机械设计-蜗杆习题与参考答案

37 相同、导程角

38 轴向、mq;端面、mz2

39 d1=mq=8×8 mm=64 mm;d2=mz2=8×37 mm=296 mm;a=0.5m(q+z2)=0.5×8×(8+37)

?mm=180 mm;i=z2/z1=37/2=18.5;?2=arctan(z1/q)=arctan(2/8)=142?10??

40 凑传动比、凑中心距

41 保证传动的平稳性;防止蜗轮尺寸过大,造成相配蜗杆的跨距增大,降低蜗杆的弯曲刚度 42 i?z2/z1;d2?mz2;??arctan(z1m/d1);???;右旋 43 通过蜗杆轴线且垂直于蜗轮轴线的平面

44 相对滑动;减摩、耐磨;碳素钢或合金钢,青铜或铸铁;蜗轮 45 相同 46 蜗轮;蜗轮 3、问答题

(参考答案从略) 4、分析计算题

68 解题要点:

题68的解答见题68图解。 69 解题要点:

题69的解答见题69图解。 70 解题要点:

蜗杆减速器在既定工作条件下的油温

t?t0?1000P1(1??)1000?7.5?(1?0.82)℃=158℃ ?20?C??sA8.15?1.2因t>70℃,所以该减速器不能连续工作。

71 解题要点:

(1)由提示给出的接触疲劳强度式求T2

2m2d1z2?T2?(HP)2

9KAZE 25

题 68图解

题 69图解

(2)确定上式中各计算参数:

n2?n1/i?(1440/24)r/min?60r/min

d1?mq?10?8 mm=80 mm

应力循环次数

N?60n2lh?60?60?(8?300?10)?8.64?107

则寿命系数

26

771010ZN?6?6?0.698

N8.64?107蜗轮的许用接触应力

?HP?ZN??HP?0.698?200 MPa=139.6MPa

(3)确定蜗杆轴输入的最大功率

2m2d1z2?HP2102?80?482139.62T2?()??()N·mm=1 484 812 N·mm

9KAZE9?1.05160蜗杆传动总效率

??(0.95~0.96)

tan?

tan(???v)tan14?02?10?? =(0.95~0.96)

tan(14?02?10???1?10?18??) =0.873~0.882 8 取中间值??0.8782 蜗杆轴输入的最大转矩

T1?蜗杆轴输入的最大功率

T21484812N·mm=70 488 N·mm ?i?24?0.8782P1?T1n170488?1440?kW=10.62 kW 669.55?109.55?1072 解题要点:

(1)蜗轮的转向示于题72图解。 (2)计算蜗杆蜗轮上所受的力:

T2?T1i12??T1 =255 00?z2? z154?0.75N·mm 2 =506 250N·mm

d1= mq = 4×10 mm = 40 mm d2=mz2= 4×54 mm = 216 mm Ft1 = Fa2 =

2T12?25000N = 1 250 N 题 72图解 ?d140Fa1 = Ft2 =

2T22?506250N = 4 687 N ?d221627

Fr1 = Fr2 = Ft2tanα=4 687.5×tan20°N=1 706 N

(3)蜗杆、蜗轮受力的方向如题72图解所示。 73 解题要点:

(1)蜗杆的转向、蜗轮轮齿的旋向及作用于蜗杆、蜗轮上诸力的方向均示于题73图解中。 (2)蜗杆传动的啮合效率及总效率:蜗杆直径系数q =d1/m?80/8?10

题 73图题

蜗杆导程角为

??arctan传动的啮合效率为

z11?arctan?5.711??5?42?38?? q10tan?tan5?42?38???1???0.792 ??????tan(???v)tan(54238?130)蜗杆传动的总效率为

2???1?2?3?0.792?0.99?0.992?0.768

(3)蜗杆和蜗轮啮合点上的各力:

由已知条件可求得

d2?mz2= 8×40 mm = 320 mm

i?z2/z1?40/1?40

6因T2??1.61?10N·mm系蜗轮轴输出转矩,因此蜗轮转矩T2和蜗杆转矩T1分别为

1.61?106N·mm = 1.643×106 N·mm T2???3?20.99?0.99T2?T21.643?106N·mm = 51 862 N·mm T1??i?140?0.792啮合点上各作用力的大小为

2T22?1.643?106N = 10 269 N Ft2?Fa1??d2320Fa2?Ft1?2T12?51862N = 1 297 N ?d180Fr2?Fr1?Ft2 tan 20°=10 269×tan 20°N = 3 738 N

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