王黎钦《机械设计》第5版课后习题
第7章挠性件传动
7.1在V带传动设计中，为什么要限制dd1≥ddmin，v≤νmax？
答：传动带中的弯曲应力变化是最大的，它是引起带的疲劳破坏的主要因素。带轮直径越小，弯曲应力越大。因此，为减少弯曲应力应采用较大的小带轮直径1d d。但1d d过大，会使传动的结构尺寸增大。如无特殊要求，一般取d大于等于许用的最小带轮基准直径d。当传递功率一定时，带速越高，圆周力越小，所需带的根数越少，但带速过大，带min
d
在单位时间内绕过带轮的次数增加，使疲劳寿命降低，更重要的是增加带速会显著地增加带的离心力，减小带与带轮间正压力，带速达到一定数值后，不利因素将超过有利因素，致使设计功率降低，所以设计时应使v≤νmax。
7.2V带轮的槽角φ0为何小于带的楔角φ＝40°？
答：普通V带伸直时，两侧面间的夹角，楔键是40°，带在带轮上弯曲时，由于截面形状的变化使带的楔角变小。为使带轮槽角适应这种变化，使工作中带和轮槽侧面仍贴合良好，国标规定普通V带轮槽角小于40°。
7.3单根V带能传递的功率如何确定？
απ=，带长为特定长度，强力层为化学纤维线绳结构的条答：在载荷平稳，包角1rad
件下，单根普通V带所能传递的基本额定功率：
如果不满足上述条件的情况下，要对其进行修正，此时单根带所能传递的功率为：
式中，k —包角修正系数；
k—带长修正系数。
l
式中，b k—弯曲影响系数；
n—小带轮转速；
1
k—传动比系数。
i
7.4具有张紧轮的带传动，张紧轮最好放在什么位置？
答：因置于紧边需要的张紧力大，且张紧轮也容易跳动，通常张紧轮置于带的松边。此外张紧轮压在松边内侧时，张紧轮应尽量靠近大带轮，以免小带轮上包角减小过多。
7.5带传动的主要失效形式是什么？设计准则是什么？
答：带传动的主要失效形式是打滑和带的疲劳破坏，因此带传动的设计准则是在保证带工作是不打滑的条件下具有一定的疲劳强度和寿命。
7.6什么是弹性滑动现象；它对带传动有何影响？
答：由带的弹性变形而引起带与带轮之间的相对滑动的现象称为弹性滑动。弹性滑动是带传动中不可避免的现象，它会引起以下后果：
（1）从动轮的圆周速度总是落后于主动轮的圆周速度，并随载荷的变化而变化，导致此传动的传动比不准确；
（2）损失一部分能量，降低了传递效率，会使带的温度升高，并引起传动带磨损。
7.7传动带在绕带轮转动一周过程中，最大应力点发生在何处？其值为多少？
答：带在工作中所受的应力是变化的，最大应力发生在由紧边进入小带轮处，其值为：
7.8试述链传动的工作原理、运动特性和应用范围。
答：链传动是啮合传动，链轮轮齿有特定的齿形，可以保证链节和链轮正常的啮合，它既可以保证平均传动比为定值，又可像带传动那样有中间挠性件实现中心距较大的传动，压轴力还不大，而且它工作时为多齿同时啮合，可传递较大的功率；它传动效率高，一般可达到0.96～0.97，经济可靠。它的主要缺点是瞬时链速和瞬时传动比不是常数，传动中有一定的动载荷和冲击；噪声较大，不能用于高速。因此链传动常用于两轴中心距较大、要求平均传动比不变但对瞬时传动比要求不严格的两轴或多轴传动。它还能在低速、重载、工作环境恶劣和较高温度的情况下较好地工作。目前常用于功率在100kW以内，链速在12～15m/s以内，传动比在8以内的农业机械、轻化工机械、机床、起重运输机械、车辆和采矿机械的传动中。
7.9链传动为什么不宜用于高速？
答：由于链传动具有与多边形效应，链速不均匀，链轮的转速越高，节距越大（即同一直径下链轮齿数越小），使链速越大，这时最大加速度也越大，当链的加速度和它拖动的质量越大，引起的动载荷越大，将增加功率损耗、产生噪声和降低寿命，所以链传动不能用于高速。
7.10链轮齿数、链节距和中心距三对链传动有何影响？
答：（1）在相同节距下，齿数少可减少外廓尺寸，但齿数过少将增加传动的不均匀性和动载荷，并增加链条绕入和退出链轮时链节间的相对转角，加速铰链的磨损；但若链轮齿数过多，除传动尺寸和机件质量增大外，还易因磨损使节距增长而发生跳齿和掉链现象，缩熔链的使用寿命；
（2）在一定条件下，链的节距越大，承载能力越大；但传动尺寸变大，多边形效应增加，传动不平稳性和动载荷及噪声将变得严重；
（3）中心距过小时，虽然结构紧凑，但链在小链轮上的包角小，与小链轮同时啮合的链节数亦少，因总的链节数减少。当链速一定时，在单位时间同一链节受到的应力变化次数和屈伸次数增加，使链的寿命降低。但当中心距过大，除结构不紧凑外，还会使链的松边上下颤动，使运动不平稳。
7.11普通V带传动简图如图7-1所示，已知小带轮主动，且n1＝1440r／min，dd1＝160mm，dd2＝450mm，a＝860mm求：
（1）在图上画出α1和α2，指出紧边和松边。
（2）求传动带的基准长度L d。
（3）求滑动率ε＝0.02时，大带轮的实际转速。
图7-1
解：（1）1α，2α如图7-2所示，靠上一侧为松边，另一侧为紧边。
图7-2
（2）
222121() 3.14(450160)2()2860(450160)2702.152424860
d d d d d d d L a d d mm a π--=+++=?+++=?（3）
7.12设计车床用普通V 带传动，已知传递的名义功率P＝3.2kW，小带轮转速n1＝1460r／min，传动比i＝3.6，二班制工作，结构尽量紧凑。
解：（1）确定设计功率，由教材表7.6查得，
（2）根据1n 和d P 由教材图7.11选择A 型带。
（3）根据教材表7.7推荐的最小基准直径，可选小轮直径为100mm，则大轮的直径为360mm，根据教材表7.3取大轮直径为355mm，其传动误差为1.38%，小于5%，故可以选用。
（4）验算带的速度：，小于最大速度25m/s。
（5）确定带长和中心距：根据相应公式，318.5mm ≤a ≤910mm，根据结构紧凑要求，取偏小值；由此计算V 带的基准长度：
由教材表7.2区基准长度为1600mm。计算实际中心距。
（6）计算小轮包角：
由教材式7.3得。
（7）确定带的根数：
根据教材表7.3得知单根带所能传递的功率大约1.32kW，由教材表7.4和7.5查得
，而
，由教材表7.1和7.2查得，带的根数
（8）计算初拉力。由教材表7.1得到m＝0.1kg/m；
（9）计算作用在轴上的压力
7.13如图7-3所示为一带式运动机的传动机构，它是由电动机Y160L－8（P＝7.5 kW、n＝720r／min）、二级齿轮减速器、链传动和运输带组成。链轮齿数为z1＝19、z2＝69；卷筒的圆周速度为ν＝0.3m／s。若保持卷筒的圆周力F不变，而将运输带速度提高到0.456m／s，如果将电动机改为Y180L－8型（P＝11kW，n＝730r／min）。设减速器承载能力足够，不改变原减速器，仅将链轮齿数z2改为36，链的其他尺寸不变。试问这样改变是否可行？如不行，试列举几种改进方法。
第十三章一般机械传动系统设计 现代机器由原动机部分、传动部分、执行部分三个基本部分组成。原动机部分是驱动整部机器以完成预定功能的动力源。通常，一部机器只用一个原动机，复杂的机器也可能有几个动力源。它们都是把其它形式的能量转换为可以利用的机械能。现代机器中使用的原动机多是以各式各样的电动机和热力机为主。执行部分是用来完成机器预定功能的组成部分。一部机器可以只有一个执行部分，也可以把机器的功能分解成好几个执行部分。传动部分由图13-1可知，是把原动机的运动形式、运动及动力参数转变为执行部分所需要的运动形式、运动及动力参数的中间传动装置。机器的传动部分多数使用机械传动系统。它是绝大多数机器不可缺少的重要组成部分，其质量和成本在整台机器的质量和成本中占有很大的比例。机器的工作性能在很大程度上取决于传动装置的优劣。因此，本章仅对机械传动系统的设计作一个简单的介绍。 →→???→传动机构传动机构 传动机构→ 图13-1 单路传动 §13.1机械传动方案的设计 传动系统方案设计是在完成了执行系统的方案设计和原动机的选型后进行的。机械传动系统除了进行运动和动力传递外，还可实现增速、减速或变速传动；变换运动形式；进行运动的合成和分解；实现分路传动和较远距离传动等。满足原动机和工作机性能要求的传动方案，是由不同的组合方式和布置顺序构成的。 13.1.1传动类型的选择 传动机构的类型很多，选择不同类型的传动机构，将会得到不同形式的传动系统方案。为了获得理想的传动方案，需要合理选择传动机构类型。常用传动机构及其性能见表13-l。 表13-1 常用传动机构及其性能
选择传动类型时，应根据主要性能指标：效率高、外廓尺寸小、质量小、运动性能良好、成本低以及符合生产条件等。选择传动类型的基本原则是： ①当原动机的功率、转速或运动形式完全符合执行系统的工况要求时，可将原动机的输出轴与执行机构的输入轴用联轴器直接联接。这种联接结构最简单，传动效率最高。但当原动机的输出轴与执行机构的输入轴不在同一轴线上时，就需要采用等传动比的传动机构。 ②原动机的输出功率满足执行机构要求，但输出的转速、转矩或运动形式不符合执行机构的需要，此时则需要采用能变速或转换运动形式的传动机构。 ③高速、大功率传动时，应选用承载能力大、传动平稳、效率高的传动类型。 ④速度较低，中、小功率传动，要求传动比较大时，可选用单级蜗杆传动、多级齿轮传动、带——齿轮传动、带——齿轮——链传动等多种方案，进行分析比较，选出综合性能较好的方案。 ⑤工作环境恶劣、粉尘较多时，尽量采用闭式传动，以延长零件的寿命。 ⑥尽可能采用结构简单的单级动装置。中心距较大时，可采用带传动、链传动。传动比较大时，优先选用结构紧凑的蜗杆传动和行星齿轮传动。 ⑦当执行机构的载荷频繁变化、变化量大且有可能过载时，为保证安全运转，可选用有过载保护的传动类型。 ⑧单件、小批量生产的传动，尽量采用标准的传动装置以降低成本，缩短制造周期。 13.1.2传动方案的设计 相同的传动机构按不同的传动路线及不同的顺序布置，就会产生出不同效果的传动方案。只有合理的安排传动路线，恰当布置传动机构，才能使整个传动系统获得理想的性能。 1.传动路线的选择
机构传动方案设计 设计方案要发散思维，参考资料文献关于机构传动方案设计知道怎么做吗？下面是小编为大家整理了机构传动方案设计，希望能帮到大家！ 这种方法是从具有相同运动特性的机构中，按照执行构件所需的运动特性进行搜寻。当有多种机构均可满足所需要求时，则可根据上节所述原则，对初选的机构形式进行分析和比较，从中选择出较优的机构。 常见运动特性及其对应机构 连续转动定传动比匀速平行四杆机构、双万向联轴节机构、齿轮机构、轮系、谐波传动机构、摆线针轮机构、摩擦轮传动机构、挠性传动机构等变传动比匀速轴向滑移圆柱齿轮机构、混合轮系变速机构、摩擦传动机构、行星无级变速机构、挠性无级变速机构等非匀速双曲柄机构、转动导杆机构、单万向连轴节机构、非圆齿轮机构、某些组合机构等往复运动往复移动曲柄滑块机构、移动导杆机构、正弦机构、移动从动件凸轮机构、齿轮齿条机构、楔块机构、螺旋机构、气动、液压机构等往复摆动曲柄摇杆机构、双摇杆机构、摆动导杆机构、曲柄摇块机构、空间连杆机构、摆动从动件凸轮机构、某些组合机构等
间歇运动间歇转动棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构、某些组合机构等间歇摆动特殊形式的连杆机构、摆动从动件凸轮机构、齿轮-连杆组合机构、利用连杆曲线圆弧段或直线段组成的多杆机构等间歇移动棘齿条机构、摩擦传动机构、从动件作间歇往复运动的凸轮机构、反凸轮机构、气动、液压机构、移动杆有停歇的斜面机构等预定轨迹直线轨迹连杆近似直线机构、八杆精确直线机构、某些组合机构等曲线轨迹利用连杆曲线实现预定轨迹的多杆机构、凸轮-连杆组合机构、行星轮系与连杆组合机构等特殊运动要求换向双向式棘轮机构、定轴轮系等超越齿式棘轮机构、摩擦式棘轮机构等过载保护带传动机构、摩擦传动机构等…………利用这种方法进行机构选型，方便、直观。设计者只需根据给定工艺动作的运动特性，从有关手册中查阅相应的机构即可，故使用普遍。 任何一个复杂的执行机构都可以认为是由一些基本机构组成的，这些基本机构具有下图所示的进行运动变换和传递动力的基本功能。
习题与参考答案 一、复习思考题 1 带传动的工作原理是什么？它有哪些优缺点？ 工作原理：靠带与带轮间的摩擦力来传递运动和动力 优点： ①、有缓冲和吸振作用； ②、运行平稳，噪声小； ③、结构简单，制造成本低； ④、可通过增减带长以适应不同的中心距要求； ⑤、普通带传动过载时带会在带轮上打滑，对其他机件有保护作用； 缺点 ⑥、传动带的寿命较短； ⑦、传递相同圆周力时，外廓尺寸和作用在轴上的载荷比啮合传动大； ⑧、带与带轮接触面间有相对滑动，不能保证准确的传动比。 2 当与其他传动一起使用时，带传动一般应放在高速级还是低速级？为什么？ 低速：速度过大会产生较大的离心力，使带与带轮的摩擦力减小，传递的圆周力也减小，出现打 3 与平带传动相比，V带传动有何优缺点？ 4 在相同的条件下，为什么V带比平带的传动能力大？ 5 普通V带有哪几种型号？窄V带有哪几种型号？ 6 普通V带楔角为40°，为什么将带轮的槽角制成34°、36°和38°三种类型？在什么情况下用较小的槽角？ 7 带的紧边拉力和松边拉力之间有什么关系？其大小取决于哪些因素？ 8 什么是带的弹性滑动和打滑？引起带弹性滑动和打滑的原因是什么？带的弹性滑动和打滑对带传动性能有什么影响？带的弹性滑动和打滑的本质有何不同？ 9 带传动在什么情况下才发生打滑？打滑一般发生在大轮上还是小轮上？为什么？刚开始打滑时，紧边拉力与松边拉力之间的关系是什么？ 10 影响带传动工作能力的因素有哪些？ 11 带传动工作时，带内应力如何变化？最大应力发生在什么位置？由哪些应力组成？研究带内应力变化的目的是什么？ 12 带传动的主要失效形式有哪些？单根V带所能传递的功率是根据什么准则确定的？ d min？ 13 在设计带传动时，为什么要限制带的速度v min和v max以及带轮的最小基准直径 1 14 在设计带传动时，为什么要限制两轴中心距的最大值a max和最小值a min？在设计带传动 ？ 时，为什么要限制小带轮上的包角 1 15 水平或接近水平布置的开口带传动，为什么应将其紧边设计在下边？
】 目录 第一章总论......................................................... - 2 - 一、机械设计课程设计的内容....................................... - 2 - 二、设计任务..................................................... - 2 - · 三、设计要求..................................................... - 3 - 第二章机械传动装置总体设计......................................... - 3 - 一、电动机的选择................................................. - 4 - 二、传动比及其分配............................................... - 4 - 三、校核转速..................................................... - 5 - 四、传动装置各参数的计算......................................... - 5 - 第三章传动零件—蜗杆蜗轮传动的设计计算............................. - 5 - 一、蜗轮蜗杆材料及类型选择....................................... - 6 - & 二、设计计算..................................................... - 6 - 第四章轴的结构设计及计算.......................................... - 10 - 一、安装蜗轮的轴设计计算........................................ - 10 - 二、蜗杆轴设计计算.............................................. - 15 - 第五章滚动轴承计算................................................ - 17 - 一、安装蜗轮的轴的轴承计算...................................... - 18 - 二、蜗杆轴轴承的校核............................................ - 18 - 第六章键的选择计算................................................ - 19 -. 第七章联轴器...................................................... - 20 -第八章润滑及密封说明.............................................. - 20 -第九章拆装和调整的说明............................................ - 20 -第十章减速箱体的附件说明.......................................... - 20 -课程设计小结........................................................ - 21 -参考文献............................................................ - 22 - ,
高职《机械设计基础》螺纹联接与螺旋传动 习题含答案 机械设计基础 学号：班级：姓名： 螺纹联接与螺旋传动 一、单项选择题 1 普通平键联结的主要用途是使轴与轮毂之间。 A 沿轴向固定并传递轴向力 B 沿轴向可作相对滑动并具有导向作用 C 沿周向固定并传递转矩 D 安装与拆卸方便 2 键的剖面尺寸通常是根据按标准选择。 A 传递转矩的大小 B 传递功率的大小 C 轮毂的长度 D 轴的直径 3 键的长度主要是根据来选择。 A 传递转矩的大小 B 轮毂的长度 C 轴的直径 4 能够构成紧键联结的两种键是。 A 楔键和半圆键 B 平键和切向键 C 半圆键和切向键 D 楔键和切向键 5 楔键和，两者的接触面都具有1：100的斜度。 A 轴上键槽的底面 B 轮毂上键槽的底面 C 键槽的侧面
6 楔键联结的主要缺点是。 A 键的斜面加工困难 B 键安装时易损坏 C 键装入键槽后，在轮毂中产生初应力 D 轴和轴上的零件对中性差 7 切向键联结的斜度是做在上。 A轮毂键槽的底面 B 轴的键槽底面 (3)一对键的接触面(4)键的侧面 8 平键联结如不能满足强度条件要求时，可在轴上安装一对平键，使它们沿圆周相隔。 A 90o B 120o C 135o D 180o 9 半圆键联结的主要优点是。 A 对轴的强度削弱较轻 B 键槽的应力集中较小 C 工艺性好，安装方便 10 当螺纹公称直径、牙型角、螺纹线数相同时，细牙螺纹的自锁性能比粗牙螺纹的自锁性能。 A. 好 B. 差 C. 相同 D. 不一定 11 用于连接的螺纹牙型为三角形，这是因为三角形螺纹。 A. 牙根强度高，自锁性能好 B. 传动效率高 C. 防振性能好 D. 自锁性能差 12 用于薄壁零件连接的螺纹，应采用。 A. 三角形细牙螺纹 B. 梯形螺纹
第14章 蜗杆传动 【思考题】 14-1 蜗杆传动的特点及应用场合是什么？ 14-2 为什么蜗轮的端面模数是标准值？蜗杆传动的正确啮合条件是什么？ 14-3 蜗杆直径系数的含义是什么？为什么要引入蜗杆直径系数？ 14-4 蜗杆传动的传动比计算公式是什么？它是否等于蜗杆和蜗轮的节圆直径之比？ 14-5 如何进行蜗杆传动的受力分析？各力方向如何确定？与齿轮传动的受力有何不同？ 14-6 蜗杆传动的主要失效形式是什么？相应的设计准则是什么？ 14-7 在蜗杆传动的强度计算中，为什么只考虑蜗轮的强度？蜗杆的强度任何考虑？蜗杆的刚度在什么情况下才需要计算？ 14-8 蜗杆传动的效率受哪些因素影响？为什么具有自锁特性的蜗杆传动，其啮合效率通常只有40%左右？ 14-9 为什么蜗杆传动要进行热平衡的计算？采用什么原理进行计算？当热平衡不满足要求时，可以采取什么措施？ A 级能力训练题 1. 与齿轮传动相比较，不能作为蜗杆传动的优点的是______。 （1）传动平稳，噪音小 （2）传动比可以很大 （3）在一定条件下能自锁 （4）传动效率高 2. 蜗杆与蜗轮正确啮合条件中，应除去______。 （1）21t a m m = （2）21t a αα= （3）21ββ= （4）螺旋方向相同 3. 蜗杆传动的主要失效形式是______。 （1）蜗杆断裂 （2）蜗轮轮齿折断 （3）蜗轮齿面产生胶合、疲劳点蚀及磨损 4. 蜗杆传动的失效形式与______因素关系不大。 （1）蜗杆传动副的材料 （2）蜗杆传动载荷性质 （3）蜗杆传动的滑动速度 （4）蜗杆传动的散热条件 5. 在润滑良好的情况下，减摩性最好的蜗轮材料是______。 （1）铸铁 （2）黄铜 （3）锡青铜 （4）无锡青铜
蜗杆传动 一 选择题 (1) 对于传递动力的蜗杆传动，为了提高传动效率，在一定限速可采用 B 。 A. 较大的蜗杆直径系数 B. 较大的蜗杆分度圆导程角 C. 较小的模数 D. 较少的蜗杆头数 (2) 蜗杆传动中，是以蜗杆的 B 参数、蜗轮的 A 参数为标准值。 A. 端面 B. 轴向 C. 法向 (3) 蜗杆传动的正确啮合条件中，应除去 C 。 A. t21m m =a B. t21αα=a C. 21ββ= D. 21βγ=，螺旋相同 (4) 设计蜗杆传动时，通常选择蜗杆材料为 A ，蜗轮材料为 C ，以减小摩擦力。 A. 钢 B. 铸铁 C. 青铜 D. 非金属材料 (5) 闭式蜗杆传动失效的主要形式是 B 。 A. 点蚀 B. 胶合 C. 轮齿折断 D. 磨损 (6) 下列蜗杆副材料组合中，有 B 是错误或不恰当的。 序号 蜗杆 蜗轮 1 2 3 4 5 40Cr 表面淬火 18CrMnTi 渗碳淬火 45钢淬火 45钢调质 zCuSn5Pb5Zn5 ZCuA110Fe3 ZCuSn10Pb1 ZG340—640 HT250 HT150 A. 一组 B. 二组 C. 三组 D. 四组 E. 五组 (7) 在标准蜗轮传动中，蜗杆头数一定，加大蜗杆特性系数q 将使传动效率 B 。 A. 增加 B. 减小 C. 不变 D. 增加或减小 (8) 在蜗杆传动中，对于滑动速度s m v s /4≥的重要传动，应该采用 D 作为蜗轮齿圈的材料。 A. HT200 B. 18CrMnTi 渗碳淬火 C. 45钢调质 D. ZCuSnl0Pb1 (9) 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. 蜗轮齿面接触强度和蜗杆齿根弯曲强度
第28章 蜗杆传动 28-7 图28-17所示为斜齿轮-蜗杆减速器，小齿轮由电机驱动，转向如图。已知：蜗轮右旋；电机功率P=4.5kW ，转速n=1450r/min ；齿轮传动的传动比2.21=i ；蜗杆传动效率86.0=η，传动比182=i ，蜗杆头数23=z ，模数mm m 10=，分度圆直径mm d 803=，压力角 20=α，齿轮传动效率损失不计。试完成以下工作： （1）使中间轴上所受轴向力部分抵消，确定各轮的转向和回转方向。 （2）求蜗杆在啮合点的各分力的大小，在图上画出力的方向。 解：（1）各轮的转向和回转方向如图28-17所示。 （2）蜗杆在啮合点处各分力的方向如图28-17所示，大小如下： 圆周力N N d T F t 00.163080 20.6520002000333=?== 其中 m N m N n P T ?=???=?=02.6509 .6595.41055.91055.93333 min /09.659min /2 .2145013r r i n n === 径向力N N d T F F t r 96.204020tan 360 35.10092000tan 2000tan 4443=??=== αα
其中 min /62.38min /18 09.695234r r i n n === mm mm z mi mz d 360218103244=??=== m N m N i T T ?=???==35.100986.01820.65234η 轴向力N N d T F a 50.5607360 35.100920002000443=?== 28-8 图28-18所示为一斜齿轮-双头蜗杆传动的手摇起重装置。已知：手把半径R=100mm ，卷筒直径D=220mm ，齿轮传动的传动比21=i ，蜗杆的模数mm m 5=，直径特性系数10=q ，蜗杆传动的传动比482=i ，啮合表面的摩擦角14.0=e ρ，作用在手柄上的力N F 200=，如果强度足够，试分析：若手柄按图方向转动，重物匀速上升时，能提升的重物为多重？在升举后松开手时，重物能否自行下降？齿轮传动效率和轴承效率损失不计。 解：手把传递的转矩为： m N m N FR T ?=??==201.02000 蜗杆传递的转矩为： m N m N i T T ?=??==4022001 由2.010 2tan 1===q z γ可得蜗杆的导程角为
习题及参考答案 一、选择题 1 及齿轮传动相比较，不能作为蜗杆传动的优点。 A. 传动平稳，噪声小 B. 传动效率高 C. 可产生自锁 D. 传动比大 2 阿基米德圆柱蜗杆及蜗轮传动的模数，应符合标准值。 A. 法面 B. 端面 C. 中间平面 3 蜗杆直径系数q＝。 A. q=d l/m B. q=d l m C. q=a/d l D. q=a/m 4 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆直径系数q，将使传动效率。 A. 提高 B. 减小 C. 不变 D. 增大也可能减小 z，则传动效率。 5 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆头数 1 A. 提高 B. 降低 C. 不变 D. 提高，也可能降低 z，则滑动速度。 6 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆头数 1 A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 增大也可能减小 z，则。 7 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，减少蜗杆头数 1 A. 有利于蜗杆加工 B. 有利于提高蜗杆刚度 C. 有利于实现自锁 D. 有利于提高传动效率 8 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 9 蜗杆直径d1的标准化，是为了。 A. 有利于测量 B. 有利于蜗杆加工 C. 有利于实现自锁 D. 有利于蜗轮滚刀的标准化 10 蜗杆常用材料是。 A. 40Cr B. GCrl5 C. ZCuSnl0P1 D. L Y12 11 蜗轮常用材料是。 A. 40Cr B．GCrl5 C. ZCuSnl0P1 D. L Yl2 12 采用变位蜗杆传动时。 A. 仅对蜗杆进行变位 B. 仅对蜗轮进行变位
螺纹联接和螺旋传动 一 选择题 (1) 在常用螺纹中，效率最低、自锁性最好的是 C ，效率较高，牙根强度较大、制造方便的是 B ；螺纹联接常用 C ，传动螺纹常用 B 。 A. 矩形螺纹 B. 梯形螺纹 C. 三角螺纹 (2) 螺纹副在摩擦因数一定时，螺纹的牙型角越大，则 D 。 A. 当量摩擦因数越小，自锁性能越好 B. 当量摩擦因数越小，自锁性能越差 C. 当量摩擦因数越大，自锁性能越差 D. 当量摩擦因数越大，自锁性能越好 (3) 当轴上安装的零件要承受轴向力时，采用 A 来轴向定位，所能承受的轴向力较大。 A. 圆螺母 B. 紧定螺钉 C. 弹性挡圈 (4) 一箱体与箱盖用螺纹联接，箱体被联接处厚度较大，且材料较软，强度较低，需要经常装拆箱盖进行修理，则一般宜采用 A 联接。 A. 双头螺柱联接 B. 螺栓联接 C. 螺钉联接 (5) 在铰制孔用螺栓联接中，螺栓杆与孔的配合为 B 。 A. 间隙配合 B. 过渡配合 C. 过盈配合 (6) 紧螺栓联接受轴向外载荷，假定螺栓的刚度b C 与被联接件的刚度m C 相等，联接的预紧力为0F ，要求受载后结合面不分离，当外载荷F 等于预紧力0F 时，则 D 。 A. 被联接件分离，联接失效 B. 被联接件即将分离，联接不可靠 C. 联接可靠，但不能继续再加载 D. 联接可靠，只要螺栓强度足够，还可以继续加大外载荷F (7) 受轴向载荷的紧螺栓联接，为保证被联接件不出现缝隙，因此 B A. 残余预紧力1F 应小于零 B. 残余预紧力1F 应大于零 C. 残余预紧力1F 应等于零 D. 预紧力0F 应大于零 (8) 图5-1所示钢板用普通螺栓联接。已知横向工作载荷为F 结合面之间的摩擦因数15.0=f ，为使联接可靠，取防滑系数2.1s =K ，则每个螺栓需要的预紧力0F 为 B 。
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 机械设计大作业说明书 大作业名称：机械设计大作业 设计题目：螺旋传动 班级： 设计者： 学号： 指导教师：张锋 设计时间：2014.10.03 哈尔滨工业大学
目录 1设计任务书----------------------------------------------------------------------------------------------------1 2设计题目-------------------------------------------------------------------------------------------------------2 3螺母、螺杆选材----------------------------------------------------------------------------------------------2 4耐磨性计算----------------------------------------------------------------------------------------------------2 5螺杆强度校核-------------------------------------------------------------------------------------------------2 6螺纹牙强度校核----------------------------------------------------------------------------------------------3 7螺纹副自锁条件校核----------------------------------------------------------------------------------------4 8螺杆稳定性校核----------------------------------------------------------------------------------------------4 9螺母外径及凸缘设计----------------------------------------------------------------------------------------5 10手柄设计-------------------------------------------------------------------------------------------------------5 11底座设计-------------------------------------------------------------------------------------------------------7 12其他各部分尺寸---------------------------------------------------------------------------------------------7 13参考文献-------------------------------------------------------------------------------------------------------7
十九蜗杆传动习题与参考答案 一、选择题 1 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. 传动效率高 C. 可产生自锁 D. 传动比大 2 阿基米德圆柱蜗杆与蜗轮传动的模数，应符合标准值。 A. 法面 B. 端面 C. 中间平面 3 蜗杆直径系数q＝。 A. q=d l/m B. q=d l m C. q=a/d l D. q=a/m 4 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆直径系数q，将使传动效率。 A. 提高 B. 减小 C. 不变 D. 增大也可能减小 z，则传动效率。 5 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆头数 1 A. 提高 B. 降低 C. 不变 D. 提高，也可能降低 z，则滑动速度。 6 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆头数 1 A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 增大也可能减小 z，则。 7 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，减少蜗杆头数 1 A. 有利于蜗杆加工 B. 有利于提高蜗杆刚度 C. 有利于实现自锁 D. 有利于提高传动效率 8 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 9 蜗杆直径d1的标准化，是为了。 A. 有利于测量 B. 有利于蜗杆加工 C. 有利于实现自锁 D. 有利于蜗轮滚刀的标准化 10 蜗杆常用材料是。 A. 40Cr B. GCrl5 C. ZCuSnl0P1 D. LY12 11 蜗轮常用材料是。 A. 40Cr B．GCrl5 C. ZCuSnl0P1 D. LYl2 12 采用变位蜗杆传动时。 A. 仅对蜗杆进行变位 B. 仅对蜗轮进行变位
螺旋传动设计 滑动螺旋传动的设计计算 设计计算步骤: 1.耐磨性计算 2.螺杆的强度计算 3.螺母螺纹牙的强度计算 4.螺母外径与凸缘的强度计算 5.螺杆的稳定性计算 螺旋传动常用材料见下表： 表：螺旋传动常用的材料 耐磨性计算 滑动螺旋的磨损与螺纹工作面上的压力、滑动速度、螺纹表面粗糙度以及润滑状态等因素有关。其中最主要的是螺纹工作面上的压力，压力越大螺旋副间越容易形成过度磨损。因此，滑动螺旋的耐磨性计算，主要是限制螺纹工作面 上的压力p，使其小于材料的许用压力[p]。 如图5－46所示，假设作用于螺杆的轴向力为Q（N），螺纹的承压面积（指螺纹工作表面投影到垂直于轴向力的平面上的面积）为A（mm2），螺纹中径为小（mm），螺纹工作高度为H（mm），螺纹螺距为 P（mm），螺母高度为 D（mm），螺纹工件圈数为 u＝H/P 。则螺纹工作面上的耐磨性条件为
『5－43』 上式可作为校核计算用。为了导出设计计算式，令ф=H/d 2，则H=фd 2 ，， 代入式（5－43）引整理后可得 【5－44】对于矩形和梯形螺纹，h＝0.5P，则
【5－46】 对于30o锯齿形螺纹。h＝0.75P，则 【5－47】 螺母高度 H=фd2 式中：[P]为材料的许用压力，MPa，见表5－13；ф值一般取1.2～3.5。对于整体螺母，由于磨损后不能凋整间隙，为使受力分布比较均匀，螺纹工作圈数不宜过多，故取ф＝1.2～2.5对于剖分螺母和兼作支承的螺母，可取ф=2.5～3.5只有传动精度较高；载荷较大，要求寿命较长时，才允许取ф=4。
根据公式算得螺纹中径d 后，应按国家标准选取相应的公称直径d及螺距 2 P。螺纹工作圈数不宜超过10圈。 表：滑动螺旋副材料的许用压力[ P] 注：表中数值适用于ф=2.5～4的情况。当ф＜2.5时，[p]值可提高20％；若为剖分螺母时则[p]值应降低15～20％。 螺纹几何参数确定后、对于有自锁性要求的螺旋副，还应校校螺旋副是否满足自锁条件，即
蜗 杆 传 动 1、简述蜗杆传动的特点和应用场合？ 【答】 蜗杆传动的主要特点有：（1）传动比大，零件数目少，结构紧凑；（2）冲击载荷小、传动平稳，噪声低；（3）当蜗杆的螺旋升角小于啮合面的当量摩擦角时，蜗杆传动具有自锁性；（4）摩擦损失较大，效率低；当传动具有自锁性时，效率仅为0。4左右；（5）由于摩擦与磨损严重，常需耗用有色金属制造蜗轮（或轮圈），以便与钢制蜗杆配对组成减摩性良好的滑动摩擦副。 蜗杆传动通常用于空间两轴线交错，要求结构紧凑，传动比大的减速装置，也有少数机器用作增速装置。 2、蜗杆直径系数的含义是什么？为什么要引入蜗杆直径系数？ 【答】 蜗杆直径系数是蜗杆分度圆直径和模数的比值。 m d q 1= 引入蜗杆直径系数是为了限制蜗轮滚刀的数目及便于滚刀的标准化。 3、为什么蜗轮的端面模数是标准值？蜗杆传动的正确啮合条件是什么？ 【答】 1）在中间平面上，普通圆柱蜗杆传动就相当于齿条与齿轮的啮合传动。所以在设计蜗杆传动时，均取中间平面上的参数（如模数、压力角等）和尺寸（如齿顶圆、分度圆等）为基准，并沿用齿轮传动的计算关系。对于蜗轮来说，端面模数等于中间平面上的模数。 2）蜗杆传动的正确啮合条件是：蜗杆的轴向模数等于蜗轮的端面模数，蜗杆的轴向压力角等于蜗轮的端面压力角，蜗杆中圆柱上螺旋线的导程角等于蜗轮分度圆上的螺旋角，且螺旋线方向相同。即 m m m t a ==21；21t a αα=；βγ=
4、蜗杆传动的主要失效形式是什么？相应的设计准则是什么？ 【答】 蜗杆传动的失效形式主要有齿面点蚀、齿根折断、齿面胶合及过度磨损等。 在开式传动中多发生齿面磨损和轮齿折断，因此应以保证齿根弯曲疲劳强度作为开式传动的主要设计准则。 在闭式传动中，蜗杆副多因齿面胶合或点蚀而失效。因此，通常是按齿面接触疲劳强度进行设计，而按齿根弯曲疲劳强度进行校核。 对于闭式传动，由于散热较为困难，还应作热平衡核算。 5、试分析画出图5所示蜗杆传动中各轴的回转方向、蜗轮轮齿的螺旋方向及蜗杆、蜗轮所受各 力的作用位置和方向。 【解】 1）各轴的回转方向如图所示； 2）蜗轮轮齿的螺旋方向： 由于两个蜗杆均为右旋，因此两个蜗轮也必为右旋。 3）蜗杆、蜗轮所受各力的作用位置和方向如图所示 6、设计一起重设备用的蜗杆传动，载荷有中等冲击，蜗杆轴由电动机驱动，传递的额定功率 kW 3.101=P ，r/min 1460 1=n ，r/min 1202=n ，间歇工作，平均约为每日2 h ，要求工作寿命为10年（每年按300工作日计）。 【解】
蜗杆传动 1、简述蜗杆传动地特点和应用场合？ 【答】 蜗杆传动地主要特点有：（1）传动比大，零件数目少，结构紧凑；（2）冲击载荷小、传动平稳 噪声低；（3）当蜗杆地螺旋升角小于啮合面地当量摩擦角时，蜗杆传动具有自锁性；（4）摩擦损失较大，效率低；当传动具有自锁性时，效率仅为0.4左右；（5）由于摩擦与磨损严重，常需耗用有色金属制造蜗轮（或轮圈），以便与钢制蜗杆配对组成减摩性良好地滑动摩擦副 蜗杆传动通常用于空间两轴线交错，要求结构紧凑，传动比大地减速装置，也有少数机器用作 增速装置. 2、蜗杆直径系数地含义是什么？为什么要引入蜗杆直径系数? 【答】 蜗杆直径系数是蜗杆分度圆直径和模数地比值 d i q = m 引入蜗杆直径系数是为了限制蜗轮滚刀地数目及便于滚刀地标准化 3、为什么蜗轮地端面模数是标准值？蜗杆传动地正确啮合条件是什么? 【答】 1）在中间平面上，普通圆柱蜗杆传动就相当于齿条与齿轮地啮合传动?所以在设计蜗杆传动时均取中间平面上地参数（如模数、压力角等）和尺寸（如齿顶圆、分度圆等）为基准，并沿用齿轮传动地计算关系?对于蜗轮来说，端面模数等于中间平面上地模数.
2）蜗杆传动地正确啮合条件是：蜗杆地轴向模数等于蜗轮地端面模数 ，蜗杆地轴向压力角等于蜗轮地端面压力角，蜗杆中圆柱上螺旋线地导程角等于蜗轮分度圆上地螺旋角，且螺旋线方向相 评语: 任课教师: 日期: (25 )
4、蜗杆传动地主要失效形式是什么？相应地设计准则是什么？ 【答】 蜗杆传动地失效形式主要有齿面点蚀、齿根折断、齿面胶合及过度磨损等 在开式传动中多发生齿面磨损和轮齿折断 ，因此应以保证齿根弯曲疲劳强度作为开式传动地 主要设计准则? 在闭式传动中，蜗杆副多因齿面胶合或点蚀而失效 ?因此,通常是按齿面接触疲劳强度进行设 计,而按齿根弯曲疲劳强度进行校核 ? 对于闭式传动，由于散热较为困难，还应作热平衡核算? 5、试分析画出图5所示蜗杆传动中各轴地回转方向、蜗轮轮齿地螺旋方向及蜗杆、蜗轮所受各 力地作用 位置和方向? 【解】 1） 各轴地回转方向如图所示； 2） 蜗轮轮齿地螺旋方向： 由于两个蜗杆均为右旋，因此两个蜗轮也必为右旋? 3） 蜗杆、蜗轮所受各力地作用位置和方向如图所示 6、设计一起重设备用地蜗杆传动 ，载荷有中等冲击，蜗杆轴由电动机驱动 ，传递地额定功 率 P 1 =10.3 kW ，n^1460 r/min ，n 2 =120 r/min 侗歇工作，平均约为每日2 h ，要求工作寿命为 年（每年按300工作日计）? 【解】 10
王黎钦《机械设计》第5版课后习题 第7章挠性件传动 7.1在V带传动设计中，为什么要限制dd1≥ddmin，v≤νmax？ 答：传动带中的弯曲应力变化是最大的，它是引起带的疲劳破坏的主要因素。带轮直径越小，弯曲应力越大。因此，为减少弯曲应力应采用较大的小带轮直径1d d。但1d d过大，会使传动的结构尺寸增大。如无特殊要求，一般取d大于等于许用的最小带轮基准直径d。当传递功率一定时，带速越高，圆周力越小，所需带的根数越少，但带速过大，带min d 在单位时间内绕过带轮的次数增加，使疲劳寿命降低，更重要的是增加带速会显著地增加带的离心力，减小带与带轮间正压力，带速达到一定数值后，不利因素将超过有利因素，致使设计功率降低，所以设计时应使v≤νmax。 7.2V带轮的槽角φ0为何小于带的楔角φ＝40°？ 答：普通V带伸直时，两侧面间的夹角，楔键是40°，带在带轮上弯曲时，由于截面形状的变化使带的楔角变小。为使带轮槽角适应这种变化，使工作中带和轮槽侧面仍贴合良好，国标规定普通V带轮槽角小于40°。 7.3单根V带能传递的功率如何确定？ απ=，带长为特定长度，强力层为化学纤维线绳结构的条答：在载荷平稳，包角1rad 件下，单根普通V带所能传递的基本额定功率：
如果不满足上述条件的情况下，要对其进行修正，此时单根带所能传递的功率为： 式中，k —包角修正系数； k—带长修正系数。 l 式中，b k—弯曲影响系数； n—小带轮转速； 1 k—传动比系数。 i 7.4具有张紧轮的带传动，张紧轮最好放在什么位置？ 答：因置于紧边需要的张紧力大，且张紧轮也容易跳动，通常张紧轮置于带的松边。此外张紧轮压在松边内侧时，张紧轮应尽量靠近大带轮，以免小带轮上包角减小过多。 7.5带传动的主要失效形式是什么？设计准则是什么？ 答：带传动的主要失效形式是打滑和带的疲劳破坏，因此带传动的设计准则是在保证带工作是不打滑的条件下具有一定的疲劳强度和寿命。 7.6什么是弹性滑动现象；它对带传动有何影响？ 答：由带的弹性变形而引起带与带轮之间的相对滑动的现象称为弹性滑动。弹性滑动是带传动中不可避免的现象，它会引起以下后果： （1）从动轮的圆周速度总是落后于主动轮的圆周速度，并随载荷的变化而变化，导致此传动的传动比不准确；
思考题答案： 6-1 蜗杆传动有何特点，适用于什么场合？ 答：蜗杆传动的特点有：（1）结构紧凑、传动比大；（2）传动平稳、噪声小；（3）当蜗杆的导程角γ1小于轮齿间的当量摩擦角?v时，蜗杆传动具有自锁性；（4）相对滑动速度大，摩擦损耗大，易发热，传动效率低；（5）蜗轮用耐磨材料青铜制造制造，成本高。 适用的场合：蜗杆机构用来实现两个交错轴间的传动。 6-2 蜗杆传动的模数和压力角是在哪个平面上定义的？蜗杆传动正确啮合的条件是什么？ 答：蜗杆传动的模数和压力角是在中间平面内定义的即为标准值。 正确啮合条件： m a1=m t2=m，αa1=αt2=200，γ=β 6-3 如何选择蜗杆的头数z1、蜗轮的齿数z2？ 答：较少的蜗杆头数（如：单头蜗杆）可以实现较大的传动比，但传动效率较低；蜗杆头数越多，传动效率越高，但蜗杆头数过多时不易加工。通常蜗杆头数取为1、2、4、6。(蜗杆头数与传动效率关系) 。蜗轮齿数主要取决于传动比，即z2= i z1。z2不宜太小（如z2>28)，否则将使传动平稳性变差。z2也不宜太大，否则在模数一定时，蜗轮直径将增大，从而使相啮合的蜗杆支承间距加大，降低蜗杆的弯曲刚度。 6-4设计蜗杆传动时如何确定蜗杆的分度圆直径d1和模数m，为什么要规定m和d1的对应标准值？ 答：中间平面:通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面为中间平面(蜗杆轴面,蜗轮端面) 蜗杆传动的设计计算都是以中间平面内的参数和几何关系为标准，在中间平面上，蜗轮与蜗杆的啮合相当于渐开线齿轮与齿条的啮合。GB10088-88已将d1标准化为一系列数值，蜗轮是由与蜗杆相似的滚刀展成切制而来的，蜗杆中圆直径d1不仅与m有关，还随Z1/tan γ的数值变化。所以即使m相同，也会有很多不同直径的蜗杆，也就要求具备很多刀具，为减少刀具的型号，将蜗杆d1标准化。 6-5 蜗杆传动的失效形式是有哪几种、设计准则是什么？ 答：蜗杆传动的失效形式（主要是蜗轮失效）闭式传动：胶合点蚀；开式传动：磨损。 设计准则闭式传动：按齿面接触疲劳强度设计，校核齿根弯曲疲劳强度，计算热平衡。开式传动: 齿根弯曲疲劳强度计算 6-6 蜗杆、蜗轮常用的材料有哪些，选择材料的主要依据是什么？ 答：要求：1）足够的强度；2）良好的减摩、耐磨性；3）良好的抗胶合性；因此常采用青铜作蜗轮齿圈，与淬硬磨削的钢制蜗杆相配。 蜗杆常用材料为碳素钢和合金钢，要求齿面光洁并且有较高硬度。一般蜗杆可采用45，40等碳素钢，调质处理，硬度为220～250 HBS。对高速重载的蜗杆常用20Cr，20CrMnTi，
一、课程设计目的与要求 《机械设计》课程设计是机械设计课程的最后一个教学环节，其目的是： 1）培养学生综合运用所学知识，结合生产实际分析解决机械工程问题的能力。 2）学习机械设计的一般方法，了解和掌握简单机械传动装置的设计过程和进行方式。 3）进行设计基本技能的训练，如计算、绘图、查阅资料、熟悉标准和规范。 要求学生在课程设计中 1）能够树立正确的设计思想，力求所做设计合理、实用、经济； 2）提倡独立思考，反对盲目抄袭和“闭门造车”两种错误倾向，反对知错不改，敷衍了事的作风。 3）掌握边画、边计算、边修改的设计过程，正确使用参考资料和标准规范。 4）要求图纸符合国家标准，计算说明书正确、书写工整， 二、设计正文 1．设计题目 设计螺旋输送机用二级齿轮减速器 原始数据： 1）螺旋筒轴上的功率P= 1.2KW; 2) 螺旋筒轴上的转速n= 25 r/min (允许输送带速度误差为±5％)； 3）工作情况：三班制连续单向运转，载荷较平稳； 4) 使用折旧期：10年 5）动力来源：电力，三相交流，电压380V； 6）制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。 运动简图：
2．传动总体设计 1．电动机的选择 （1）选Y 型三相异步电动机 （2）电动机容量 电动机至工件机主轴之间的效率：圆锥滚子轴承η=0.99 圆锥齿轮η=0.93 圆柱斜齿轮η=0.97 角接触球轴承η=0.99，联轴器η=0.99 电动机至工作机总效率η=0.99*0.93*0.98*0.97*0.99*0.97*0.99*0.99=0.834 稳定运转下工件机主轴所需功率： kw kw P 49.3832 .09.2P d == = η 外 （3）确定电动机转速 考虑到经济性及传动比不致过大，选同步转速n=1000r/min 的电动机。额定功率为4kw.查设计资料选电动机类型为B3型，型号为Y132M1-6型。主要参数如下： 电机型号 额定功率(kw) 同步转速(r/min) 满载转速 (r/min) 额定转矩(kN*m) 质量(kg) Y132M1-6 4 1000 960 2.0 73 2.分配传动比： 总传动比 86.2242 960 === ω n n i m 321**i i i i =；2;1,i i 分别为减速器高低速级传动比，且()215.1~3.1i i =；3i 为开式圆锥齿轮 动比，一般取3i =0.25i ；且33≤i 。所以3i =0.25i=025*22.86=5.71；由于3i 〉4；选3i =3； 故62.73 86.22*3 121=== i i i i 取214.1i i =；计算得1i =3.27 ；2i =2.33； 3.计算运动和动力参数 （！）各轴转速 Ⅰn = mi n 960r n m = Ⅱn = mi n 58.29327 .39601r i n Ⅰ== Ⅲn = mi n 00.12633 .258.2932 r i n Ⅱ== （2）各轴输入功率 kw P P d Ⅰ46.399.0*49.31===η kw P P ⅠⅡ34.397.0*99.0*46.3*62===ηη kw P P ⅡⅢ19.397.0*99.0*34.373===ηη