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
评语: 任课教师: 日期: (26)
主题11蜗杆传动 一、教学目标 1、能计算蜗杆传动的几何尺寸 2、掌握蜗杆传动的失效形式和设计准则 3、了解蜗杆传动特点、类型及主要参数 4、掌握蜗杆传动几何尺寸的计算 5、掌握蜗杆传动的失效形式和设计准则 二、课时分配 本章绪论共 5 个单元，本章安排 6个学时。其中理论学时 5 个学时，实践学时 1 个学时。 三、教学重点 蜗杆传动的失效形式和设计准则 四、教学难点 蜗杆传动的主要参数 五、教学内容 单元1 蜗杆传动的类型和特点 1、蜗杆传动的类型 2、蜗杆传动的特点 单元2 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸的计算 在蜗杆传动中，规定通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面，称为中间平面。对于阿基米德蜗杆蜗轮，在主平面内蜗杆传动相当于齿轮齿条传动。 1、蜗杆传动的主要参数及其选择 （1）、蜗杆头数z 1、蜗轮齿数z 2 和传动比i 传动比i=n 1 ／n 2 =z 1 ／z 2 蜗杆头数z 1 =1、2、4、6（单头，i大，易自锁，效率低，但精度好；多头杆， η↑，但加工困难，精度↓）蜗轮齿数z 2=iz 1 ，Z 2 =27～80 （2）、模数和压力角 （3）、蜗杆分度圆上的导程角 （4）、蜗杆分度圆直径和蜗杆直径系数（5）、标准中心距
单元3 蜗杆传动的失效形式材料和结构 一、蜗杆传动的失效形式 蜗杆传动的失效形式有齿面胶合、点蚀、齿根折断及磨损二、蜗杆传动的材料和结构 单元4 圆柱蜗杆传动的受力分析及强度计算 一、圆柱蜗杆传动的受力分析 蜗杆与蜗轮轮齿上各方向判断如下。 ①圆周力F t 的方向。主动轮圆周力F t1 方向与其节点速度方向相反，从动轮 圆周力F t2 方向与其节点速度方向相同。 ②径向力F r 的方向。由啮合点分别指向各自轴心。 ③轴向力F a 的方向。蜗杆主动时，蜗杆轴向力F a1 的方向由“主动轮左、右 手定则”判定，即右旋蜗杆用右手（左旋蜗杆用左手），四指顺着蜗杆转动方向弯曲，大拇指指向即蜗杆轴向力F a1 的方向。 二、圆柱蜗杆传动的强度计算 单元5 圆柱蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 一、蜗杆传动的效率 由式η 1=tanγ/tan（γ+ρv）可知，η 1 随ρ v 的减小而增大，而ρ v 与蜗 杆、蜗轮的材料、表面质量、润滑油的种类、啮合角以及齿面相对滑动速度有关。在一定范围内η 1 随γ增大而增大，故动力传动常用多头蜗杆以增大γ，但γ过大时，蜗杆制造困难，效率提高很少，故通常取γ<28°。 实际设计时，η 2η 3 通常取0.95~0.97，故蜗杆主动时，蜗杆传动的总效率 为η=（0.95~0.97）tanγ/tan（γ+ρ）二、蜗杆传动的润滑 三、蜗杆传动的热平衡计算
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F 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 a 2；
】 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 - ,
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z 1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 11—14 蜗杆传动的失效形式与齿轮传动相类似，其中__B__为最易发生。 A 点蚀与磨损 B 胶合与磨损 C 轮齿折断与塑性变形 D 胶合与塑性变形 11—15蜗轮蜗杆传动中，蜗杆1和蜗轮2受到的转矩的关系为_____C_____。 A 12T T = B 12iT T = C 12T i T η= D η =1 2iT T 二、填空题 11—16蜗杆直径系数 q =d 1/m _。 11—17 蜗杆传动发生自锁的条件是____ v ___。
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 (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 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 (10) 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. 防止润滑油温度过高使润滑条件恶化 C. 防止蜗轮材料在高温下力学性能下降 D. 防止蜗轮蜗杆发生热变形后正确啮合受到破坏 (11) 图11-1所示蜗杆传动简图中，图 C 转向是正确的。
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】
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
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...................................................................................................... - 3 - 二、传动比及其分配.................................................................................................. - 4 - 三、校核转速.............................................................................................................. - 4 - 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.................................................................................. - 5 - 二、设计计算.............................................................................................................. - 5 - 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................................................................................................ - 14 - 第五章滚动轴承计算.................................................................................................... - 16 - 一、安装蜗轮的轴的轴承计算................................................................................ - 17 - 二、蜗杆轴轴承的校核............................................................................................ - 17 - 第六章键的选择计算.................................................................................................... - 18 - 第七章联轴器................................................................................................................ - 19 - 第八章润滑及密封说明................................................................................................ - 19 - 第九章拆装和调整的说明............................................................................................ - 19 - 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 -
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
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
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，