蜗杆传动考试复习和练习试题

./蜗杆传动习题与参考答案一、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/mB.q=dlmC.q=a/dlD.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.40CrB.GCrl5C.ZCuSnl0P1D.LY1211蜗轮常用材料是。A.40CrB．GCrl5C.ZCuSnl0P1D.LYl212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mB.增加蜗杆头数C.增大直径系数qD.减小直径系数q16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=ω1/ω2B.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FtlB.径向力Fr1C.轴向力F19下列蜗杆分度圆直径计算公式：〔ad1=mq；〔bd1=m；〔cd1=d2/i；〔dd1=m/〔itan；〔ed1=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2l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。22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=。23在蜗杆传动中,已知作用在蜗杆上的轴向力Fal=1800N,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。24蜗杆传动的滑动速度越大,所选润滑油的粘度值应越。25在蜗杆传动中,产生自锁的条件是。26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。27变位蜗杆传动仅改变的尺寸,而的尺寸不变。28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。29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。30闭式蜗杆传动的功率损耗,一般包括：、和三部分。31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。32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。33蜗杆分度圆直径=；蜗轮分度圆直径=。34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=。35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。36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。角。38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=。39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amm；传动比i=；蜗轮分度圆上螺旋角=。40阿基米德蜗杆传动变位的主要目的是为了和。41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。42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。43阿基米德圆柱蜗杆传动的中间平面是指的平面。44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。45蜗杆导程角的旋向和蜗轮螺旋线的力向应。算。三、问答题47蜗杆传动具有哪些特点？它为什么要进行热平衡计算？若热平衡计算不合要求时怎么办？48如何恰当地选择蜗杆传动的传动比i12、蜗杆头数和蜗轮齿数,并简述其理由。49试阐述蜗杆传动的直径系数q为标准值的实际意义。50采用什么措施可以节约蜗轮所用的铜材？51蜗杆传动中,蜗杆所受的圆周力Ft1与蜗轮所受的圆周力Ft2是否相等？52蜗杆传动中,蜗杆所受的轴向力Fa1与蜗轮所受的轴向力Fa2是否相等？53蜗杆传动与齿轮传动相比有何特点？常用于什么场合？54采用变位蜗杆传动的目的是什么？变位蜗杆传动中哪些尺寸发生了变化？55影响蜗杆传动效率的主要因素有哪些？为什么传递大功率时很少用普通圆柱蜗杆传动？56对于蜗杆传动,下面三式有无错误？为什么？〔1；〔2；〔3；57蜗杆传动中为何常用蜗杆为主动件？蜗轮能否作主动件？为什么？58为什么要引入蜗杆直径系数q？如何选用？它对蜗杆传动的强度、刚度及尺寸有何影响？59影响蜗杆传动效率的主要因素有哪些？导程角γ的大小对效率有何影响？60蜗杆传动的正确啮合条件是什么？自锁条件是什么？61蜗杆减速器在什么条件下蜗杆应下置？在什么条件下蜗杆应上置？62选择蜗杆的头数和蜗轮的齿数应考虑哪些因素？63蜗杆的强度计算与齿轮传动的强度计算有何异同？64为了提高蜗杆减速器输出轴的转速,而采用双头蜗杆代替原来的单头蜗杆,问原来的蜗轮是否可以继续使用？为什么？65蜗杆在进行承载能力计算时,为什么只考虑蜗轮？而蜗杆的强度如何考虑？在什么情况下需要进行蜗杆的刚度计算？66在设计蜗杆传动减速器的过程中,发现已设计的蜗杆刚度不足,为了满足刚度的要求,决定将直径系数q从8增大至10,问这时对蜗杆传动的效率有何影响？67在蜗杆传动设计时,蜗杆头数和蜗轮齿数应如何选择？试分析说明之。四、分析计算题68在题68图中,标出未注明的蜗杆<或蜗轮>的螺旋线旋向及蜗杆或蜗轮的转向,并绘出蜗杆或蜗轮啮合点作用力的方向<用三个分力表示>。题68图69题69图所示为两级蜗杆减速器,蜗轮4为右旋,逆时针方向转动〔n4,要求作用在轴Ⅱ上的蜗杆3与蜗轮2的轴向力方向相反。试求：题69图〔1蜗杆1的螺旋线方向与转向；〔2画出蜗轮2与蜗杆3所受三个分力的方向。70一单级普通圆柱蜗杆减速器,传递功率P=7.5kW,传动效率=0.82,散热面积A=1.2m2,表面传热系数=8.15W/<m2·℃>,环境温度=20℃。问该减速器能否连续工作？71题71图所示为一标准蜗杆传动,蜗杆主动,转矩T1=25000N·mm,模数m=4mm,压力角=20°,头数=2,直径系数q=10,蜗轮齿数=54,传动的啮合效率。试确定：题71图〔1蜗轮的转向；〔2作用在蜗杆、蜗轮上的各力的大小及方向。例解1.有一阿基米德蜗杆传动,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β；2蜗轮的分度圆直径d2和蜗杆传动中心距α。解答：1确定蜗杆传动基本参数m=d1/q=80/10=8mmZ2=iZ1=18×2=36β==2求d2和中心距α：d2=Z2m=36×2=α=m<q+Z2>/2=8×<10+36>/2=184=184mm2.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？答：蜗轮蜗杆传动正确啮合条件为：；；β=。将蜗杆分度圆直径d1定为标准值的目的是：减少蜗轮滚刀的数目,便于刀具标准化。3．分析与思考：〔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？答：〔1蜗轮的旋转方向：当蜗杆的旋转方向和螺旋线方向已知时,蜗轮的旋转方向可根据螺旋副的运动规律来确定。〔2各力方向确定：圆周力FtFt1〔蜗杆——蜗杆为主动件受到的阻力,故与其转向n1方向相反。Ft2〔蜗轮——蜗轮为从动件受到的是推力故与其转向n2方向相同。径向力Fr——Fr1、Fr2分别沿蜗杆、蜗轮的半径方向指向各自的轮心轴向力FαFα1〔蜗杆——根据蜗杆的螺旋线方向〔左旋或右旋及其转向n1,用左〔或右手定则来确定,即手握蜗杆皿指n1方向弯曲,大姆指的指向则为Fα1的方向。Fα2〔蜗轮——Fα2与Ft1大小相等方向相反。4.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、Fα题解分析：1蜗轮的螺旋线方向—右旋,蜗轮的转向n2—见题解图所示。2蜗杆受力Ft1、Fr1、Fα1及蜗累受力Ft2、Fr2、Fα2——见题解图所示。5．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=2500N·mm,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。解答：1蜗轮的转向——蜗轮按逆时针方向转动,蜗轮轮齿螺旋线方向——左旋2蜗杆、蜗轮上的各力大小6.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？答：蜗轮与蜗杆啮合点处各力之间关系：；；不同之处斜齿圆柱齿轮传动：；蜗轮与蜗杆传动：；相同之处：7.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mⅢ如图示。要求：1确定Ⅰ、Ⅱ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〔N·mm,压力角为α,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Ⅱ轴上齿轮2和蜗杆3所受各力Ft、Fr、Fa的方向。解题分析：1Ⅰ、Ⅱ轴的转动方向nⅠ、nⅡ一见题图解所示,2齿轮1、2和蜗杆3螺旋线方向：齿轮1——左旋；齿轮2——右旋；蜗杆3——右旋,3Ft3=2T3/d3N；Fr3=–Fr4=Ft4tanα=<2T4/d4>tanαN;Fa3=–Ft4=2T4/d4N;4Ⅱ轴上齿轮2与蜗杆3受力见题解图所示。8.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Ⅰ、Ⅱ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Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴的回转方向〔在图中标示；2Ⅱ、Ⅲ轴上各轮啮合点处受力方向〔Ft、Fr、Fa在图中画出。解题分析：1各轴螺旋线方向：蜗杆1——左旋；蜗轮2——左旋；斜齿轮3——左旋；斜齿轮4——右旋,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴的回转方向：Ⅰ轴nⅠ——逆时针；Ⅱ轴nⅡ——朝下↓；Ⅲ轴n↑、Ⅲ2Ⅱ、Ⅲ轴上各轴受力方向见题解图所示。9.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？答：蜗轮相当于斜齿轮,且蜗轮材料的机械强度比钢制蜗杆强度低,故闭式蜗杆传动的主要失效形式为蜗轮齿面疲劳点蚀,其承载能力主要取决于蜗轮齿面接触强度。10.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t1≤06℃~70℃,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。11.分析与思考：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。答：从动蜗轮的转向主要取决于蜗杆的转向和旋向。可用左、右手法则来确定,右旋用右手判定,左旋用左手判定。图示蜗杆1为左旋蜗杆,用左手四指沿蜗杆转向n1的方向弯曲,则拇指所指方向的相反方向就是蜗轮上啮合点处的线速度方向,即蜗轮2以n2逆时针方向转动。同理,可确定蜗轮3的转向n3：↑。12.一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。解题要点：〔1蜗轮旋转方向及各力指向如图b所示。〔2各分力大小的计算如下：1计算蜗杆与蜗轮所传递的转矩T1、T2。2计算蜗杆、蜗轮分度圆直径d1、d23计算Ft、Fa、Fr13.一单头蜗杆传动,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：〔1模数m、轴向齿距pa1,蜗杆分度圆直径d1,中心距α及传动i12。〔2若当量摩擦系数fv=0.08,求蜗杆、蜗轮分别为主动件时的效率及。〔3若改用双头蜗杆,其、又为多少？〔4从效率与的计算中可得出什么结论？解题要点：〔1模数mm〔2齿距mm〔3蜗杆分度圆直径mm〔4传动比〔5中心距α=mm〔6计算效率如下：1单头蜗杆传动蜗杆为主动时蜗轮为主动时2双头蜗杆传动蜗杆为主动时蜗轮为主动时〔7通过对不同头数的蜗杆主动或是蜗轮主动时的效率计算,可知：1双头蜗杆的效率比单头蜗杆高；2相同条件下蜗杆主动的效率比蜗轮主动时的效率高。14.图示为双级蜗杆传动。已知蜗杆1、3均为右旋,轴I为输入轴,其回转方向如图示。试在图上画出：〔1各蜗杆和蜗轮的螺旋线方向；〔2轴Ⅱ和轴Ⅲ的回转方向；〔3蜗轮2和蜗杆3所受的各力。解题要点：〔1因蜗杆和蜗轮的螺旋线方向相同,故蜗杆1、3的导程角及蜗轮2、4的螺旋角相同,且蜗杆与蜗轮的螺旋线均为右旋。〔2轴Ⅱ的回转方向即为蜗轮2的回转方向n2；同理轴Ⅲ的回转方向为n4〔图b。〔3蜗轮2和蜗杆3所受各力示于图b。15.蜗杆传动具有哪些特点？它为什么要进行热平衡计算？热平衡计算不合要求时怎么办？解题要点：蜗杆传动具有传动比大、结构紧凑、传动平稳、噪声低和在一定条件下能自锁待优点而获得广泛的应用。但蜗杆传动在啮合平面间将产生很大的相对滑动,具有摩擦发热大,效率低等缺点。正是由于存在上述的缺点,故需要进行热平衡计算。当热平衡计算不合要求时,可采取如下措施：〔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若上述办法还不能满足散热要求,可在箱体油池中装设蛇形冷却管,或采用压力喷油循环润滑。16.有一变位蜗杆传动,已知模数m=6mm,传动比i=20,直径系数q=0,蜗杆头数z1=2,中心距〔变位后α′=150mm。试求其变位系数及该传动的几何尺寸,并分析哪些尺寸不同于未变位蜗杆传动。解题要点：〔1求变位系数α=mm〔2求变位后的几何尺寸变位后蜗杆的几何尺寸保持不变,但在啮合中蜗杆节圆不再与分度圆重合。该变位蜗杆传动的蜗杆节圆直径为mm变位后,蜗轮顶圆直径da2、齿根圆直径df2分别为mmdf2=mm变位后,蜗轮分度圆直径d2、节圆及b2宽度仍保持不变。17．图示蜗杆传动均以蜗杆为主动件,试在图上标出蜗杆〔或蜗轮的转向,蜗轮齿的螺旋线方向,蜗杆、蜗轮所受各分力的方向。解题要点：蜗杆〔或蜗轮的转向、蜗轮齿的螺旋线方向,蜗杆、蜗轮所受各力的方向均标于图解中。18.在图示传动系统中,件1、5为蜗杆,件2、6为蜗轮,件3、4为斜齿圆柱齿轮,件7、8为直齿锥齿轮。已知蜗杆1为主动,要求输出齿轮8的回转方向如图示。试确定：〔1各轴的回转方向〔画在图上〔2考虑轴Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上所受轴向力能抵消一部分,定出各轮的螺旋线方向〔画在图上〔3画出各轮的轴向力的方向。解题要点：题中要求解答的〔1、〔2、〔3项,均示于图解中。19.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。题解分析：根据蜗杆传动啮合条件之一：和螺旋传动原理一出未注明的蜗杆〔或蜗轮的螺旋线方向及转向；再根据蜗杆〔主动与蜗轮啮合点处各作用力的方向确定方法,定出各力方向如题解图所示。蜗杆传动习题参考答案一、选择题1B