机械设计作业集
10—59 设计由电动机驱动的闭式圆锥齿轮传动。已知功率P1=9.2kW，转速n1=970r/min，传动比i=3，小齿轮悬臂布置，单向转动，载荷平稳，每日工作8小时，工作寿命为5年(每年250个工作日)。 解：略 班 级姓 名学 号- 13 -
成 绩任课教师批改日期
机械设计作业集
第十一章 蜗杆传动 一、选择题 11—1与齿轮传动相比，___D____不能作为蜗杆传动的优点。 A 传动平稳、噪声小 B 传动比可以较大 C 可产生自锁 D 传动效率高 11—2阿基米德蜗杆和蜗轮在中间平面上相当与直齿条与_B_齿轮的啮合。 A 摆线 B 渐开线 C 圆弧曲线 D、 变态摆线 11—3 在蜗杆传动中，如果模数和蜗杆头数一定，增加蜗杆分度圆直径，将使___B___。 A C 传动效率提高，蜗杆刚度降低 B 传动效率降低，蜗杆刚度提高 传动效率和蜗杆刚度都提高 D 传动效率和蜗杆刚度都降低 11—4大多数蜗杆传动，其传动尺寸主要由齿面接触疲劳强度决定，该强度计算的目的是为防止 ___D___。 A 蜗杆齿面的疲劳点蚀和胶合 B 蜗杆齿的弯曲疲劳折断 C 蜗轮齿的弯曲疲劳折断 D 蜗轮齿面的疲劳点蚀和胶合 11—5在蜗杆传动中，增加蜗杆头数z1，有利于___D___。 A 提高传动的承载能力 B 提高蜗杆刚度 C 蜗杆加工 D 提高传动效率 11—6为了提高蜗杆的刚度，应___A___。 A 增大蜗杆的直径 B 采用高强度合金钢作蜗杆材料 C 蜗杆硬度，减小表面粗糙度值 11—7 为了提高蜗杆传动的啮合效率ηl，在良好润滑的条件下，可采用___B___。 A C 单头蜗杆 B 多头蜗杆 较高的转速n1 D 大直径系数蜗杆 11—8对闭式蜗杆传动进行热平衡计算，其主要目的是__B__。 A 防止润滑油受热后外溢，造成环境污染 B 防止润滑油油温过高使润滑条件恶化 C 防止蜗轮材料在高温下机械性能下降 D 蜗杆蜗轮发生热变形后正确啮合受到破坏 11—9对于一般传递动力的闭式蜗杆传动，其选择蜗轮材料的主要依据是__A__。 A 齿面滑动速度 B 蜗杆传动效率 C 配对蜗杆的齿面硬度 D 蜗杆传动的载荷大小 11—10对于普通圆柱蜗杆传动，下列说法错误的是__B__。 A C 传动比不等于蜗轮与蜗杆分度圆直径比 B 蜗杆直径系数越小，则蜗杆刚度越大 在蜗轮端面内模数和压力角为标准值 D 蜗杆头数z1多时，传动效率提高 11—11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___C____。 A 增大 B 不变 C 减小 11—12在蜗杆传动中，轮齿承载能力计算，主要是针对__D__来进行的。 A C A C 蜗杆齿面接触强度和蜗轮齿根弯曲强度 B 蜗杆齿根弯曲强度和蜗轮齿面接触强度 蜗杆齿面接触强度和蜗杆齿根弯曲强度 D 蜗轮齿面接触强度和蜗轮齿根弯曲强度 HT150 B 45号钢 D ZCuSn10P1 GCr15 11—13蜗杆常选用的材料是__C__。 班 级姓 名学 号- 14 -
成 绩任课教师批改日期
机械设计作业集
11—14 蜗杆传动的失效形式与齿轮传动相类似，其中__B__为最易发生。 A 点蚀与磨损 B 胶合与磨损 C 轮齿折断与塑性变形 D 胶合与塑性变形 11—15蜗轮蜗杆传动中，蜗杆1和蜗轮2受到的转矩的关系为_____C_____。 A T2?T1 B T2?iT1 C T2?i?T1 D T 2? iT1? 二、填空题 11—16蜗杆直径系数 q =d1/m_。 11—17 蜗杆传动发生自锁的条件是____???v___。 11—18阿基米德蜗杆与蜗轮正确啮合的条件是ma1= mt2 = m，? a1 = ? t2=?，?1＝?2。 11—19 在蜗杆传动中，蜗杆头数越少，则传动效率越 低 ，自锁性越 好 。一般蜗杆头数常取1、2、4、6 。 11—20 对滑动速度vs≥4m/s的重要蜗杆传动，蜗杆的材料可选用 合金钢 进行 淬火 处理；蜗轮的材料可选用 锡青铜 。 11—21蜗杆传动中强度计算的对象是 蜗轮 ，其原因是 材料上，蜗轮采用青铜，强度差 、 结构上，蜗杆的齿是连续的，蜗轮的齿是独立的 。 11—22蜗杆传动中，蜗杆螺旋线的方向和蜗轮螺旋线的方向应 相同 ，蜗杆的 导程角 应等于蜗轮的螺旋角。 11—23闭式蜗杆传动的功率损耗，一般包括 啮合摩擦损耗 、 轴承摩擦损耗 、 溅油损耗 三部分。 三、分析与思考题 11—24 蜗杆传动与齿轮传动相比有何特点?常用于什么场合? 答：特点： 1、 传动比大，结构紧凑； 2、 传动平稳，噪声低； 3、 当???v时，具有自锁性； 4、 齿面滑动速度大，效率低。 适用于大传动比的运动传递，而在动力传输中的应用受到限制。 11—25 与普通圆柱蜗杆传动相比，圆弧圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动、锥蜗杆传动各有何特点?各适用于什么场合? 答：圆弧圆柱蜗杆传动效率高，承载能力强，体积小，质量小，结构紧凑，应用于各种机械设备的减速机构中； 环面蜗杆传动传动效率高，承载能力强； 锥蜗杆传动重合度大，传动比范围大，承载能力和效率较高。 11—26 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? 答：影响蜗杆传动效率的主要因素有啮合摩擦损耗 、 轴承摩擦损耗 、 溅油损耗，其中主要是啮合摩擦损耗，它与蜗杆的导程角、滑动速度等有关。传递大功率时很少用普通圆柱蜗杆传动是因为其效率较低。 班 级成 绩 姓 名任课教师 学 号批改日期 - 15 -
机械设计作业集
11—27 在普通圆柱蜗杆传动中，为什么将蜗杆的分度圆直径规定为标准值? 答：将蜗杆的分度圆直径规定为标准值是为了限制滚刀的数目，便于滚刀的标准化。 11—28蜗杆传动的失效形式及计算准则是什么？常用的材料配对有哪些？ 选择材料应满足哪些要求？ 答：开式：失效形式为齿面磨损、轮齿折断，设计准则为保证齿根弯曲疲劳强度； 闭式：失效形式为齿面胶合、点蚀，设计准则为按齿面接触疲劳强度设计，校核齿根弯曲疲劳 强度，还需作热平衡核算。 蜗杆的材料一般为碳钢、合金钢；蜗轮的材料为铸造锡青铜、铸造铝铁青铜、灰铸铁。 选择蜗轮、蜗杆材料不仅要求具有足够的强度，更重要的是具有良好的磨合和耐磨性能。 11—29 蜗轮材料的许用接触应力，有的与相对滑动速度大小有关，而与应力循环次数无关，有的则相反，试说明其原因。 答：当蜗轮材料为灰铸铁或高强度青铜（?B?300MPa）时，蜗杆的承载能力主要取决于齿面胶合强度，但因目前无胶合强度计算公式，故采用接触强度计算，在查蜗轮的齿面许用接触应力时，要考虑相对滑动速度的大小，而且胶合不属于疲劳失效，因此许用接触应力与应力循环次数无关。若蜗轮材料为?B<300MPa的锡青铜，则蜗轮主要为接触疲劳失效，许用接触应力与应力循环次数有关。 11—30 对于蜗杆传动，下面三式有无错误?为什么? ?1?i??1?n1?z2?d2 ?2n2z1d1?2? ?3? 答： ?1??2??3?d1?d2m?(z1?z2)222T2Ti2TFt2?2?1?1?Ft1d2d2d1?nzdi?1?1?2?2?2n2z1d1a?d1?d2mm?(q?z2)?(z1?z2)2222T2Ti?2Ti2T1i2T12TFt2?2?1?1??1d2d2d2d2d1tan?d1a? 11-—31 蜗杆传动设计中为何特别重视发热问题?如何进行热平衡计算?常用的散热措施有哪些? 答：蜗杆传动齿面滑动速度大，效率低，所以工作时发热量大，若热量不能及时散出，将因油温不断升高而使润滑油稀释，从而增大摩擦损失，甚至发生胶合。所以，必须根据单位时间内的发热量等于同时间内的散热量的条件进行热平衡计算，以保证油温稳定地处于规定的范围内。 常用的散热措施： 1、 加散热片以增大散热面积； 2、 在蜗杆的轴端加装风扇以加速空气的流通； 3、 在传动箱内装循环冷却管路。 11—32 为什么蜗杆传动要进行蜗杆的刚度计算?对于常用的两端支承蜗杆轴如何进行刚度计算? 答：蜗杆传动由于传动比较大，蜗轮的尺寸较班 级成 绩大，蜗杆的支承跨距较大，蜗杆受力后会产生姓 名任课教师较大的变形，会造成轮齿上载荷集中，影响正确啮合，所以要进行蜗杆的刚度计算。 学 号- 16 -
批改日期