機(jī)械設(shè)計(jì)-蝸桿習(xí)題與參考答案

.z.習(xí)題與參考答案一、選擇題1與齒輪傳動(dòng)相比較，不能作為蝸桿傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。A.傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小B.傳動(dòng)效率高C.可產(chǎn)生自鎖D.傳動(dòng)比大2阿基米德圓柱蝸桿與蝸輪傳動(dòng)的模數(shù)，應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)值。A.法面B.端面C.中間平面3蝸桿直徑系數(shù)q＝。A.q=dl/mB.q=dlmC.q=a/dlD.q=a/m4在蝸桿傳動(dòng)中，當(dāng)其他條件相同時(shí)，增加蝸桿直徑系數(shù)q，將使傳動(dòng)效率。A.提高B.減小C.不變D.增大也可能減小5在蝸桿傳動(dòng)中，當(dāng)其他條件相同時(shí)，增加蝸桿頭數(shù)，則傳動(dòng)效率。A.提高B.降低C.不變D.提高，也可能降低6在蝸桿傳動(dòng)中，當(dāng)其他條件相同時(shí)，增加蝸桿頭數(shù)，則滑動(dòng)速度。A.增大B.減小C.不變D.增大也可能減小7在蝸桿傳動(dòng)中，當(dāng)其他條件相同時(shí)，減少蝸桿頭數(shù)，則。A.有利于蝸桿加工B.有利于提高蝸桿剛度C.有利于實(shí)現(xiàn)自鎖D.有利于提高傳動(dòng)效率8起吊重物用的手動(dòng)蝸桿傳動(dòng)，宜采用的蝸桿。A.單頭、小導(dǎo)程角B.單頭、大導(dǎo)程角C.多頭、小導(dǎo)程角D.多頭、大導(dǎo)程角9蝸桿直徑d1的標(biāo)準(zhǔn)化，是為了。A.有利于測(cè)量B.有利于蝸桿加工C.有利于實(shí)現(xiàn)自鎖D.有利于蝸輪滾刀的標(biāo)準(zhǔn)化10蝸桿常用材料是。A.40CrB.GCrl5C.ZCuSnl0P1D.LY1211蝸輪常用材料是。A.40CrB．GCrl5C.ZCuSnl0P1D.LYl212采用變位蝸桿傳動(dòng)時(shí)。A.僅對(duì)蝸桿進(jìn)行變位B.僅對(duì)蝸輪進(jìn)行變位C.同時(shí)對(duì)蝸桿與蝸輪進(jìn)行變位13采用變位前后中心距不變的蝸桿傳動(dòng)，則變位后使傳動(dòng)比。A.增大B.減小C.可能增大也可能減小。14蝸桿傳動(dòng)的當(dāng)量摩擦系數(shù)fv隨齒面相對(duì)滑動(dòng)速度的增大而。A.增大B.減小C.不變D.可能增大也可能減小15提高蝸桿傳動(dòng)效率的最有效的方法是。A.增大模數(shù)mB.增加蝸桿頭數(shù)C.增大直徑系數(shù)qD.減小直徑系數(shù)q16閉式蝸桿傳動(dòng)的主要失效形式是。A.蝸桿斷裂B.蝸輪輪齒折斷C.磨粒磨損D.膠合、疲勞點(diǎn)蝕17用計(jì)算蝸桿傳動(dòng)比是錯(cuò)誤的。A.i=ω1/ω2B.i=/C.i=D.i=18在蝸桿傳動(dòng)中，作用在蝸桿上的三個(gè)嚙合分力，通常以為最大。A.圓周力FtlB.徑向力Fr1C.軸向力Fa119下列蝸桿分度圓直徑計(jì)算公式：（a）d1=mq；（b）d1=m；（c）d1=d2/i；（d）d1=m/（itan）；（e）d1=2a/（i+1）。其中有是錯(cuò)誤的。A.一個(gè)B.兩個(gè)C.三個(gè)D.四個(gè)20蝸桿傳動(dòng)中較為理想的材料組合是。A.鋼和鑄鐵B.鋼和青銅C.銅和鋁合金D.鋼和鋼二、填空題2l阿基米德蝸桿和蝸輪在中間平面上相當(dāng)于直齒條與齒輪的嚙合。22在蝸桿傳動(dòng)中，蝸桿頭數(shù)越少，則傳動(dòng)效率越，自鎖性越，一般蝸桿頭數(shù)常取=。23在蝸桿傳動(dòng)中，已知作用在蝸桿上的軸向力Fal=1800N，圓周力Ft1=880N，若不考慮摩擦影響，則作用在蝸輪上的軸向力Fa2=，圓周力Ft2。24蝸桿傳動(dòng)的滑動(dòng)速度越大，所選潤(rùn)滑油的粘度值應(yīng)越。25在蝸桿傳動(dòng)中，產(chǎn)生自鎖的條件是。26蝸輪輪齒的失效形式有、、、。但因蝸桿傳動(dòng)在齒面間有較大的，所以更容易產(chǎn)生和失效。27變位蝸桿傳動(dòng)僅改變的尺寸，而的尺寸不變。28在蝸桿傳動(dòng)中，蝸輪螺旋線的方向與蝸桿螺旋線的旋向應(yīng)該。29蝸桿傳動(dòng)中，蝸桿所受的圓周力Ft1的方向總是與，而徑向力Frl的方向總是。30閉式蝸桿傳動(dòng)的功率損耗，一般包括：、和三部分。31阿基米德蝸桿和蝸輪在中間平面相當(dāng)于與相嚙合。因此蝸桿的模數(shù)應(yīng)與蝸輪的模數(shù)相等。32在標(biāo)準(zhǔn)蝸桿傳動(dòng)中，當(dāng)蝸桿為主動(dòng)時(shí)，若蝸桿頭數(shù)和模數(shù)m一定，而增大直徑系數(shù)q，則蝸桿剛度；若增大導(dǎo)程角，則傳動(dòng)效率。33蝸桿分度圓直徑=；蝸輪分度圓直徑=。34為了提高蝸桿傳動(dòng)的效率，應(yīng)選用頭蝸桿；為了滿(mǎn)足自鎖要求，應(yīng)選=。35蝸桿傳動(dòng)發(fā)熱計(jì)算的目的是防止，以防止齒面失效。發(fā)熱計(jì)算的出發(fā)點(diǎn)是等于。36為了蝸桿傳動(dòng)能自鎖，應(yīng)選用頭蝸桿；為了提高蝸桿的剛度，應(yīng)采用的直徑系數(shù)q。角。38蝸桿的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)是模數(shù)，其分度圓直徑=；蝸輪的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)是模數(shù)，其分度圓直徑=。39有一普通圓柱蝸桿傳動(dòng)，已知蝸桿頭數(shù)=2，蝸桿直徑系數(shù)q=8,蝸輪齒數(shù)=37,模數(shù)m=8mm，則蝸桿分度圓直徑=mm；蝸輪分度圓直徑=mm；傳動(dòng)中心距amm；傳動(dòng)比i=；蝸輪分度圓上螺旋角=。40阿基米德蝸桿傳動(dòng)變位的主要目的是為了和。41在進(jìn)行蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，通常蝸輪齒數(shù)＞26是為了；＜80(100)是為了。42蝸桿傳動(dòng)中，已知蝸桿分度圓直徑，頭數(shù)，蝸桿的直徑系數(shù)q，蝸輪齒數(shù)，模數(shù)m，壓力角，蝸桿螺旋線方向?yàn)橛倚?，則傳動(dòng)比i=，蝸輪分度圓直徑=，蝸桿導(dǎo)程角=，蝸輪螺旋角，蝸輪螺旋線方向?yàn)椤?3阿基米德圓柱蝸桿傳動(dòng)的中間平面是指的平面。44由于蝸桿傳動(dòng)的兩齒面間產(chǎn)生較大的速度，因此在選擇蝸桿和蝸輪材料時(shí)，應(yīng)使相匹配的材料具有良好的和性能。通常蝸桿材料選用或，蝸輪材料選用或，因而失效通常多發(fā)生在上。45蝸桿導(dǎo)程角的旋向和蝸輪螺旋線的力向應(yīng)。算。三、問(wèn)答題47蝸桿傳動(dòng)具有哪些特點(diǎn)？它為什么要進(jìn)行熱平衡計(jì)算？若熱平衡計(jì)算不合要求時(shí)怎么辦？48如何恰當(dāng)?shù)剡x擇蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比i12、蝸桿頭數(shù)和蝸輪齒數(shù)，并簡(jiǎn)述其理由。49試闡述蝸桿傳動(dòng)的直徑系數(shù)q為標(biāo)準(zhǔn)值的實(shí)際意義。50采用什么措施可以節(jié)約蝸輪所用的銅材？51蝸桿傳動(dòng)中，蝸桿所受的圓周力Ft1與蝸輪所受的圓周力Ft2是否相等？52蝸桿傳動(dòng)中，蝸桿所受的軸向力Fa1與蝸輪所受的軸向力Fa2是否相等？53蝸桿傳動(dòng)與齒輪傳動(dòng)相比有何特點(diǎn)？常用于什么場(chǎng)合？54采用變位蝸桿傳動(dòng)的目的是什么？變位蝸桿傳動(dòng)中哪些尺寸發(fā)生了變化？55影響蝸桿傳動(dòng)效率的主要因素有哪些？為什么傳遞大功率時(shí)很少用普通圓柱蝸桿傳動(dòng)？56對(duì)于蝸桿傳動(dòng)，下面三式有無(wú)錯(cuò)誤？為什么？（1）；（2）；（3）；57蝸桿傳動(dòng)中為何常用蝸桿為主動(dòng)件？蝸輪能否作主動(dòng)件？為什么？58為什么要引入蝸桿直徑系數(shù)q？如何選用？它對(duì)蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度、剛度及尺寸有何影響？59影響蝸桿傳動(dòng)效率的主要因素有哪些？導(dǎo)程角γ的大小對(duì)效率有何影響？60蝸桿傳動(dòng)的正確嚙合條件是什么？自鎖條件是什么？61蝸桿減速器在什么條件下蝸桿應(yīng)下置？在什么條件下蝸桿應(yīng)上置？62選擇蝸桿的頭數(shù)和蝸輪的齒數(shù)應(yīng)考慮哪些因素？63蝸桿的強(qiáng)度計(jì)算與齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算有何異同？64為了提高蝸桿減速器輸出軸的轉(zhuǎn)速，而采用雙頭蝸桿代替原來(lái)的單頭蝸桿，問(wèn)原來(lái)的蝸輪是否可以繼續(xù)使用？為什么？65蝸桿在進(jìn)行承載能力計(jì)算時(shí)，為什么只考慮蝸輪？而蝸桿的強(qiáng)度如何考慮？在什么情況下需要進(jìn)行蝸桿的剛度計(jì)算？66在設(shè)計(jì)蝸桿傳動(dòng)減速器的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)已設(shè)計(jì)的蝸桿剛度不足，為了滿(mǎn)足剛度的要求，決定將直徑系數(shù)q從8增大至10，問(wèn)這時(shí)對(duì)蝸桿傳動(dòng)的效率有何影響？67在蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，蝸桿頭數(shù)和蝸輪齒數(shù)應(yīng)如何選擇？試分析說(shuō)明之。四、分析計(jì)算題68在題68圖中，標(biāo)出未注明的蝸桿(或蝸輪)的螺旋線旋向及蝸桿或蝸輪的轉(zhuǎn)向，并繪出蝸桿或蝸輪嚙合點(diǎn)作用力的方向(用三個(gè)分力表示)。題68圖例解。將蝸桿分度圓直徑d1定為標(biāo)準(zhǔn)值的目的是：減少蝸輪滾刀的數(shù)目，便于刀具標(biāo)準(zhǔn)化。3分析與思考：（1）蝸輪的旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)如何確定？（2）蝸桿（主動(dòng)）與蝸輪嚙合點(diǎn)處各作用力的方向如何確定？答：（1）蝸輪的旋轉(zhuǎn)方向：當(dāng)蝸桿的旋轉(zhuǎn)方向和螺旋線方向已知時(shí)，蝸輪的旋轉(zhuǎn)方向可根據(jù)螺旋副的運(yùn)動(dòng)規(guī)律來(lái)確定。（2）各力方向確定：圓周力FtFt1（蝸桿）——蝸桿為主動(dòng)件受到的阻力，故與其轉(zhuǎn)向n1方向相反。Ft2（蝸輪）——蝸輪為從動(dòng)件受到的是推力故與其轉(zhuǎn)向n2方向相同。徑向力Fr——Fr1、Fr2分別沿蝸桿、蝸輪的半徑方向指向各自的輪心軸向力FαFα1（蝸桿）——根據(jù)蝸桿的螺旋線方向（左旋或右旋）及其轉(zhuǎn)向n1，用左（或右）手定則來(lái)確定，即手握蝸桿皿指n1方向彎曲，大姆指的指向則為Fα1的方向。Fα2（蝸輪）——Fα2與Ft1大小相等方向相反。4.圖示蝸桿傳動(dòng)，蝸桿1主動(dòng)，其轉(zhuǎn)向如圖示，螺旋線方向?yàn)橛倚?。試決定：1）蝸輪2的螺旋線方向及轉(zhuǎn)向n2。2）蝸桿、蝸輪受到的各力（Ft、Fr、Fα）題解分析：1）蝸輪的螺旋線方向—右旋，蝸輪的轉(zhuǎn)向n2—見(jiàn)題解圖所示。2）蝸桿受力Ft1、Fr1、Fα1及蝸累受力Ft2、Fr2、Fα2——見(jiàn)題解圖所示。5圖示為一標(biāo)準(zhǔn)蝸桿傳動(dòng)，蝸桿主動(dòng)，螺旋線方向?yàn)樽笮?，轉(zhuǎn)矩T1=2500N·mm，模數(shù)m=4mm，壓力角，蝸桿頭數(shù)Z1=2，蝸桿直徑系數(shù)q=10，蝸輪齒數(shù)Z2=54，傳動(dòng)效率=0.75。試確定：1）蝸輪2的轉(zhuǎn)向及螺旋線方向；2）作用在蝸桿、蝸輪上的各力的大小和方向（在圖中標(biāo)出）。解答：1）蝸輪的轉(zhuǎn)向——蝸輪按逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，蝸輪輪齒螺旋線方向——左旋2）蝸桿、蝸輪上的各力大小7.圖示為由斜齒圓柱齒輪與蝸桿傳動(dòng)組成的兩級(jí)傳動(dòng)，小齒輪1由電機(jī)驅(qū)動(dòng)。已知：蝸輪螺旋線方向?yàn)橛倚D(zhuǎn)向mⅢ如圖示。要求：1）確定Ⅰ、Ⅱ軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向（直接繪于圖上）；2）若要使齒輪2與蝸桿3所受軸向力Fa2、Fa2互相抵消一部分，確定齒輪1、2和蝸桿3的輪齒螺旋線方向；3）蝸桿、蝸輪分度圓直徑分別為d3、d4，傳遞的扭矩為T(mén)3、T4（N·mm），壓力角為α，求蝸桿嚙合點(diǎn)處所受各力Ft3、Fr3、Fa3的大?。ㄓ霉奖硎荆雎札X面間的摩擦力）；4）在圖中用箭頭畫(huà)出Ⅱ軸上齒輪2和蝸桿3所受各力Ft、Fr、Fa的方向。解題分析：1）Ⅰ、Ⅱ軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向nⅠ、nⅡ一見(jiàn)題圖解所示，2）齒輪1、2和蝸桿3螺旋線方向：齒輪1——左旋；齒輪2——右旋；蝸桿3——右旋，3）Ft3=2T3/d3N；Fr3=–Fr4=Ft4tanα=(2T4/d4)tanαN;Fa3=–Ft4=2T4/d4N;4）Ⅱ軸上齒輪2與蝸桿3受力見(jiàn)題解圖所示。8.在圖示傳動(dòng)系統(tǒng)中，1為蝸桿，2為蝸輪，3和4為斜齒圓柱齒輪，5和6為直齒錐齒輪。若蝸桿主動(dòng)，要求輸出齒輪6的回轉(zhuǎn)方向如圖所示。試決定：1）若要使Ⅰ、Ⅱ軸上所受軸向力互相抵消一部分，蝸桿、蝸輪及斜齒輪3和4的螺旋線方向及Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ軸的回轉(zhuǎn)方向（在圖中標(biāo)示）；2）Ⅱ、Ⅲ軸上各輪嚙合點(diǎn)處受力方向（Ft、Fr、Fa在圖中畫(huà)出）。解題分析：1）各軸螺旋線方向：蝸桿1——左旋；蝸輪2——左旋；斜齒輪3——左旋；斜齒輪4——右旋，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ軸的回轉(zhuǎn)方向：Ⅰ軸nⅠ——逆時(shí)針；Ⅱ軸nⅡ——朝下↓；Ⅲ軸n↑、Ⅲ2）Ⅱ、Ⅲ軸上各軸受力方向見(jiàn)題解圖所示。10.分析與思考：為什么閉式蝸桿傳動(dòng)的工作能力主要取決于蝸輪輪齒面接觸強(qiáng)度，而不取決于蝸桿？答：蝸輪相當(dāng)于斜齒輪，且蝸輪材料的機(jī)械強(qiáng)度比鋼制蝸桿強(qiáng)度低，故閉式蝸桿傳動(dòng)的主要失效形式為蝸輪齒面疲勞點(diǎn)蝕，其承載能力主要取決于蝸輪齒面接觸強(qiáng)度。12.分析與思考：為什么閉式蝸桿傳動(dòng)必須進(jìn)行熱平衡計(jì)算？如不滿(mǎn)足熱平衡條件，可采取哪些措施以降低其溫升？答：因?yàn)槲仐U傳動(dòng)在其嚙合平面間會(huì)產(chǎn)生很大的相對(duì)滑動(dòng)速度，摩擦損失大，效率低，工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱。在閉式蝸桿傳動(dòng)中，若散熱不良，會(huì)因油溫不斷升高，使?jié)櫥Ф鴮?dǎo)致齒面膠合。所以，閉式蝸桿傳動(dòng)必須進(jìn)行熱平衡計(jì)算，以保證其油溫穩(wěn)定在規(guī)定的圍，即：要求達(dá)到熱平衡時(shí)的工作油溫t1≤06℃~70℃，如不滿(mǎn)足熱平衡條件可采取以下的措施降低其溫升：1）在箱體外壁增加散熱片，以增大散熱面積；2）在蝸桿軸端設(shè)置風(fēng)扇，以增大散熱系數(shù)；3）若上述還不能滿(mǎn)足熱平衡條件，可在箱體油池中裝設(shè)蛇形冷水管，或采用壓力噴油循環(huán)潤(rùn)滑。17.蝸桿傳動(dòng)具有哪些特點(diǎn)？它為什么要進(jìn)行熱平衡計(jì)算？熱平衡計(jì)算不合要求時(shí)怎么辦？解題要點(diǎn)：蝸桿傳動(dòng)具有傳動(dòng)比大、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲低和在一定條件下能自鎖待優(yōu)點(diǎn)而獲得廣泛的應(yīng)用。但蝸桿傳動(dòng)在嚙合平面間將產(chǎn)生很大的相對(duì)滑動(dòng)，具有摩擦發(fā)熱大，效率低等缺點(diǎn)。正是由于存在上述的缺點(diǎn)，故需要進(jìn)行熱平衡計(jì)算。當(dāng)熱平衡計(jì)算不合要求時(shí)，可采取如下措施：（1）在箱體外壁增加散熱片，以增大散熱面積；2）在蝸桿軸端設(shè)置風(fēng)扇，以增大散熱系數(shù)；（3）若上述辦法還不能滿(mǎn)足散熱要求，可在箱體油池中裝設(shè)蛇形冷卻管，或采用壓力噴油循環(huán)潤(rùn)滑。20圖示蝸桿傳動(dòng)均以蝸桿為主動(dòng)件，試在圖上標(biāo)出蝸桿（或蝸輪）的轉(zhuǎn)向，蝸輪齒的螺旋線方向，蝸桿、蝸輪所受各分力的方向。解題要點(diǎn)：蝸桿（或蝸輪）的轉(zhuǎn)向、蝸輪齒的螺旋線方向，蝸桿、蝸輪所受各力的方向均標(biāo)于圖解中。21.在圖示傳動(dòng)系統(tǒng)中，件1、5為蝸桿，件2、6為蝸輪，件3、4為斜齒圓柱齒輪，件7、8為直齒錐齒輪。已知蝸桿1為主動(dòng)，要求輸出齒輪8的回轉(zhuǎn)方向如圖示。試確定：（1）各軸的回轉(zhuǎn)方向（畫(huà)在圖上）（2）考慮軸Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上所受軸向力能抵消一部分，定出各輪的螺旋線方向（畫(huà)在圖上）（3）畫(huà)出各輪的軸向力的方向。解題要點(diǎn)：題中要求解答的（1）、（2）、（3）項(xiàng)，均示于圖解中。五、