自锁条件是什么？（8）影响蜗杆传动效率的主要因素有哪些？导程角γ的大小对效率有何影响？（9）为什么蜗杆传动只计算蜗轮齿的强度，而不计算蜗杆齿的强度？在什么情况下需要进行蜗杆的刚度计算？许用应力如何确定？（10）蜗杆传动的热平衡如何计算？可采用哪些措施来改善散热条件？二、填空题：（1）减速蜗杆传动中，主要的失效形式为、、，常发生在。（2）普通圆柱蜗杆传动变位的主要目的是和。（3）有一标准普通圆柱蜗杆传动，已知21=z ，8=q ，422=z ，中间平面上模数mm m 8=，压力角020=α，蜗杆为左旋，则蜗杆分度圆直径=1d mm ，传动中心距=a mm ，传动比=i 。蜗杆分度圆柱上的螺旋线角升γ=arctan 蜗轮为旋，蜗轮分度圆柱上的螺旋角

第十章蜗杆传动分析

第十章蜗杆传动阿讨论题 10-1解：如改变蜗杆的回转方向，作用于蜗杆，蜗杆上的径向力F r1、F r2方向不变，而圆周力F t，轴向力F a的方向均与图中相反。 10-2 解： 1、3—蜗杆 2、4—蜗轮（1）根据蜗杆与蜗轮的正确啮合条件，可知蜗轮2与蜗杆1同旋向——右旋。为使II轴上所受轴向力能抵消一部分，蜗杆3须与蜗轮2同旋向——右旋，故与之啮合的蜗轮4也为右旋。（2）II轴和III轴的转向见上图。

（3） 10-3 解：闭式蜗杆传动的效率一般包括三部分：啮合效率、轴承效率和溅油损耗的效率。其中啮合效率为主要部分，它与蜗杆导程角γ和当量磨擦角ρv有关，ρv主要与蜗轮齿圈材料、蜗杆啮面硬度及蜗杆传动的滑动速度v s有关；而起主要作用的为导程角γ。轴承效率与轴承类型有关。溅油损耗与回转体浸油深度及宽度、圆周速度和油的粘度等因素有关。啮合效率η1随γ角的增大而提高，当γ=45°-时，达到最大值η1max，故若γ继续增大则η1将下降，过大的γ使制造较为困难，且在γ>30°后，η1的增长已不明显，故在设计中一般γ角不超过30°。思考题及习题 10-1 解：按蜗杆的形状不同，蜗杆传动可分为：圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动及锥蜗杆传动。而圆柱蜗杆传动按加工蜗杆时刀刃形状的不同可分为：普通圆柱蜗杆传动和圆弧齿圆柱蜗杆传动。普通圆柱蜗杆传动由于刀具及加工方法不同、蜗杆齿形不同又分为：阿基米德圆柱蜗杆传动（ZA型），法向直廓圆柱蜗杆传动（ZN型），渐开线圆柱蜗杆传动（ZJ型），锥面包络圆柱蜗杆传动（ZK型）。阿基米德蜗杆在端面上齿廓为阿基米德螺旋线，在轴面内为直线齿廓，其齿形角为20°，它可在车床上用直线刀刃车削加工，切削刃须通过蜗杆的轴线。它加工及测量比较方便，但难以磨削，故精度不高，升角大时，车削困难。法向直廓蜗杆的端面齿廓为延伸渐开线，法面齿廓为直线，它亦不易磨削，特别是较难获得高精度的蜗轮滚刀。渐开线蜗杆的端面齿廓为渐开线，在切于基圆柱的截面上为直线齿廓，刀具的齿形角应等于蜗杆的基圆柱螺旋角，它可在专用机床上，用平面砂轮磨削，获得较高精度，适于用范成法加工，是圆柱蜗杆中较理想的传动。锥面包络圆柱蜗杆不能在车床上加工，只能在铣床上铣制并在磨床上磨削，铣刀（或砂轮），回转曲面的包络面即为蜗杆的螺旋齿面，它便于磨削，以得到较高精度，应用日益广泛。圆弧齿圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动及锥蜗杆传动克服了普通圆柱蜗杆传动承载能力低、效率低、不易磨削、不能粹火、精度等级难于提高等缺点，为提昌应用的蜗杆传动类型。 10-2 解：在中间平面内，阿基米德蜗杆传动就相当于齿条与齿轮的啮合传动，故在设计蜗杆传动时，均取中间平面上的参数（如模数、压力角等）和尺寸（如齿顶圆、分度圆度等）为基准，并沿用齿轮传动的计算关系，而中间平面对于蜗杆来说是其轴面，所以轴向模数和压力角为标准值。阿基米德蜗杆传动的正确啮合条件是： m x1=m t2=m（标准模数） αx1=αt2=20° γ（导程角）=β（蜗轮螺旋角）且同旋向式中： m x1、αx1——蜗杆的轴向模数，轴向压力角； m t2、αt2——蜗轮的端面模数、端面压力角。 10-3 解：（1）i=w1/w2=n1/n2=z2/z1≠d2/d1；因为蜗杆分度圆直径d1=z1m/tanγ，而不是d1=z1m。（2）同理：a=(d1+d2)/2≠m(z1+z2)/2；（3）F t2=2000T2/d2≠2000T1i/d2；因为蜗杆传动效率较低，在计算中，不能忽略不计，T2=iηT1。 10-4 解：蜗杆分度圆直径d1=z1m/tanγ，令z1/tanγ=q则d1=mq。q=d1/m称为蜗杆直径系数。q与蜗杆头数z1及导程角γ有关。在蜗杆传动中，为保证蜗杆与配对蜗轮的正确啮合，常用与蜗杆具有同样尺寸的蜗轮滚刀来加工与其配对的蜗轮。这样，

第八章蜗杆传动

第八章蜗杆传动主要内容 1.蜗杆传动的类型、特点及应用场合； 2.蜗杆传动的主要参数及其几何尺寸计算； 3.蜗杆传动的常用材料、结构形式及润滑方式； 4.蜗杆传动的受力分析、失效形式； 5.蜗杆传动的设计准则及强度计算； 6.蜗杆传动的效率及热平衡计算。重点内容 1．蜗杆传动的特点及应用蜗杆传动是传递空间两交错轴间运动和动力的一种传动机构，两轴的交错角通常为90°。蜗杆传动是啮合传动，通过蜗杆轴线且垂直于蜗轮轴线的平面称为蜗杆传动的中间平面，在中间平面内蜗轮与蜗杆的啮合，相当于斜齿轮与直齿条相啮合。因此，在受力分析、失效形式及强度计算等方面，它与齿轮传动有许多相似之处。另一方面，蜗杆传动与螺旋传动有相似之处，具有传动平稳、传动比大，并可在一定条件下实现可靠的自锁等优点。但由于在啮合处存在相当大的滑动，因而其主要失效形式是胶合、磨损与点蚀，且传动效率较低，所以在材料与参数选择、设计准则及热平衡计算等方面又独具特色。由于传动效率较低，故不适合于大功率传动和长期连续工作的场合。但是随着加工工艺技术的发展和新型蜗杆传动技术的不断出现，蜗杆传动的优点正在得到进一步的发扬，而其缺点正在得到很好的克服。因此，蜗杆传动已普遍应用于各类传动系统中。 2.蜗杆传动的正确啮合条件在蜗杆传动的中间平面内，蜗杆与蜗轮的啮合相当于斜齿轮与直齿条相啮合，因此正确的啮合条件是：蜗杆轴向模数m a1与压力角αa2κ分别等于蜗轮端面模数m t2及压力角αt2，此外，由于蜗杆与蜗轮的轴线在空间交错成90°，所以蜗杆分度圆柱导程角γ1应等于蜗轮分度圆上螺旋角β2，且螺旋线方向相同（蜗杆和蜗轮同为右旋或同为左旋）。即正确啮合条件为m a1=m t2=m ακ1=αt2=α γ1=β2 3.蜗杆的分度圆直径d1

第11章蜗杆传动

第11章蜗杆传动一、判断题 1. 阿基米德蜗杆传动因为比齿轮传动结构紧凑，所以更适用于大功率、连续传动的场合。 A.正确 B.错误 2. 计算蜗轮轮齿弯曲强度时，可直接按斜齿圆柱齿轮的计算公式进行计算。 A.正确 B.错误 3. 设计蜗杆传动，只需对蜗轮轮齿进行齿面接触疲劳强度和齿根弯曲强度计算，其计算方法与圆柱齿轮相同。 A.正确 B.错误 4. 规定蜗杆分度圆直径d1或蜗杆直径系数q为标准值是为了有利于蜗杆传动中心距的标准化。 A.正确 B.错误 5. 对于各种材料（ZCuSn10P1、ZCuAl10Fe3、HT300）制成的闭式蜗轮，都是按接触疲劳强度和弯曲疲劳强度两个公式进行计算。 A.正确 B.错误二、单项选择题 1. 为了减少蜗轮滚刀型号，有利于刀具的标准化，规定（）为标准值 A.蜗轮齿数 B.蜗轮分度圆直径 C.蜗杆头数 D.蜗杆分度圆直径 2. 蜗杆传动中，轮齿承载能力的计算主要是针对（）来进行的 A.蜗杆齿面接触强度和蜗轮齿根抗弯强度 B.蜗杆齿面接触强度和蜗杆齿根抗弯强度 C.蜗杆齿面接触强度和齿根抗弯强度 D.蜗轮齿面接触强度和蜗轮齿根抗弯强度 3. 根据蜗杆螺旋面的形成原理和加工方法，（）磨削困难 A.阿基米德蜗杆 B.渐开线蜗杆 C.法向直廓蜗杆 4. 为了凑中心距或改变传动比，可采用变位蜗杆传动，这时（） A.仅对蜗杆进行变位 B.仅对蜗轮进行变位 C.同时对蜗杆、蜗轮进行变位 5. 阿基米德蜗杆的（）模数，应符合标准数值 A.法向 B.端面 C.轴向 6.蜗杆传动中，齿面在啮合节点处的相对滑动速度Vs等于_____。（1）V 1/sinλ（2）V 1 /cosλ（3）V 1 /tgλ 7.在蜗杆传动中，其他条件相同，若增加蜗杆头数，则滑动速度_____。（1）增加（2）减小（3）不变（4）可能提高，也可能减小 8.蜗杆传动中，已知蜗杆头数Z 1 =1，模数m=6mm，蜗杆特性系数12，蜗轮齿数Z 2=40，转速n 2 =50 r/min，则蜗杆传动啮合节点之间的相对滑动速度Vs等于 _____m/s。（1）1.89 （2）3.35 （3）6.25 （4）7.56 9. 蜗杆传动中，已知蜗杆头数Z 1 =2，模数m=5mm，升角λ=10°18′17″，转速n 1 =1000 r/min，则蜗杆传动啮合节点之间的相对滑动速度Vs等于＿＿m/s。（1）2.93 （2）1.93 （3）1.52 （4）0.5320.在生产实际中采用变位蜗杆传动，可达到下列目的中的_____个目的。

第8章蜗杆传动答案

第8章蜗杆传动答案一、思考题（略）二、习题 1．标准蜗杆传动，已知：m =6.3mm ，i =20，z 1=2，d 1=50mm ，试计算蜗轮分度圆直径、蜗轮和蜗杆的齿顶圆直径，蜗杆导程角γ及中心距a 。解：1)d mz mz i 22163220252===??=.mm 2)d d m a1mm =+=+?=1250263626.. d d m a2mm =+=+?=222522632646.. 3)γ==?='''arctan arctan 6.32 50 mz d 11140839 4)a d d = +=+=122502522 151mm 2．图示传动中，蜗杆传动为标准传动：m =5mm ，d 1=50mm ，z 1=3(右旋)，z 2＝40；标准斜齿轮传动：m n =5mm ，z 3=20，z 4=50，要求使轴II 的轴向力相互抵消，不计摩擦，蜗杆主动，试求： 1）斜齿轮3、4的螺旋线方向。 2）螺旋角β的大小。解：1）斜齿轮3为右旋，斜齿轮4为左旋。 2）F F T d a2t1== 21 1 F F T d T d a3t3== =tan tan tan βββ223323

T T i 211=η，d m z 33 = n cos β 因为 a2a3F F =，所以 n 221123T d T m z = ?tan cos ββ，T d T m z 1123 =sin β n sin .βη = ?==???=T T m z d m z d i 12313 11520 503 1 015n n β=?=?'''862683737. 3．试分析图示二级蜗杆传动，已知蜗轮4螺旋线方向为右旋，轴I 为输入轴，轴III 为输出轴，转向如图示，为使轴Ⅱ、Ⅲ上传动件的轴向力能相抵消，试在图中画出： 1）各蜗杆和蜗轮齿的螺旋线方向。 2）轴I 、II 的转向。 3）分别画出蜗轮2、蜗杆3啮合点的受力方向。

东北石油大学机械设计复习材料第十一章蜗杆传动

第十一章蜗杆传动 1.蜗杆传动为何以中间平面的轴向模数和压力角为标准值？阿基米德蜗杆传动正确啮合的条件是什么？解：在中间平面内，蜗杆传动就相当于齿条与齿轮的啮合传动，故在设计蜗杆传动时，均取中间平面上的参数（如模数、压力角等）和尺寸（如齿顶圆、分度圆度等）为基准，并沿用齿轮传动的计算关系，而中间平面对于蜗杆来说是其轴面，所以轴向模数和压力角为标准值。蜗杆传动的正确啮合条件是： m x1=m t2=m （标准模数） αx1=αt2 γ（导程角）=β（蜗轮螺旋角）且同旋向式中： m x1、αx1——蜗杆的轴向模数，轴向压力角； m t2、αt2——蜗轮的端面模数、端面压力角。 2.对于蜗杆传动，下面三式有无错误？为什么？ 1）i =ω1/ω2=n 1/n 2=z 2/z 1=d 2/d 1； 2）a =(d 1+d 2)/2=m (z 1+z 2)/2； 3）F t2=2000T 2/d 2=2000T 1i /d 2；解：（1）i =1ω/2ω=n 1/n 2=z 2/z 1≠d 2/d 1；因为蜗杆分度圆直径d 1=z 1m /tan γ，(P244 11-2式)而不是d 1=z 1m 。（2）同理：a =(d 1+d 2)/2≠m (z 1+z 2)/2；（3）F t2=2000T 2/d 2≠2000T 1i /d 2；因为蜗杆传动效率较低，在计算中，不能忽略不计，T 2=i ηT 1。 3.什么叫蜗杆直径系数？它与哪些因素有关？为什么要规定蜗杆分度圆直径为标准值？解：蜗杆分度圆直径d 1=z 1m /tan γ，令z 1/tan γ=q 则d 1=mq 。q =d 1/m 称为蜗杆直径系数。q 与蜗杆头数z 1及导程角γ有关。在蜗杆传动中，为保证蜗杆与配对蜗轮的正确啮合，常用与蜗杆具有同样尺寸的蜗轮滚刀来加工与其配对的蜗轮。这样，只要有一种尺寸的蜗杆，就得有一种对应的蜗轮滚刀，而d 1=z 1m /tan γ，即同一模数下，当γ、z 1不同时，就有不同直径的蜗杆，因而对每一模数就要配备很多蜗轮滚刀，这是很不经济的，为使刀具数量减少，同时便于滚刀的标准化，则规定每一标准模数相应只有1~4个蜗杆分度圆直径。 4.蜗杆传动有哪些失效形式？它对材料选择有何影响？蜗杆、蜗轮的材料如何选择？解：与齿轮传动一样，蜗杆传动的失效形式有齿面点蚀、磨损、胶合和轮齿折断等，但由于蜗杆传动工作齿面间相对滑动速度较大，当润滑不良时，温升过高，胶合和磨损更容易发生。对材料的选择，要求有一定的强度且具有良好的减摩性、耐磨性及抗胶合性，且易跑合。蜗杆一般用碳钢或合金钢制成。蜗轮材料为锡青铜、无锡青铜及铸铁等。（扩展）【一般用途的蜗杆，用40、45、50钢进行调质处理，其硬度为220~300HBS ；重要用途（高速重载）的蜗杆，可用20Cr 、20CrMnTi 等进行渗碳淬火，使表面淬硬至58~63HRC ，或用40、45、40Cr 等表面淬火到40~55HRC 。】【蜗轮材料可按滑动速度v s 选用。当v s >6m/s 时选用铸造锡青铜，ZCuSn10P1、ZCuSn10Zn2、ZCuSn5Pb5Zn5；当v s <6m/s 时选用无锡青铜如ZCuAl9Fe4Ni4、ZCuAl8Mn13Fe3Ni2、ZCuAl19Fe3、ZCuZn38Mn2Pb2等；一般低速v s ≤2m/s ，对效率要求不高时，可采用铸铁HT150、HT200等。】

机械设计基础第10章习题

本章的习题是按旧书的齿形系数Y F求解的，新书需将齿形系数改为复合齿形系数Y FS。旧书（新书） 10-3（10-3）标准渐开线齿轮的（复合）齿形系数Y F（Y FS）与什么因素有关？两个直齿圆柱齿轮的模数和齿数分别为m1=20 mm，z1=20；m2=2 mm，z2=20，其（复合）齿形系数是否相等？答：标准渐开线齿轮的（复合）齿形系数Y F（Y FS）与齿轮的齿数有关，而与模数无关。由于两个直齿圆柱齿轮的齿数相等，故其（复合）齿形系数是相等的。 10-7（10-6）有一直齿圆柱齿轮传动，允许传递功率P，若通过热处理方法提高材料的力学性能，使大小齿轮的许用接触应力[σH2]、[σH1]各提高30％，试问此传动在不改变工作条件及其他设计参数的情况下，抗疲劳点蚀允许传递的扭矩和允许传递的功率可提高百分之几？解：由齿轮接触疲劳强度条件当大小齿轮的许用接触应力提高30％时，即，在不改变工作条件及其他设计参数的情况下，有得：故允许传递的扭矩和允许传递的功率可提高69％。 10-8（10-7）单级闭式直齿圆柱齿轮传动，小齿轮的材料为45钢调质，大齿轮材料为ZG310-570正火，P= 4 kW，n1=720 r/min，m=4 mm，z =25，z 2 =73，b1=84 mm，b2 =78 mm，单向传动，载荷有中等冲击，1 用电动机驱动，试问这对齿轮传动能否满足强度要求而安全工作。解：⑴齿轮材料的许用应力由表10-1查得小齿轮材料45钢调质，齿面硬度230HBS；大齿轮ZG310-570正火，齿面硬度180HBS，齿轮的材料为软齿面齿轮。分别查图10-6及图 10-7得 σ Hlim1=570 MPa，σHlim2 =370 MPa σ Flim1=190 MPa，σ Flim2=130 MPa 由表10-5，取S H =1，S F =1.3，得 ⑵核验齿面接触疲劳强度取载荷系数K=1.4，齿数比，作用在小齿轮上的转矩T1

机械设计复习题集答案第十一章蜗杆传动设计(100323

11-2 有一阿基米德蜗杆传动，已知：传动比i = 18，蜗杆头数Z 1 = 2，直径系数q = 8，分度圆直径d 1 = 80 mm 。试求： (1) 模数m 、蜗杆分度圆柱导程角γ、蜗轮齿数Z 2及分度圆柱螺旋角β； (2) 蜗轮的分度圆直径d 2 和蜗杆传动中心距ɑ 。解答：（1）确定蜗杆传动的基本参数 638111638111102 36 218mm 8mm 10 801121' ''?=γ=β'''?==??? ? ??=γ=?=?====arctan q z arctan z i z q d m （2）求d 2和中心距ɑ: ()()mm 184mm 361082 1 21mm 288mm 836222=+??=+= =?=?=z q m a m z d 1-6-3 图示蜗杆传动，已知：蜗杆１主动，其转向如题6-3图所示，螺旋线方向为右旋。试决定： (1) 蜗轮2的螺旋线方向及转向n 2 ； (2) 蜗杆、蜗轮受到的各力（F t 、F r 、 F a ）的方向。解题分析： 1. 蜗轮的螺旋线方向: 根据蜗杆传动正确啮合条件γ =β，与右旋蜗杆啮合的蜗轮螺旋线方向应为右旋。 2. 蜗轮的转向n 2: 根据螺旋副的运动规律确定。 3. 蜗杆受力方向: 因蜗杆为主动件，圆周力F t 1与其转向相反；径向力 F r 1指向轮心O 1 ；蜗杆螺旋线方向为右旋，其轴向力F a 1 可用右手定则判定，即右手握蜗杆，四指沿n 1方向弯曲，大拇指的指向则为轴向力 a 1 的方向。蜗轮所受各力方向: 可根据蜗轮与蜗杆啮合点处各力之间关系，即：F t 1 = - F

第8章蜗杆传动

单元练习题一、填空题 1.蜗轮蜗杆传动的标准中心距a=。 2.蜗杆分度圆直径用公式d1=mq计算，其中q称为蜗杆的。 3.如图示蜗轮蜗杆传动中，蜗杆的转向应为时针。 4.阿基米德蜗杆的模数m取面值为标准值。 5.下图两对蜗杆传动中，a图蜗轮的转向为。b图蜗杆的螺旋方向为。 6.在下图两对蜗杆传动中，a图蜗轮的转向为。b图蜗杆的螺旋方向为。 7.上图示蜗杆传动中，蜗杆、蜗轮的转向如图。蜗杆齿的螺旋方向是，蜗轮齿的螺旋方向是。 8.在蜗杆传动中，当蜗轮主动时的自锁条件为。二、判断题 1.蜗杆的分度圆直径为d1=mz1，蜗轮的分度圆直径为d2=mz2。( ) 2.蜗轮和蜗杆轮齿的螺旋方向一定相同。( ) 3.与斜齿轮相似，蜗轮的齿向也有螺旋角β，因此蜗轮的法面模数应为标准值。( ) 5.蜗轮的螺旋角β2一定等于蜗杆的螺旋升角λ1。( ) 7.模数、压力角和直径系数完全相同，而头数(z1)不同的蜗杆不可能与同一蜗轮正确啮合。( ) 8.蜗杆蜗轮传动中，蜗轮与蜗杆的旋向相同，且它们的螺旋角相等。( ) 三、选择题 1.蜗杆蜗轮传动用于传递之间的运动和动力。 (A)两相交轴；(B)两平行轴；(C)两交错轴。 2.在蜗杆蜗轮传动中，轮齿间的啮合是。 (A)点接触；(B)线接触；(C)面接触。 3.阿基米德蜗杆的标准模数和标准压力角是在它的中。 (A)端面；(B)法面；(C)轴面。 4.蜗轮和蜗杆轮齿的螺旋方向。 (A)一定相同；(B)一定相反；(C)既可相同，亦可相反。 5.蜗杆分度圆直径d1=。 (A)mz1；(B)mz1/tgλ；(C)z1q。 6.蜗杆蜗轮传动的标准中心距a=。 (A)m(z1+z2)/2；(B) m(z1+z2)/2；(C)m(q+z1)/2；(D)m(q+z2)/2。四、简答题

机械设计作业集第11章答案

第十一章蜗杆传动一、选择题 11—1与齿轮传动相比，___D____不能作为蜗杆传动的优点。 A 传动平稳、噪声小 B 传动比可以较大 C 可产生自锁 D 传动效率高 11—2阿基米德蜗杆和蜗轮在中间平面上相当与直齿条与_B_齿轮的啮合。 A 摆线 B 渐开线 C 圆弧曲线 D、变态摆线 11—3 在蜗杆传动中，如果模数和蜗杆头数一定，增加蜗杆分度圆直径，将使___B___。 A 传动效率提高，蜗杆刚度降低 B 传动效率降低，蜗杆刚度提高 C 传动效率和蜗杆刚度都提高 D 传动效率和蜗杆刚度都降低 11—4大多数蜗杆传动，其传动尺寸主要由齿面接触疲劳强度决定，该强度计算的目的是为防止___D___。 A 蜗杆齿面的疲劳点蚀和胶合 B 蜗杆齿的弯曲疲劳折断 C 蜗轮齿的弯曲疲劳折断 D 蜗轮齿面的疲劳点蚀和胶合 11—5在蜗杆传动中，增加蜗杆头数z1，有利于___D___。 A 提高传动的承载能力 B 提高蜗杆刚度 C 蜗杆加工 D 提高传动效率 11—6为了提高蜗杆的刚度，应___A___。 A 增大蜗杆的直径 B 采用高强度合金钢作蜗杆材料 C 蜗杆硬度，减小表面粗糙度值 11—7 为了提高蜗杆传动的啮合效率ηl，在良好润滑的条件下，可采用___B___。 A 单头蜗杆 B 多头蜗杆 C 较高的转速n1 D 大直径系数蜗杆 11—8对闭式蜗杆传动进行热平衡计算，其主要目的是__B__。 A 防止润滑油受热后外溢，造成环境污染 B 防止润滑油油温过高使润滑条件恶化 C 防止蜗轮材料在高温下机械性能下降 D 蜗杆蜗轮发生热变形后正确啮合受到破坏11—9对于一般传递动力的闭式蜗杆传动，其选择蜗轮材料的主要依据是__A__。 A 齿面滑动速度 B 蜗杆传动效率 C 配对蜗杆的齿面硬度 D 蜗杆传动的载荷大小 11—10对于普通圆柱蜗杆传动，下列说法错误的是__B__。 A 传动比不等于蜗轮与蜗杆分度圆直径比 B 蜗杆直径系数越小，则蜗杆刚度越大 C 在蜗轮端面内模数和压力角为标准值 D 蜗杆头数z1多时，传动效率提高 11—11蜗杆传动的当量摩擦系数f v随齿面相对滑动速度的增大而___C____。 A 增大 B 不变 C 减小 11—12在蜗杆传动中，轮齿承载能力计算，主要是针对__D__来进行的。 A 蜗杆齿面接触强度和蜗轮齿根弯曲强度 B 蜗杆齿根弯曲强度和蜗轮齿面接触强度 C 蜗杆齿面接触强度和蜗杆齿根弯曲强度 D 蜗轮齿面接触强度和蜗轮齿根弯曲强度11—13蜗杆常选用的材料是__C__。 A HT150 B ZCuSn10P1 C 45号钢 D GCr15

机械原理第十章

第十章齿轮机构及其设计 1 一个齿轮不同圆上的压力角和模数是否相同？是否都是标准值？ 2 为什么模数值要标准化？ 3 标准为什么规定压力角为20°？ 4 如果齿轮的五个基本参数中，除模数以外其余四个基本参数都相同，齿轮的几何尺寸有何不同？ 5 确定蜗杆头数和蜗轮的齿数要考虑哪些问题？ 6 何谓蜗杆蜗轮机构的中间平面？在中间平面内，蜗杆蜗轮传动相当于什么传动？ 7 确定蜗杆直径系数的目的是什么？的大小对蜗杆蜗轮机构有什么影响？它与蜗杆分度圆直径是什么关系？ 8 何谓圆锥齿轮的背锥和当量齿轮？引入背锥和当量齿轮的目的是什么？当量齿数如何计算？ 9 在直齿圆锥齿轮中何处为标准值？ 10 渐开线标准齿轮是指m、α、*a h、*c均为标准值，且分度圆齿厚等于齿槽宽的齿轮。 11 渐开线直齿圆柱齿轮与齿条啮合时，其啮合角恒等于齿轮分度圆上的压力角。 12 用标准齿条型刀具加工标准齿轮时，刀具的中线与轮坯的分度圆之间作纯滚动。 13 一对渐开线圆柱齿轮传动，其节圆总是相切并作纯滚动，而两轮的中心距不一定等于两轮的分度圆半径之和。 14 一对渐开线标准直齿圆柱齿轮按标准中心距安装时，两轮的节圆分别与其分度圆重合。 15 用同一把刀具加工m、z、α均相同的标准齿轮和变位齿轮，它们的分度圆、基因和齿距均相等。 16 正变位齿轮与标准齿轮比较其齿顶高增大，齿根高减小。 17 要求一对外啮合渐开线直齿圆柱齿轮传动的中心距略小于标准中心距，并保持无侧隙啮合，此时应采用负传动。

18 斜齿圆柱齿轮的齿顶高和齿根高，无论从法面或端面来看都是相同的。 19一对外啮合斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件为12n n m m m ==， 12n n ααα==，12ββ=- 。 20 蜗杆的标准模数和标准压力角在轴面，蜗轮的标准模数和标准压力角在轴面。 21 直齿锥齿轮的几何尺寸通常都以大端作为基准。 22渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是: 两齿轮的模数相等和压力角相等。 23一对平行轴斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是:两轮法面上的模数和压力角分别相等,螺旋角大小相等,方向相反(外啮合)或相同(内啮合), 24一对直齿圆锥齿轮传动的正确啮合条件是两轮大端的模数和压力角相等。 25蜗杆蜗轮传动的正确啮合条件是 : 其中间平面内蜗轮与蜗杆的模数和压力角分别相等, 当两轴交错为90度时,还应使蜗杆的导程角等于涡轮螺旋角。 26标准渐开线直齿圆锥齿轮的标准模数和压力角定义在大端。 27一对渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动时，两轮的节圆总是相切并相互作纯滚动的，而两轮的中心距不一定总等于两轮的分度圆半径之和。 28共轭齿廓是指一对能满足齿廓啮合基本定律的齿廓。 29用齿条刀具加工标准齿轮时，齿轮分度圆与齿条中线相切，加

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第十章蜗杆传动分析

第十章蜗杆运动与螺旋传动

第4章蜗杆传动题目及其规范标准答案(3)

第十一章蜗杆传动

第七章 蜗杆传动课堂习题

蜗杆传动教案

贵州大学机械设计课程教案 第11章-蜗杆传动

第七章蜗杆传动_题目及答案

第十章蜗杆传动分析

第八章 蜗杆传动

第11章 蜗杆传动

第8章 蜗杆传动答案

东北石油大学机械设计复习材料第十一章 蜗杆传动

机械设计基础第10章习题

机械设计复习题集答案第十一章蜗杆传动设计(100323

第8章 蜗杆传动

最新机械制造与控制——第十章 蜗杆传动教学教案

机械设计作业集第11章答案

机械原理 第十章

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第8章蜗杆传动答案

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