机械设计作业集第11章答案

第11章蜗杆传动一、选择题与11-1齿轮传动相比，_ _ _ d _ _ _ _ _不能用作蜗杆传动的优点。驱动器平稳，噪音小b传动比可能更大c自动锁定d驱动器效率可生成11-2阿基米德蜗杆和蜗轮与中间平面中的直齿条和_B_齿轮相当啮合。摆线b渐开线c弧曲线d，变态摆线在11-3蜗杆传动中，如果模块和蜗杆刀头数量恒定，则增加蜗杆分度圆直径时_B_ _。a提高驱动器效率，降低蜗杆刚度b降低驱动器效率，增加蜗杆刚度c驱动器效率和蜗杆刚度都提高了d驱动器效率和蜗杆刚度11-4大多数蜗杆传动装置的驱动尺寸主要由齿侧接触疲劳强度确定，并进行计算以防止这种情况发生_ _ _ _ d _ _。蜗杆齿表面的疲劳拟合和粘合b蜗杆齿的弯曲疲劳断裂c蜗轮齿弯曲疲劳断裂d蜗轮齿面疲劳拟合与粘合11-5增加蜗杆传动中的蜗杆头数Z1有助于_D_ _。提高驱动器承载能力提高b蜗杆刚度提高c蜗杆加工d传输效率必须为_ _ _ A _ _ A _ _ _，才能提高11-6蜗杆的刚度。增加蜗杆直径b高强度合金钢用作蜗杆材料c蜗杆硬度，降低表面粗糙度值为了提高11-7蜗杆传动的啮合效率l，可以在润滑良好的条件下使用_ _ _ B _ _ _ _ _。单头蜗杆b多头蜗杆c高速度n1 D大直径系数蜗杆11-8主要对包含_B_的闭合蜗杆传动执行热平衡计算。a防止润滑剂加热后泄漏，从而导致环境污染。b防止过度的润滑剂温度恶化润滑条件c防止蜗轮材料在高温下机械性能下降，d蜗轮发生热变形后，正确的啮合损坏11-9对于传递典型功率的闭合蜗杆传动，蜗轮材料选择的主要标准是_A_。齿面滑动速度b蜗杆传动效率c对蜗杆齿面硬度d蜗杆传动载荷尺寸对于11-10普通圆柱蜗杆传动，_B_是以下错误陈述：如果a齿轮比小于蜗轮与蜗杆分度圆直径b蜗杆直径系数，则蜗杆刚性会增大c蜗轮端面的内部模块和压力角度为标准值d蜗杆头数Z1小时，从而提高驱动器效率11-11蜗杆传动的等效摩擦系数Fv为_C_ _，因为齿侧相对滑动速度的增加。a增加b不变c减少在11-12蜗杆传动中，齿轮齿承载能力计算主要针对_D_进行。蜗轮接触强度和蜗轮根弯曲强度b蜗杆根弯曲强度和蜗轮齿接触强度c蜗轮接触强度和蜗杆齿根弯曲强度d蜗轮齿表面接触强度和蜗轮齿根弯曲强度11-13蜗杆常用的材料是_C_。Aht 150 bzcfusn 10p 1C45钢DGCr1511-14蜗杆传动的故障形式类似于齿轮变速。其中_B_最容易发生。管接头和磨损b粘合和磨损c齿轮断裂和塑性变形d粘合和塑性变形11-15蜗轮上蜗杆1和蜗轮2施加的扭矩的关系为_ _ _ _ c _ _ _ _ _ _ _。A BC D二、填空11-16蜗杆直径系数q=d1/m_。11-17蜗杆驱动器的自动锁定条件为_ _ _ g和_ _ _ _ _。11-18阿基米德蜗杆与蜗轮正确结合的条件为ma1=mt2=m，a a1=a t2=a，G1=B2。11-19蜗杆传动中的蜗杆刀头数量少，驱动器效率低，自我锁定也好。一般蜗杆头数通常为1、2、4、6。为了11-20滑动速度对4m/s的重要蜗杆传动，蜗杆的材料可以用合金钢淬火。蜗轮材料可以选择锡青铜。在11-21蜗杆传动中，强度计算的对象是蜗轮。这是因为材料中的蜗轮具有青铜、强度差、结构上蜗杆的齿连续，蜗轮的齿独立。11-22蜗杆传动中蜗杆螺旋的方向和蜗轮螺旋的方向必须相同，蜗杆的导引角必须与蜗轮的螺旋角相同。11-23闭合蜗杆传动的功率损耗，通常包括啮合摩擦损失、轴承摩擦损失、飞溅油损失三个部分。三、分析和思考问题11-24蜗轮和齿轮传动的特点是什么？经常在什么情况下使用？答：特性：1、变速比大，结构紧凑；2、驱动器平稳，噪音低；3、g和时，自锁；4、齿面滑动速度快，效率低。适用于大传动比的运动传递，在动力传递中的应用受到限制。与普通圆柱蜗杆传动相比，11-25圆圆柱蜗杆传动、圆环蜗杆传动和锥蜗杆传动的特性是什么？每个都适合什么情况？答：圆弧圆柱蜗杆传动效率高、承载能力强、尺寸小、质量小、结构紧凑，适用于各种机械设备的减速机构。环形蜗杆传动效率高，承载能力强；斜面蜗杆传动匹配度大，传动比范围大，承载能力和效率高。11-26影响蜗杆传动效率的主要因素是什么？传递大功率的时候为什么很少使用普通圆柱蜗杆？答：影响蜗杆传动效率的主要因素包括啮合摩擦损失、轴承摩擦损失、飞溅油损失，其中一个主要是啮合摩擦损失，这与蜗杆的导引角、滑动速度等有关。一般圆柱蜗杆传动效率低，很少用于传送高功率。为什么在11-27普通圆柱蜗杆传动中指定蜗杆的分度圆直径作为标准值？答：将蜗杆的分度圆直径指定为标准值，是为了限制滚刀的数量，以便于滚刀标准化。11-28蜗杆传动的故障形式和计算标准是什么？常用的材质对是什么？选择材料时必须满足哪些要求？a:开放：确保齿表面磨损、齿断裂、齿根弯曲疲劳强度的设计标准：封闭：失效形式包括齿侧粘合、配合、设计标准包括齿侧接触疲劳强度设计、齿根弯曲疲劳强度检查和热平衡会计。蜗杆材料一般是碳钢，合金钢。蜗轮材料为铸造锡青铜，铸造铝铁青铜，灰色铸铁。选择蜗轮、蜗杆材料不仅需要足够的强度，还需要良好的管路和耐磨性。11-29蜗轮材料的许用接触应力与相对滑动速度大小相关，有时与应力循环次数无关，请说明原因。答：如果蜗轮材料为灰口铸铁或高强度青铜(sB300MPa)，则蜗杆的支撑力主要取决于齿侧粘合强度，但当前没有粘合强度计算公式，因此使用接触强度计算，检查蜗轮的齿许用接触应力时必须考虑相对滑动速度的大小，并且由于粘合不属于疲劳破坏，因此许用接触应力与应力循环次数无关。对于蜗轮材料为sB300MPa的锡青铜，蜗轮主要是接触疲劳故障，允许的接触应力与应力循环数有关。11-30蜗杆驱动器是否有以下三种类型的故障？怎么了？回答：为什么11-31蜗杆传动设计中的发热问题特别重要？如何执行热平衡计算？常用的散热措施是什么？答：蜗杆传动齿面的滑动速度大，效率低，运行时发热大，热量不能及时散发时油温度升高，润滑油稀释，从而导致摩擦损失增加或黏胶。因此，应根据单位时间发热量与同一时间内发热量相同的条件进行热平衡计算，以确保油温度保持在一定范围内。一般散热措施：1、添加散热器以增加热面积。2、在蜗杆的轴端安装风扇，以加速空气流动；3、在变速器壳上安装循环冷却线路。为什么在11-32蜗杆传动中执行蜗杆刚度计算？典型两端支承蜗杆轴的刚度计算如何？答：蜗杆传动装置的驱动大小大，蜗轮的大小大，蜗杆的支援跨距大，蜗杆受力时会发生大变形，从而在齿轮齿上产生负载集，并影响正确的啮合，从而执行蜗杆的刚度计算。11-33普通圆柱蜗杆传动的承载能力主要取决于蜗轮齿的强度，为什么用碳钢或合金钢制造蜗轮是不可取的？答：由于结构和材料原因，蜗轮始终出现故障。结构上：蜗杆为连续齿，蜗轮的齿被隔离。材料上：蜗杆为钢，强度高，而蜗轮的材料为青铜，强度低。蜗杆传动中啮合的齿面具有良好的齿材料磨损、行驶性和耐磨性，与齿配合，以提高滑动速度和防止磨损的能力，用碳钢或合金钢制造蜗轮，强度高，但与碳钢蜗杆配合时，磨损和耐磨性较差。在11-34传动蜗杆传动中，蜗轮的齿数在哪些范围内选择？齿数太多或太少会发生什么情况？答：蜗轮齿数主要取决于齿轮比，即z2=I Z1。Z2不能太小(例如z2 26)。否则，驱动器稳定性将下降。Z2也不能太大(z280)。否则，如果系数恒定，蜗轮直径将增加，啮合蜗杆支撑间隙将增大，蜗杆的弯曲刚度将减小。11-35图标蜗杆传动蜗杆。您要在图形中显示蜗轮(或蜗杆)的旋转、蜗轮齿的螺旋方向、蜗杆和蜗轮上施加的各力的方向。问题11-35图知道输出轴n6的方向的驱动器系统，如图11-36所示。(1)缩小每个轴的轴向力，以确定锥齿轮3、4和蜗轮1、2的螺旋方向(在图中或以文本说明)以及每个轴的旋转。(2)在图中显示每个齿轮轴向力的方向。问题11-36图四、设计计算问题11-37驱动器中的蜗杆传动，电动机功率P=10kW，速度n=970r/mim，蜗杆传动参数：Z1=2，z2=60，q=8，m=8，右侧，蜗杆(1)重物上升时，电机转向(图示)；(2)重物上升的速度v；(3)重物的最大重量w；(4)显示蜗轮施加的每个力的大小，并显示每个力的方向。问题11-37图解决方案：(1)图(2)(3)(4)11-38图标是简单的手动升降装置。已知：m=8、Z1=1、z2=40、q=10、滚动直径D=200 mm，请确定以下内容：(1)重物上升到1米后，把手要转动多少圈？(？蠕虫如果向右旋转，重物上升时手柄如何转动(在图中绘制)？(2)如果蜗轮齿侧之间的等效摩擦系数fv=0.2，则此机构是否处于自锁状态？(3)如果重物的重量为G=1000N，如果人力推力F=50N，则手柄的臂长l；(4)提起或放下重物时，蜗轮齿是单侧负载还是双侧负载？(？解决方案：(1)问题11-38图解(2)自锁(3)(4)举起重物时，蜗轮齿面左侧施加了力，卸重物时重力是推力，蜗轮的工作齿未发生变化，因此一侧施加了载荷。11-39为驱动、转速nl=1440r/min、蜗杆头zl=2、模块m=4mm、蜗杆直径系数q=10、蜗杆材料为钢、齿面硬度大于45HRC、磨削、蜗轮材料为铸造注释青铜解决方案：表11-18，fv=0.028，和=136为11-40带式输送机设计的普通圆柱蜗杆减速器，传输功率P1=7.5kW，蜗杆速度n1=970r/min，传动比i=18，由电动机驱动，稳定载荷。蜗杆材料的20Cr钢、渗碳淬火、硬度大于58HRC。蜗轮材料为ZCuSnl0P1，金属模具铸造。蜗杆减速器每天8小时，工作寿命7年(每年250个工作日)。解法：稍微马达旋转方向已知的驱动系统，如图11-41所示。(1)请说明皮带传动