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第十一章 蜗杆传动 复习思考题1、磨削时没有理论误差精度较高的普通圆柱蜗杆是延伸渐开线蜗杆；渐开线蜗杆；阿基米德蜗杆；圆弧面蜗杆2、标准蜗杆传动的中心距计算公式应力； ； 3、蜗杆蜗轮啮合面间的滑动速度Va与蜗杆的圆周速度V1之间有如下关系Va=V1；VaV1；VaV1；Va与V1没关系4、蜗杆传动的主要失效形式是齿面疲劳点蚀；齿根的弯曲折断；齿面的胶合和磨损；齿面的塑性变形5、蜗杆传动的油温最高不应超过30；50；80；1206、其他条件相同时，若增加蜗杆头数，则滑动速度增加；减小；保持不变；不一定7、蜗杆传动为什么要引入直径系数q？8、蜗杆的热平衡核算不满足要求时可采取哪些措施。 习题一、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=dl/m B. q=dl m C. q=a/dl 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 5 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 。 A. 提高 B. 降低 C. 不变 D. 提高，也可能降低 6 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆头数，则滑动速度 。 A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 增大也可能减小 7 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，减少蜗杆头数，则 。 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 BGCrl5 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 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fv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 。 A. 增大模数m B. 增加蜗杆头数 C. 增大直径系数q D. 减小直径系数q 16 闭式蜗杆传动的主要失效形式是 。 A. 蜗杆断裂 B. 蜗轮轮齿折断 C. 磨粒磨损 D. 胶合、疲劳点蚀 17 用 计算蜗杆传动比是错误的。 A. i=1/2 B. i=/ C. i= D. i= 18 在蜗杆传动中，作用在蜗杆上的三个啮合分力，通常以 为最大。 A. 圆周力Ftl B. 径向力Fr1 C. 轴向力Fa1 19 下列蜗杆分度圆直径计算公式： （a）d1=mq； （b）d1=m；（c）d1=d2/i；（d）d1=m/（itan）； （e）d1=2a/（i+1）。其中有 是错误的。 A. 一个 B. 两个 C. 三个 D. 四个 20 蜗杆传动中较为理想的材料组合是 。 A. 钢和铸铁 B. 钢和青铜 C. 铜和铝合金 D. 钢和钢二、填空题 1 阿基米德蜗杆和蜗轮在中间平面上相当于直齿条与 齿轮的啮合。 2 在蜗杆传动中，蜗杆头数越少，则传动效率越 ，自锁性越 ，一般蜗杆头数常取= 。 3 在蜗杆传动中，已知作用在蜗杆上的轴向力Fal=1 800N，圆周力Ft1=880N，若不考虑摩擦影响，则作用在蜗轮上的轴向力Fa2= ，圆周力Ft2 。 4 蜗杆传动的滑动速度越大，所选润滑油的粘度值应越 。 5 在蜗杆传动中，产生自锁的条件是 。 6 蜗轮轮齿的失效形式有 、 、 、 。但因蜗杆传动在齿面间有较大的 ，所以更容易产生 和 失效。 7 变位蜗杆传动仅改变 的尺寸，而 的尺寸不变。 8 在蜗杆传动中，蜗轮螺旋线的方向与蜗杆螺旋线的旋向应该 。 9 蜗杆传动中，蜗杆所受的圆周力Ft1的方向总是与 ，而径向力Frl的方向总是 。 10 闭式蜗杆传动的功率损耗，一般包括： 、 和 三部分。 11 阿基米德蜗杆和蜗轮在中间平面相当于 与 相啮合。因此蜗杆的 模数应与蜗轮的 模数相等。 12 在标准蜗杆传动中，当蜗杆为主动时，若蜗杆头数和模数m一定，而增大直径系数q，则蜗杆刚度 ；若增大导程角，则传动效率 。 13 蜗杆分度圆直径= ；蜗轮分度圆直径= 。 14 为了提高蜗杆传动的效率，应选用 头蜗杆；为了满足自锁要求，应选= 。 15 蜗杆传动发热计算的目的是防止 ，以防止齿面 失效。发热计算的出发点是 等于 。 16 为了蜗杆传动能自锁，应选用 头蜗杆；为了提高蜗杆的刚度，应采用 的直径系数q。 17 蜗杆传动时蜗杆的螺旋线方向应与蜗轮螺旋线方向 ；蜗杆的分度圆柱导程角应等于蜗轮的分度圆螺旋角。18 蜗杆的标准模数是 模数，其分度圆直径= ；蜗轮的标准模数是 模数，其分度圆直径= 。 19 有一普通圆柱蜗杆传动，已知蜗杆头数=2，蜗杆直径系数q=8,蜗轮齿数=37,模数m=8mm，则蜗杆分度圆直径= mm；蜗轮分度圆直径= mm；传动中心距a mm；传动比i= ；蜗轮分度圆上螺旋角= 。 20 阿基米德蜗杆传动变位的主要目的是为了 和 。 21 在进行蜗杆传动设计时，通常蜗轮齿数26是为了 ；80(100)是为了 。 22 蜗杆传动中，已知蜗杆分度圆直径，头数，蜗杆的直径系数q，蜗轮齿数，模数m，压力角，蜗杆螺旋线方向为右旋，则传动比i= ，蜗轮分度圆直径= ，蜗杆导程角= ，蜗轮螺旋角 ，蜗轮螺旋线方向为 。 23 阿基米德圆柱蜗杆传动的中间平面是指 的平面。 24 由于蜗杆传动的两齿面间产生较大的 速度，因此在选择蜗杆和蜗轮材料时，应使相匹配的材料具有良好的 和 性能。通常蜗杆材料选用 或 ，蜗轮材料选用 或 ，因而失效通常多发生在 上。 25 蜗杆导程角的旋向和蜗轮螺旋线的力向应 。26 蜗杆传动中，一般情况下 的材料强度较弱，所以主要进行 轮齿的强度计算。三、分析计算题1.阿基米德蜗杆传动，已知比i=18，蜗杆头数Z1=2，直径系数q=10，分度圆直径d1=80mm。试求：1）模数m、蜗杆分度圆柱导程角、蜗轮齿数Z2及分度圆柱螺旋角；2）蜗轮的分度圆直径d2和蜗杆传动中心距。2.分析与思考：蜗轮蜗杆传动正确啮合条件如何？为什么将蜗杆分度圆直径d1定为标准值？3.图中蜗杆主动，试标出未注明的蜗杆（或蜗轮）的螺旋线方向及转向，并在图中绘出蜗杆、蜗轮啮合点处作用力的方向（用三个分力：圆周力Ft、径向力Fr、轴向力F。表示）。4.1）蜗轮的旋转方向应如何确定？（2）蜗杆（主动）与蜗轮啮合点处各作用力的方向如何确定？5.图示蜗杆传动，蜗杆1主动，其转向如图示，螺旋线方向为右旋。试决定：1）蜗轮2的螺旋线方向及转向n2。2）蜗杆、蜗轮受到的各力（Ft、Fr、F） 6.图示为一标准蜗杆传动，蜗杆主动，螺旋线方向为左旋，转矩T1=2500Nmm，模数m=4mm，压力角，蜗杆头数Z1=2，蜗杆直径系数q=10，蜗轮齿数Z2=54，传动效率=0.75。试确定：1）蜗轮2的转向及螺旋线方向；2）作用在蜗杆、蜗轮上的各力的大小和方向（在图中标出）。7.分析与思考：蜗轮与蜗杆啮合点处各力之间关系如何？与斜齿圆柱齿轮传动各力之间关系有何异同？8.图示为由斜齿圆柱齿轮与蜗杆传动组成的两级传动，小齿轮1由电机驱动。已知：蜗轮螺旋线方向为右旋，转向m如图示。要求：1）确定、轴的转动方向（直接绘于图上）；2）若要使齿轮2与蜗杆3所受轴向力Fa2、Fa2互相抵消一部分，确定齿轮1、2和蜗杆3的轮齿螺旋线方向；3）蜗杆、蜗轮分度圆直径分别为d3、d4，传递的扭矩为T3、T4（Nmm），压力角为，求蜗杆啮合点处所受各力Ft3、Fr3、Fa3的大小（用公式表示，忽略齿面间的摩擦力）；4）在图中用箭头画出轴上齿轮2和蜗杆3所受各力Ft、Fr、Fa的方向。9.在图示传动系统中，1为蜗杆，2为蜗轮，3和4为斜齿圆柱齿轮，5和6为直齿锥齿轮。若蜗杆主动，要求输出齿轮6的回转方向如图所示。试决定：1）若要使、轴上所受轴向力互相抵消一部分，蜗杆、蜗轮及斜齿轮3和4的螺旋线方向及、轴的回转方向（在图中标示）；2）、轴上各轮啮合点处受力方向（Ft、Fr、Fa在图中画出）。 10.已知一闭式单级普通蜗杆传动，蜗杆的转速n1=1440r/min，传动i=24，Z1=2，m=10mm，q=8，蜗杆材料为45号钢表面淬火，齿面硬度为50HRC，蜗轮材料为ZCuSn10P1，砂模铸造。若工作条件为单向运转，载荷平稳，使用寿命为2400h。试求：蜗杆能够传递的最大功率P1。（要点提示：因为蜗杆传动的承载能力主要取决于蜗轮齿面接触强度，故可HHP求解P1。即：首先根据求出；再由求T1；然后由求得P1）11. 分析与思考：为什么闭式蜗杆传动的工作能力主要取决于蜗轮轮齿面接触强度，而不取决于蜗杆？12. 图示为带工运输机中单级蜗杆减速器。已知电动机功率P=7.5kW，转速n1=1440r/min，传动比i=15，载荷有轻微冲击，单向连续运转，每天工作8小时，每年工作300天，使用寿命为5年，设计该蜗杆传动。13. 分析与思考：为什么闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算？如不满足热平衡条件，可采取哪些措施以降低其温升？答：因为蜗杆传动在其啮合平面间会产生很大的相对滑动速度，摩擦损失大，效率低，工作时会产生大量的热。在闭式蜗杆传动中，若散热不良，会因油温不断升高，使润滑失效而导致齿面胶合。所以，闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算，以保证其油温稳定在规定的范围内，即：要求达到热平衡时的工作油温t10670，如不满足热平衡条件可采取以下的措施降低其温升：1）在箱体外壁增加散热片，以增大散热面积；2）在蜗杆轴端设置风扇，以增大散热系数；3）若上述还不能满足热平衡条件，可在箱体油池中装设蛇形冷水管，或采用压力喷油循环润滑。14.析与思考：在蜗杆蜗轮机构中，若蜗杆为主动件且其转向已知时，从动蜗轮的转向如何决定。15.带式运轮机用阿基米德蜗杆传动，已知传递功率P1=8.8kW, n1=960r/min, 传动比i=18，蜗杆头数z1=2，直径系数q=8，蜗杆导程角，蜗轮端面模数m=10mm，蜗杆主动时的传动效率=0.88，蜗杆为左螺旋，转动方向如图a所示。 （1）试在图上标出蜗轮的转向及各力的指向。（2）列式计算蜗杆与蜗轮各自所受到的圆周力Ft、轴向力Fa、径向力Ft（单位为N）。16.一单头蜗杆传动，已知蜗轮的齿数z2=40，蜗杆的直径系数q=10，蜗轮的分度圆直径d2=200mm。试求：（