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第11章蜗杆传动作业与参考答案一、填空题1．在润滑良好的情况下，减摩性好的蜗轮材料是（青铜类），蜗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）。
2．有一标准普通圆柱蜗杆传动，已知z l=2，q=8，z2=42，中间平面上模数m=8 mm，压力角α=20°，蜗杆为左旋，则蜗杆分度圆直径d1=（ 64 ）mm，传动中心距a=（ 200 ）mm。
蜗杆分度圆柱上的螺旋线升角γ=arctan（ 0.25 ）。
蜗轮为（左）旋，蜗轮分度圆柱上的螺旋角β=（ 14.036° ）。
3．限制蜗杆的直径系数q是为了限制（蜗轮滚刀的数目），便于滚刀的标准化。
4．闭式蜗杆传动的功率损耗，一般包括三个部分：（啮合功率损耗）、（轴承摩擦损耗）和（搅油损耗）。
5．蜗杆传动设计中，通常选择蜗轮齿数z2>26是为了保证传动的（平稳性），z2<80是为了防止蜗轮尺寸过大引起蜗杆（跨距大）或蜗杆的（弯曲刚度）过低。
6．蜗杆传动中，蜗杆导程角为γ，分度圆圆周速度为v1，则其滑动速度v s为（v l／cosγ），它使蜗杆蜗轮的齿面更容易产生（磨损）和（胶合）。
7．减速蜗杆传动中，主要的失效形式为（轮齿点蚀）、（弯曲折断）、（齿面胶合）和（磨损），常发生在（蜗轮轮齿上）。
8．对闭式蜗杆传动，．通常按（蜗轮齿面接触疲劳）强度进行设计，而是按（蜗轮齿根弯曲疲劳）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）强度进行设计。
9．在圆柱蜗杆传动的参数中，（模数m ）和（压力角及特征系数q）为标准值，（齿数z l、z2 ）和（中心距）必须取整数。
10．蜗杆传动的主要失效形式为（齿面胶合）、（磨损）。
提高蜗杆传动承载能力的措施有选用（高强度蜗轮材料），（变位）等。
11．蜗杆传动中蜗杆的螺旋线方向与蜗轮的螺旋线方向（相同）；蜗杆的（轴面）模数为标准模数，蜗轮的（端面）压力角为标准压力角；蜗杆的（分度圆柱）直径为标准直径。
蜗杆传动之阳早格格创做一、推断题（精确 T，过得 F）1. 二轴线空间接错成90°的蜗杆传动中，蜗杆战蜗轮螺旋目标应相共. （）2. 蜗杆传动的主仄里是指通过蜗轮轴线并笔直于蜗杆轴线的仄里. （）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. 蜗杆传动的强度估计主假如举止蜗轮齿里的交战强度估计. （）5. 变位蜗杆传动中，是对于蜗杆举止变位，而蜗轮没有变位. （）二、单项采用题1. 与齿轮传动相比，（）没有克没有及动做蜗杆传动的便宜.A 传动稳固，噪声小B 传动比不妨较大C 可爆收自锁D 传动效用下2. 正在尺度蜗杆传动中，蜗杆头数一定时，若删大蜗杆直径系数，将使传动效用（）.A 落矮B 普及C 没有变D 删大也大概减小3. 蜗杆直径系数的尺度化是为了（）.A 包管蜗杆有脚够的刚刚度B 缩小加工时蜗轮滚刀的数目C 普及蜗杆传动的效用D 减小蜗杆的直径4. 下列公式中，用（）决定蜗杆传动比的公式是过得的.5. 普及蜗杆传动效用的最灵验要领是（）.A 减少蜗杆头数B 减少直径系数C 删大模数D 减小直径系数三、挖空题1. 正在蜗杆传动中，蜗杆头数越少，则传动效用越___________，自锁性越____________.2.模数，则蜗杆分度圆直径蜗轮齿_________________mm，蜗轮的分度圆直径________________mm，传动核心距________________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手段是为了_____________________战____________________.四、简问题1. 蜗杆传动的精确啮合条件是什么？2. 为何连绝处事的关式蜗杆传动要举止热仄稳估计？可采与哪些步伐去革新集热条件？3. 蜗杆传动为什么普遍采用钢蜗杆战铜蜗轮动做配对于资料？4. 蜗杆传动的主要做废形式战估计规则？5. 与齿轮传动相比，蜗杆传动的主要劣、缺面有哪些？五、分解估计题1. 已知一戴式输送机用阿基米德蜗杆传动，传播的功率均动比，蜗杆头数，直径系数，蜗杆导程角标如图所示.试供：（1）蜗轮的转背及各力指背；（2）估计蜗杆战蜗轮所受个分力的大小.2. 图示蜗杆传动中，蜗杆为主动件.试正在图上标出蜗杆（或者蜗轮）的转背，蜗轮的螺旋线目标，蜗杆、蜗轮所受各分力的目标.3. 图示为单级蜗杆传动.已知蜗杆1、3均为左旋，轴Ⅰ为输进轴，其回转目标如图所示.试供：（1）各蜗杆战蜗轮的螺旋线目标；（2）轴Ⅱ战轴Ⅲ回转目标；（3）蜗轮2战蜗杆3所受的各力.4. 图示为斜齿圆柱齿轮-蜗杆传动.已知齿轮1的螺旋线目标战Ⅰ轴的转背.试供：（1）绘出Ⅱ轴、Ⅲ轴的转背；（2）推断齿轮2的螺旋线目标，蜗杆3、蜗轮4旋背（使Ⅱ轴上轴启所受轴背力最小）；（3）正在啮合面处，绘出齿轮2、蜗杆3所受各分力.5. 图示为蜗杆——斜齿圆柱齿轮传动.已知蜗杆主动，螺旋目标为左旋，大齿轮转背如图所示.试供：（1）各轴的转背；（2）为使Ⅱ轴上二轮的轴背力对消一部分时齿轮3、4的螺旋线目标；（3）蜗轮2战齿轮3所受各分力目标.6. 图示传动系统中，1、5为蜗杆，2、6为蜗轮，3、4为斜齿圆柱齿轮，7、8为直齿锥齿轮.已知蜗杆1为主动，央供输出齿轮8的回转目标如图所示.试决定：（1）各轴的回转目标；（2）思量轴Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上所受轴背力能对消一部分，定出各轮的螺旋线目标；（3）绘出各轮的轴背力目标.参照问案一、推断题（精确 T，过得 F）1. T2. F3. F4. T5. F二、单项采用题1. D2. B3. B4. C5. A三、挖空题1. 矮佳3. 凑配传动比凑配核心距四、简问题相共.即为2. 蜗杆传动效用较矮，处事是收热量大，如果爆收的热量没有克没有及即时集劳，则随着油温的降下将使润滑油黏度落矮，进而使润滑状态变坏，以至会引导胶合.所以蜗杆传动必须举止热仄稳估计，以包管单位时间内的收热量能正在共一时间内集劳进去，进而保护良佳的润滑状态，包管蜗杆传动正常处事.步伐：①正在箱体中壁加集热片以删大集热里积；②正在蜗杆轴端加拆风扇举止人为透气；③正在箱体油池内加拆蛇形火管用循环火热却；④采与压力喷油循环润滑，润滑油用过滤器滤去纯量，并经热却器热却.3. 蜗杆传动中啮合齿里间的相对于滑动速度较大，摩揩大，收热量大，蜗轮齿里的胶合、面蚀战磨益是主要的做废形式；共时，对于蜗杆战蜗轮的资料没有但是要具备脚够的强度，更要害的是该当具备良佳的跑合性、减摩性战耐磨性，所以普遍采与题中的配对于资料.4. 主要做废形式为齿里磨益、齿里胶合、齿里面蚀、轮齿合断.估计规则：①蜗轮齿里交战疲倦强度估计，以蜗轮齿里抗面蚀本领估计为主，共时思量磨益战胶合与交战应力及滑动速度有关，用落矮许用交战应力的要领去对于磨益战胶合正在条件性估计；②蜗轮齿根蜿蜒疲倦强度估计；③蜗杆与轴常常造成一体，要按轴的估计要领估计蜗杆轴的强度战刚刚度；④蜗杆传动效用矮，收热量大，对于关式蜗杆传动要举止热仄稳估计.5. 蜗杆传动的主要便宜：①传动比大而且准确；②传动稳固，噪声小；③不妨真止自锁；④传动的效用比较矮；⑤齿里间的相对于滑动速度大，温降下，摩揩比较宽沉.五、分解估计题1. 解：（1）蜗轮转背及各力指背如图所示.（2）各分力大小的估计估计各分力大小2. 解：3. 解：4. 解：5. 解：6. 解：。
班 级成 绩姓 名任课教师学 号批改日期第十一章 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z 1，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n 1 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____。
第11章 蜗杆传动（一）教学要求1、 了解蜗杆传动特点、类型及主要参数，了解滑动速度、效率2、 掌握蜗轮强度计算方法及蜗杆传动，热平衡计算方法（二）教学的重点与难点1、 蜗杆传动特点、参数计算、特性系数q2、 齿面接触疲劳强度、齿根弯曲强度和热平衡计算（三）教学内容11．1 蜗杆传动的类型及特点用于实现空间交错轴间的运动传递，一般交错角︒=∑90。
其特点是结构紧凑、传动比大、传动平稳、易自锁。
缺点是摩擦磨损大、发热量大，η低。
一、蜗杆传动的类型按蜗杆形式：圆柱蜗杆（常用） 环面蜗杆 锥蜗杆（较少）1、圆柱蜗杆传动：普通圆柱蜗杆（在车床上用直线刀刀刃车削而得到）阿基米德蜗杆（ZA ）——最常用，垂直于轴线平面的齿廓为阿基米德螺线，在过轴线的平面内齿廓为直线，在车床上切制时切削刃顶面通过轴线。
︒=4020α，加工简单，磨削有误差，精度较低，刀子轴线垂直于蜗杆轴线，（图11-4）法向直廓蜗杆（ZN ）——切削时刀刃垂直于轮齿法面，法面齿廓（延伸渐开线~）——直线，轴面齿形为渐开线，端面齿形为一延伸渐开线，磨削有误差、精度较低。
（图11-5）渐开线蜗杆（ZI ）——刀刃平面与蜗杆基圆柱相切，端面齿莆为渐开线，由渐开线齿轮演化而来（Z 小，β大），在切于基圆的平面内一侧齿形为直线，可滚齿，并进行磨削，精度、η高。
适于较高速度和较大的功率。
（图11-6）2、环面蜗杆传动（图11-2）——蜗杆轴向为凹圆弧面，蜗轮的节圆位于蜗杆的节弧面上，中间平面内，蜗杆、蜗轮均为直线齿廓，特点：同时啮合齿数多，∵轮齿接触线与蜗杆齿运动的方向近似垂直，∴易于形成动压油膜、效率高，η=90°，承载能力强。
3、锥蜗杆传动（图11-3）——蜗杆齿分布在节锥上的等导程螺旋。
蜗轮——如同曲线齿锥齿轮：特点：同时接触齿数多，重合度大，传动比范围大，侧隙可调。
但传动具有不对称性，正反传动时受力、承载与效率均不同。
较少。
二、蜗杆传动的特点1、 传动比大2、连续啮合，传动平稳，冲击载荷小，噪音低3、具有自锁性，即当P V ≤4、齿面滑动速度VS 大、磨损、发热，容易使润滑失效，η较低，易磨损、胶合。
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。
】
5.闭式蜗杆传动为什么要进行热平衡计算？如热平衡不能满足要求时，应采用什么措施？ 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。
6.如10-13图所示，手动铰车采用蜗杆传动。
已知手柄半径R=200mm ，卷筒直径D=200mm ，蜗杆传动参数m=5mm ，d1=50mm ，z1=1，z2=50，当量摩擦系数fv=0.14，手柄上作用力为200N 。
求：1）重物提升时，（n1转向如图）确定蜗杆及蜗轮的旋向？
2）能提升的最大重量Q 是多少？
3）提升后松手，重物能否自行下降？
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得V ϕ=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=821.69N·m
22T Q D =，故9.82162001069.8212232⨯⨯==D T Q N
（3）因为γ=5.71°，V ϕ=7.97°，γ<ρv ，满足自锁条件，所以重物不会自行下降。
