第12章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1z,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1z,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1z,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1zC.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=2z/1zC.i=21/nnD.i=21/dd18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Fa119下列蜗杆分度圆直径计算公式:(a)d1=mq;(b)d1=m1z;(c)d1=d2/i;(d)d1=m2z/(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1z=。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1z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1d=;蜗轮分度圆直径2d=。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1z=。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。37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。38蜗杆的标准模数是模数,其分度圆直径1d=;蜗轮的标准模数是模数,其分度圆直径2d=。39有一普通圆柱蜗杆传动,已知蜗杆头数1z=2,蜗杆直径系数q=8,蜗轮齿数2z=37,模数m=8mm,则蜗杆分度圆直径1d=mm;蜗轮分度圆直径2d=mm;传动中心距amm;传动比i=;蜗轮分度圆上螺旋角2=。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2z>26是为了;2z<80(100)是为了。42蜗杆传动中,已知蜗杆分度圆直径1d,头数1z,蜗杆的直径系数q,蜗轮齿数2z,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2d=,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。46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、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1z和蜗轮齿数2z,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)21212121////ddzznni;(2)2/)(2/)(2121zzmdda;(3)11121222/2/2/2ttFdTdiTdTF;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1z和蜗轮的齿数2z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2—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2—68图69题2—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2—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s=8.15W/(m2·℃),环境温度0t=20℃。问该减速器能否连续工作?71已知一单级普通圆柱蜗杆传动,蜗杆的转速1n=1440r/min,传动比2,241zi,m=10mm,q=8,蜗杆材料为45钢,表面淬火50HRC,蜗轮材料为ZCuSn10P1,砂模铸造,并查得N=107时蜗轮材料的基本许用接触应力HP=200Mpa。若工作条件为单向运转,载荷平稳,载荷系数KA=1.05,每天工作8h,每年工作300天,工作寿命为10年。试求这蜗杆轴输入的最大功率。提示:接触疲劳强度计算式为HPAEHzdmTKZ221229并已知:MPaZE160,导程角012014,当量摩擦角81011v。72题2—72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1z=2,直径系数q=10,蜗轮齿数2z=54,传动的啮合效率75.0。试确定:题2—72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。73题2—73图所示为由电动机驱动的普通蜗杆传动。已知模数m=8mm,d1=80mm,1z=1,2z=40,蜗轮输出转矩2T=1.61×106N·mm,n1=960r/min,蜗杆材料为45钢,表面淬火50HRC,蜗轮材料为ZCuSn10P1,金属模铸造,传动润滑良好,每日双班制工作,一对轴承的效率99.03,搅油损耗的效率99.02。试求:(1)在图上标出蜗杆的转向、蜗轮轮齿的旋向及作用于蜗杆、蜗轮上诸力的方向;(2)计算诸力的大小;(3)计算该传动的啮合效率及总效率;(4)该传动装置5年功率损耗的费用(工业用电暂按每度0.5元计算)。(提示:当量摩擦角031v。)74一普通闭式蜗杆传动,蜗杆主动,输入转矩1T=113000N·mm,蜗杆转速n1=1460r/min,m=5mm,q=10,60,321zz。蜗杆材料为45钢,表面淬火,HRC>45,蜗轮材料用ZCuSn10P1,离心铸造。已知66218、021v。试求:(1)啮合效率和传动效率;(2)啮合中各力的大小;(3)功率损耗。题2—73图题2—75图75题2—75图所示为某手动简单起重设备,按图示方向转动蜗杆,提升重物G。试求:(1)蜗杆与蜗轮螺旋线方向;(2)在图上标出啮合点所受诸力的方向;(3)若蜗杆自锁,反转手柄使重物下降,求蜗轮上作用力方向的变化。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=3663811110/1arctan()/arctan(1qZβ==63811176.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=3663811110/1arctan()/arctan(1qZβ==6381112)求d2和中心距α:d2=Z2m=36×2=288mmα=m(q+Z2)/2=8×(10+36)/2=184=184mm77.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:2021aata;mmmt21;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。78.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: