第11章 蜗杆传动(包括习题)

机械设计基础习题参考答案机械设计基础课程组编武汉科技大学机械自动化学院第2章 平面机构的自由度和速度分析2-1画运动简图。

134522-2 图2-38所示为一简易冲床的初拟设计方案。

设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A 连续回转；而固装在轴A 上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。

试绘出其机构运动简图，分析其运动是否确定，并提出修改措施。

43512 运动产生干涉解答：原机构自由度F=3⨯3- 2 ⨯4-1 = 0，不合理 ， 改为以下几种结构均可：2-3 试计算图2-42所示凸轮—连杆组合机构的自由度。

b)a)A EMDFELKJIFBCCDBA解答：a) n=7; P l =9; P h =2，F=3⨯7-2 ⨯9-2 =1 L 处存在局部自由度，D 处存在虚约束b) n=5; P l =6; P h =2，F=3⨯5-2 ⨯6-2 =1 E 、B 处存在局部自由度，F 、C 处存在虚约束 2-4 试计算图2-43所示齿轮—连杆组合机构的自由度。

BDCA(a)CDBA(b) 解答：a) n=4; P l =5; P h =1，F=3⨯4-2 ⨯5-1=1 A 处存在复合铰链b) n=6; P l =7; P h =3，F=3⨯6-2 ⨯7-3=1 B 、C 、D 处存在复合铰链2-5 先计算如图所示平面机构的自由度。

并指出图中的复合铰链、局部自由度和虚约束。

ABCDE解答： a) n=7; P l =10; P h =0，F=3⨯7-2 ⨯10 = 1C 处存在复合铰链。

b) n=7; P l =10; P h =0，F=3⨯7-2 ⨯10 = 1BDECAc) n=3; P l =3; P h =2，F=3⨯3 -2 ⨯3-2 = 1 D 处存在局部自由度。

d) n=4; P l =5; P h =1，F=3⨯4 -2 ⨯5-1 = 1A BCDEFGG'HA BDCEFGHIJe) n=6; P l=8; P h=1，F=3⨯6 -2 ⨯8-1 = 1 B处存在局部自由度，G、G'处存在虚约束。

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6. 蜗杆传动较为理想的材料组合是______。

（1）钢和钢 （2）钢和青铜 （3）钢和铝合金 （4）钢和铸铁7. 在蜗杆传动设计中，除规定模数标准化外，还规定蜗杆直径d l 取标准，其目的是______。

第三章 机械零件的强度习题答案3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数60105⨯=N ，9=m ，试求循环次数N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。

[解] MPa 6.373107105180936910111=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 3.324105.2105180946920112=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 0.227102.6105180956930113=⨯⨯⨯==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。

[解] )170,0('A )0,260(C 012σσσΦσ-=- σΦσσ+=∴-1210 MPa 33.2832.0117021210=+⨯=+=∴-σΦσσ 得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D '根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示3-4圆轴轴肩处的尺寸为：D=72mm，d=62mm，r=3mm。

如用题3-2中的材料，设其强度极限σB=420MPa，精车，弯曲，βq=1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。

[解] 因2.14554==dD，067.0453==dr，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图3-1得78.0≈σq，将所查值代入公式，即()()69.1188.178.0111k=-⨯+=-α+=σσσq查附图3-2，得75.0=σε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=qβ，则35.211191.0175.069.1111k=⨯⎪⎭⎫⎝⎛-+=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+=qσσσσββεK()()()35.267.141,67.141,0,260,35.2170,0DCA∴根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0DCA按比例绘出该零件的极限应力线图如下图3-5如题3-4中危险截面上的平均应力MPa20m=σ，应力幅MPa20a=σ，试分别按①C r =②C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。

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，在一定限速内可采用 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 =aB. t21αα=aC. 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 12345 40Cr 表面淬火 18CrMnTi 渗碳淬火 45钢淬火 45钢调质 zCuSn5Pb5Zn5 ZCuA110Fe3 ZCuSn10Pb1 ZG340—640 HT250 HT150A. 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. HT200B. 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。

机械设计基础课后习题答案第三版课后答案(1-18章全) 完整版机械设计基础课后习题答案第三版高等教育出版社目录第1章机械设计概述1第2章摩擦、磨损及润滑概述 3第3章平面机构的结构分析12第4章平面连杆机构16第5章凸轮机构 36第6章间歇运动机构46第7章螺纹连接与螺旋传动48第8章带传动60第9章链传动73第10章齿轮传动80第11章蜗杆传动112第12章齿轮系124第13章机械传动设计131第14章轴和轴毂连接133第15章轴承138第16章其他常用零、部件152第17章机械的平衡与调速156第18章机械设计CAD简介163机械设计概述机械设计过程通常分为哪几个阶段?各阶段的主要内容是什么?答:机械设计过程通常可分为以下几个阶段:1.产品规划主要工作是提出设计任务和明确设计要求。

2.方案设计在满足设计任务书中设计具体要求的前提下,由设计人员构思出多种可行方案并进行分析比较,从中优选出一种功能满足要求、工作性能可靠、结构设计可靠、结构设计可行、成本低廉的方案。

3.技术设计完成总体设计、部件设计、零件设计等。

4.制造及试验制造出样机、试用、修改、鉴定。

常见的失效形式有哪几种?答:断裂,过量变形,表面失效,破坏正常工作条件引起的失效等几种。

什么叫工作能力?计算准则是如何得出的?答:工作能力为指零件在一定的工作条件下抵抗可能出现的失效的能力。

对于载荷而言称为承载能力。

根据不同的失效原因建立起来的工作能力判定条件。

标准化的重要意义是什么?答:标准化的重要意义可使零件、部件的种类减少,简化生产管理过程,降低成本,保证产品的质量,缩短生产周期。

第2章摩擦、磨损及润滑概述按摩擦副表面间的润滑状态,摩擦可分为哪几类?各有何特点?答:摩擦副可分为四类:干摩擦、液体摩擦、边界摩擦和混合摩擦。

干摩擦的特点是两物体间无任何润滑剂和保护膜,摩擦系数及摩擦阻力最大,磨损最严重,在接触区内出现了粘着和梨刨现象。

液体摩擦的特点是两摩擦表面不直接接触,被液体油膜完全隔开,摩擦系数极小,摩擦是在液体的分子间进行的,称为液体润滑。

3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数60105⨯=N ，9=m ，试求循环次数N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。

[解] MPa 6.373107105180936910111=⨯⨯⨯==--N N σσN M P a 3.324105.2105180946920112=⨯⨯⨯==--N N σσN M P a 0.227102.6105180956930113=⨯⨯⨯==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。

[解] )170,0('A )0,260(C 012σσσΦσ-=- σΦσσ+=∴-121M P a33.2832.0117021210=+⨯=+=∴-σΦσσ 得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D '根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。

如用题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ，精车，弯曲，βq =1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。

[解] 因2.14554==d D ，067.0453==d r ，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即()()69.1188.178.0111k =-⨯+=-α+=σσσq查附图3-2，得75.0=σε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则35.211191.0175.069.1111k =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=q σσσσββεK ()()()35.267.141,67.141,0,260,35.2170,0D C A ∴根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ，应力幅MPa 20a =σ，试分别按①C r =②C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。

蜗杆传动一、判断题（正确 T ，错误 F ）1. 两轴线空间交错成90°的蜗杆传动中，蜗杆和蜗轮螺旋方向应相同。

（ ）2. 蜗杆传动的主平面是指通过蜗轮轴线并垂直于蜗杆轴线的平面。

（ ）3. 蜗杆的直径系数为蜗杆分度圆直径与蜗杆模数的比值，所以蜗杆分度圆直径越大，其直径系数也 越大。

（ ）4. 蜗杆传动的强度计算主要是进行蜗轮齿面的接触强度计算。

（ ）5. 变位蜗杆传动中，是对蜗杆进行变位，而蜗轮不变位。

（ ） 二、单项选择题1. 与齿轮传动相比，（ ）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 2. 在标准蜗杆传动中，蜗杆头数一定时，若增大蜗杆直径系数，将使传动效率（ ）。

A 降低B 提高C 不变D 增大也可能减小 3. 蜗杆直径系数的标准化是为了（ ）。

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 4. 下列公式中，用（ ）确定蜗杆传动比的公式是错误的。

A21ωω>=i B 12z z i >= C 12d d i >= D 21n n i >=5. 提高蜗杆传动效率的最有效方法是（ ）。

A 增加蜗杆头数B 增加直径系数C 增大模数D 减小直径系数 三、填空题1. 在蜗杆传动中，蜗杆头数越少，则传动效率越___________，自锁性越____________。

2. 有一普通圆柱蜗杆传动，已知蜗杆头数21=z ，蜗杆直径系数8=q ，蜗轮齿数372=z ，模数mm 8=m ，则蜗杆分度圆直径_________________mm ，蜗轮的分度圆直径________________mm ，传动中心距________________mm ，传动比___________，蜗轮分度圆上的螺旋角_____________。

3. 阿基米德蜗杆传动变位的主要目的是为了_____________________和____________________。

（专升本）机械设计基础之蜗杆传动习题与答案Sunny smile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/mB. q=d l mC. q=a/d lD. q=a/m4 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1A. 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1A. 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1A. 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. 40CrB. GCrl5C. ZCuSnl0P1D. L Y1211 蜗轮常用材料是。

A. 40Cr B．GCrl5C. ZCuSnl0P1D. L Yl212 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C. 同时对蜗杆与蜗轮进行变位13 采用变位前后中心距不变的蜗杆传动，则变位后使传动比 。

A. 增大B. 减小C. 可能增大也可能减小。

14 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 。

A. 增大B. 减小C. 不变D. 可能增大也可能减小15 提高蜗杆传动效率的最有效的方法是 。

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n1D 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____。

蜗杆传动练习蜗杆传动练习题1.与齿轮传动相比较，_2）传动比可以很大____不能不作为蜗杆传动的优点。

（1）传动稳定，噪音大（2）传动比可以非常大（3）在一定条件下会自锁（4）传动效率高2.蜗杆与蜗轮正确啮合条件中，应除去____3）β1=β2___。

(1)ma1=mt2(2)αa1=αt2（（4）螺旋方向相同。

3.普通圆柱蜗杆传动中，_____在螺旋线的法截面上具有直线齿廓。

（1）阿基米德蜗杆（2）渐开线蜗杆（3）延展渐开线蜗杆4.圆柱蜗杆传动中的____（2）渐开线蜗杆___，在螺旋线的轴载面上具有直线齿廓。

（1）阿基米德蜗杆（2）渐开线蜗杆（3）延展渐开线蜗杆5.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）延展渐开线蜗杆6.起吊重物用的手动蜗杆传动装置，宜采用_____蜗杆。

（1）单头、小升角（2）单头、大升角（3）多头、小升角（4）多头、大升角7.螺旋压力机中蜗杆传动装置，宜采用_____蜗杆。

（1）单头、小升角（2）单头、大升角（3）多头、小升角（4）多头、大升角8.阿基米德蜗杆的_____模数，应符合标准数值。

（1）端面（2）法面（3）轴面9.蜗杆特性系数q的定义是_____。

（1）q=d1/m（2）q=d1m（3）q=a/d1（4）q=a/m10.减速蜗杆传动中，用_____计算传动比i是错误的。

（1）i=ω1/ω2（2）i=z1/z2（3）i=n1/n2（4）i=d1/d211.下列蜗杆直径计算公式：a.d1=m qb.d1=mz1c.d1=d2/id.mz2/(itgλ)e.d1=2a/(i+1)其中存有几个就是错误的。

（1）1个（2）2个（3）3个（4）4个12.在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆头数，则传动效率η_____。

（1）减少（2）提升（3）维持不变（4）可能将提升，也可能将增大13.在标准蜗杆传动中，蜗杆头数z1一定，如提高蜗杆特性系数q，将使传动的效率η_____。

蜗杆传动中，“自锁”即为：只能蜗杆驱动蜗轮，而不能逆传动。

( )设计蜗杆传动时，为了提高传动效率，可以增加蜗杆的头数。

( )T T
为提高蜗杆的刚度应增大蜗杆的分度圆直径d 1（或蜗杆的直径系数q ）。

( )
T 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 阿基米德蜗杆传动应用广泛的原因是容易加工。

( )
T 蜗杆传动设计需作蜗杆轮齿的强度计算。

( )F 蜗杆传动正确啮合的条件之一是蜗杆和蜗轮的螺旋角大小相等、方向相同。

( )T
蜗杆传动的接触疲劳强度计算，其目的只是防止齿面产生点蚀失效。

( )F 蜗杆传动中，进行齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度计算是以蜗轮为主；而进行刚度计算是以蜗杆轴为主。

T 进行蜗杆刚度计算时，可以忽略不计蜗杆轴向力，只考虑蜗杆圆周力和径向力的影
响。

( )
T。