机械设计试题及答案蜗杆传动课件

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1、第九章第九章 蜗杆传动蜗杆传动 填空题判断题力分析题计算题问答题91蜗杆机构是用来传递_的传动机构。 答案：空间互相垂直而不相交的两轴间的运动和动力的92蜗杆传动的主要失效形式是_失效总是发生在_上。 答案：胶合、点蚀和磨损；蜗轮93蜗杆与蜗轮正确啮合条件是_。 答案：m a1m t2； m a1m t2 ; 螺旋方向相同94蜗杆直径系数q的值等于_答案：d/m 95采用变位锅杆传动时，仅仅对_进行变位答案：蜗轮96采用变位蜗杆传动，其目的是_。 答案：配凑中心距或提高蜗杆传动的承载能力及传动效率97蜗杆传动中，已知蜗杆模数m4mm，蜗杯头数z12，蜗杆直径系数q8，蜗杆的分度圆直径d等于_m

2、m。98 一变位蜗杆传动，已知模数m5mm，锅杆头数z12，蜗轮齿数z240,蜗杆直径系数q11,中心距a 125mm，则该蜗杆传动的变位系数x为_答案：0.5 ,a a+xm ;a=m(z2 +q)/2 =127.5 99 一变位蜗杆传动，已知模效m4mm，蜗杆头数z11，蜗轮齿数z250，蜗杆直径系数a13，变位系数x025，则该蜗杆传动的中心距a等于_mm答案：127 910 一用变位改变传动比的蜗杆传动，已知模数m6mm，蜗杆头数Z1=2，蝎杆直径系数q12，中心距a210mm，变位系数X05，则该传动的传动比i为_答案：28.5 911 一蜗杆传动，已知模数m8mm，蜗杆头数z13，

3、蜗轮齿数z274，蜗杆直径系数q11，中心距a340mm，要求中心距不变，而采用变位蜗杆传动使传动比改为i25，则变位系数应取_。 答案： 0.5 912 在增速蜗杆传动中，必须使蜗杆螺旋升角入_当量摩擦角v答案：大于913 根据蜗杆形状的不同，蜗杆传动可分为_、_和_。 答案：圆柱蜗杆传动、圆弧面蜗杆传动、推蜗杆传动914 普通圆柱蜗杆传动，最常用的是_。 答案：阿基米德蜗杆传动915 在蜗杆传动中，由于蜗杆齿是连续不断的螺旋齿，所以它具有_、_、_等优点 答案：冲击载荷小;传动平稳;噪音低。916 圆弧齿圆柱蜗杆与普通圆柱蜗杆相比较，其主要优点是_、_、_、_、_。 答案：效率高;承载能力

4、大;体积小;重量轻;结构紧凑917 蜗轮齿数Z，通常取值为_答案：2880918 蜗杆蜗轮的材料除要求具有足够的强度外，更重要的是应具有良好的_等性能答案：跑合和耐磨919 普通蜗杆的精度等级有12种，其中_最高，_最低，常用的是_。答案：1级精度；12级精度；69级精度920 润滑对蜗杆传动十分重要。当润滑不良时，_将显著降低。答案：传动效率921 闭式蜗杆传动，当油的工作温度 t 80 时，则应通常采取_、_、_、等措施来降低油温答案：加散热片；在朗杆轴端加风扇；强制循环冷却 922 常用的蜗杆结构形式有_、_、_答案：齿圈式;螺栓联接式;整体浇铸式;拼铸式923 普通圆柱蜗杆传动中，哪种

5、蜗杆在螺旋线的轴截面上具有直线齿廓？(1)阿基米德蜗杆 (2)渐开线蜗杆 （3）延伸渐开线蜗杆 答案：阿基米德蜗杆924 起吊重物用的手动蜗杆传动装置，宜采用下列哪种蜗杆？(1）单头、小升角；（2）单头、大升角；（3）多头、小升角（4）多头、大升角 答案：单头、小升角925 螺栓压力机中蜗杆传动装置，宜采用下列哪种蜗杆？(1）单头、小升角；（2）单头、大升角；（3）多头、小升角；（4）多头、大升角 答案：多头、大升角926 阿基米德圆柱蜗杆的哪个模数，应符合标准数值？(l）端面；（2）法面；（3）轴面。答案：轴面927 蜗杆螺纹升角的计算公式是下列中哪一个？答案： 928 在锅杆传动中，引进蜗

6、杆直径系数q是为了什么？（1）便于蜗杆尺寸计算；（2）容易实际蜗杆传动中心距的标准化；（3）减少蜗轮滚刀的型号，有利于刀具标准化；（4）提高蜗杆传动的效率。答案：减少蜗轮滚刀的型号，有利于刀具标准化929 在减速蜗杆传动中，下列哪个公式用来计算传动比i是错误的？ 答案：930 在蜗杆传动中，当其它条件相同时，增加蜗杆头数，则传动效率n将会怎样？（l）降低；（2）提高；（3）不变；（4）可能提高也可能降低 答案：提高。 931 在标准蜗杆传动中，模数m不变，如果提高蜗杆直径系数q，将使蜗杆的刚度怎样改变？（ l）增加；（ 2）减小；（ 3）不变；（ 4）或增加；或减小答案：增加932 在蜗杆传动

7、中，其它条件相同；若增加头数，则滑动速度会怎样改变？（l）增加；（2）减小；（3）保持不变；（4）或增加，或减小答案：增加933 对于蜗杆传动进行正变位时，蜗杆的节圆直径d1与分度圆直径 d1比较，有什么关系？（1） d1 d1 ；（2） d1 d1 ；（3） d1 d1答案： d1 d1 934 蜗杆传动的失效形式与齿轮传动相类似，其中下列哪种最易发生？（1）点蚀与磨损；（2）胶合与磨损；（3）轮齿折断与塑性变形答案：胶合与磨损935 蜗轮材料为灰铸铁的开式蜗杆传动，其主要失效形式是哪种？（1）齿面点蚀；（2）齿面磨损；（3）齿面胶合；（4）蜗轮轮齿折断。答案：齿面磨损 936 蜗杆传动较为

8、理想的材料组合是下列哪种？（l）钢和铸铁；（2）钢和青铜；（3）钢和铝合金；（4）钢和钢答案：钢和青铜937 蜗杆传动中，轮齿承载能力计算，主要是针对下面哪种来进行的？（l）蜗杆齿面接触强度和蜗轮齿根弯曲强度；（2）蜗轮齿面接触强度和蜗杆齿根弯曲强度；（3）蜗轮齿面接触强度和齿根弯曲强度；（4）蜗杆齿面接触强度和齿根弯曲强度。答案：蜗轮齿面接触强度和齿根弯曲强度。938 闭式蜗杆传动在单位时间内的散热量，是通过什么来进行计算的？（1）箱体散热能力（散热面积及散热系数）和润滑油的温度；（2）箱体散热能力和周围环境的温度；（3）箱体散热能力和润滑油与周围环境的温差；（4）箱体材料的比热和润滑油与周

9、围环境的温差。答案：箱体散热能力和润滑油与周围环境的温差。 939 闭式锅杆传动进行热平衡计算时，应限制润滑油的工作温度一般不超过下列哪些数值？（l）2030；（2）4050；（3）6070：（4）8090。答案：6070 940 蜗杆传动中，为在齿面之间易于建立动压油膜，以免齿面直接接触，通常选用下列哪种润滑油进行润滑？（1）粘度较高的润滑油；（2）粘度较低的润滑油；（3）润滑脂。答案：粘度较高的润滑油。 941 要使蜗杆传动的工作齿面间建立连续润滑油膜，以形成液体摩擦，则其滑动速度的方向与接触线之间的理想夹角为多大？（1） 0 ；（2） 40；（3） 50 ；（4） 90 。答案： 90

10、942 对闭式蜗杆传动进行热平衡计算，其主要目的是为了什么？（1）防止润滑油受热后膨胀外溢，造成环境污染；（2）防止润滑油温度过高后使润滑条件恶化；（3）防止蜗轮材料在高温下机械性能下降；（4）防止蜗杆蜗轮发生热变形后，正确啮合受到破坏。答案：防止润滑油温度过高后使润滑条件恶化 943 蜗杆传动在校核后发现蜗杆刚度不够时，在下列措施中，哪种对提高蜗杆的刚度无效？（1）改用含碳量较高的碳钢制造蜗杆。（2）用优质合金钢取代碳钢制造蜗杆。（3）增大模数m。（4）增大蜗杆直径系数q。（5）增加蜗杆头数Z1；答案：用优质合金钢取代碳钢制造蜗杆944 蜗杆传动在单位时间内的发热量，是通过下列中的哪个来计算

11、的？（1）传递的功率P1；与传递效率；（2）蜗杆的转速n1和传动效率 ；（3）传动比i和传动效率 ；（4）润滑油的粘度V和滑动速度v。答案：传递的功率P1 与传动效率 945 图 93（a）所示为开式蜗杆斜齿圆柱齿轮传动。已知蜗杆主动，螺旋方向为右旋，大齿轮转向如图所示。试在图中画出：（l）蜗杆的转向；（2）为使轴上两轮的轴向力抵消一部分，齿轮3、4的螺旋线方向；（3）蜗轮2和齿轮3的受力图。图 93 解:（1）蜗杆的转向如图 93（ b）所示。 （2）为使轴上两轮的轴向力抵消一部分，齿轮3的螺旋线方向为右旋；齿轮4的螺旋线方向为左旋。 （3）蜗轮2和齿轮3的受力如图 93（C）所示949 图

12、 94（a）所示为斜齿圆柱齿轮一圆锥齿轮一蜗杆传动。已知小斜齿轮主动，其转向如图所示。试求：（1）为使轴轴向力抵消一部分，定出蜗杆5和蜗轮6的螺旋线方向；（2）定出斜齿轮2的螺旋线方向；（3）绘出、轴上各轮的受力分析图。解：（1）为使轴轴向力抵消一部分，蜗杆5应为右旋；蜗 轮6的螺旋线方向应为右旋。 （2）斜齿轮2的螺旋线为右旋。 （3）轴、 轴上各轮受力分析如图96（b）所示图94【例91】图95为热处理车间所用的可控气氛加热炉拉料机传动简图。已知：蜗轮传递的转T2=405Nm，蜗杆减速器的传动比 i1222，蜗杆转速n1480r/min传动较平稳，冲击不大。工作时间为每天 8 h，要求工作

13、寿命为5年（每年按 300工作日计）。试设计此蜗杆传动。图95 加热炉拉料机传动简图lV带传动；2蜗杆蜗轮减速器；3键传动；4链条（用于拉取护内料盘）；5电动机 解：1选择材料 根据库存材料的情况，并考虑到蜗杆传动传递的功率不大，速度也不高，故蜗杆用45钢（HRC 45）。蜗轮用铸锡青铜 ZQSn101，金属模铸造。为了节省贵重的有色金属，仅齿圈用青铜制造，而轮芯用灰铸铁 HT100 制造。 2确定主要参数选择蜗杆头数Z1 及蜗轮齿数Z2 。取Z12，则Z2 i Z122244。3按齿面接触强度计算蜗轮的模数m及蜗杆直径系数q（1）确定载荷系数K。因工作载荷较平稳，故取载荷分布不均匀系数 K

14、1；查表 116，选取工作情况系数 KA=1.15；由于转速不高，冲击不大，可取动载荷系数见KV=1.05。则（2）确定许用接触应力H。查表119得，基本许用接触应力H =268MPa。应力循环次数为寿命系数为故 H= H KHN=2680.945=253.3 MPa （3）确定模数m及蜗杆直径系数q。由公式得由表111，按qm3909. 1 mm3选取蜗轮的模数m5mm，蜗杆直径系数q104验算蜗轮的圆周过度v2故选取K故选取KV=105是合适的。=105是合适的。5求中心距a6校核齿根弯曲强度蜗杆分度圆直径 d1=mq=510=50 mm蜗轮分度圆直径 d2=mZ2=544=220 mm由

15、Z12，q10，求得蜗杆螺旋线升角 齿形系数Y Fa2 按当量但数zVz2CoS3467，查表 117得，Y Fa2 2.20；查表118得，基本许用弯曲应力F =56MPa 。则 由公式得故齿根弯曲强度足够。7蜗杆、蜗轮各部分尺寸的计算（l）蜗杆：齿顶高 ha1=m=5 mm齿全高 h1=2.2m=2.25=11 m齿顶圆直径 da1=d1+2h a m=50+215=60 m齿根圆直径d f1=d12h a m 2c=50 218 2 0.2 5=30.8 m蜗杆螺纹部分长度 取 L=80 mm蜗杆轴向周节蜗杆的螺旋线导程 （2）蜗轮：齿项圆直径齿根圆直径外径包角齿根圆弧面半径齿顶圆弧面半

16、径 8精度等级和公差、表面粗糙度的确定由于所设计的蜗杆传动是用于动力传动，属于通用机械的减速器。选8级精度和标准保证侧隙D c ，即按标准为级8DCJB16260。要求的公差项目及表面粗糙度，参考JB16260及机械设计手册选取（此处从略）9热平衡计算 计算从略。 10绘制工作图 计算从略 946 与齿轮传动相比，蜗杆传动有何优点？为何传递大功率时，很少采用蜗杆传动？ 答：与齿轮传动相比较，蜗杆传动优点是：能用来传递空间互相垂直而不相交的两轴间的运动和动力；能实现大的传动比。在动力传动中，一般传动比i=780;只传递运动时，传动比可达到1000，由于传动比大，零件数目又少，因而结构很紧凑； 由

17、于蜗杆是连续不断的螺旋齿，它和蜗轮齿是逐渐进入啮合及逐渐退出啮合，同时啮合的齿对又较多，故冲击载荷小，传动平稳、噪音低；当蜗杆的螺旋升角小于啮合面的当量摩擦角时，蜗杆传动便具有自锁性能。由于蜗杆传动在啮合处有相对滑动，当滑动速度很大、工作条件不够良好时，就会产生较严重的摩擦与磨损，从而引起过分发热，使润滑情况恶化，因而摩擦损失较大，传动效率低。故当传递大功率时，很少采用蜗杆传动。947采用变位蜗杆传动的目的是什么？变位后哪些尺寸发生了变化？ 答：采用变位蜗杆传动其目的是为了凑配中心距和传动比以及提高传动效率和承载能力。 变位的方法和齿轮传动一样，也是在切削时把刀具移位。由于蜗杆传动中，蜗杆的齿

18、廓形状和尺寸要与加工蜗轮的滚刀形状和尺寸相同，所以为了保持刀具不变，蜗杆尺寸是不能变动的，因而只能对蜗轮变位，也就是说改变了蜗轮各部分的尺寸。 963 蜗杆传动的主要失效形式和齿轮传动相比有什么异同？为什么？ 答：在蜗杆传动中，由于轮齿的工作情况和齿轮传动相似，故失效形式也和齿轮类似，有弯曲折断、齿面点蚀、胶合和磨损等。但因蜗杆传动的效率较低，相对滑动速度较大，当润滑不良时较易出现胶合和磨损，特别是由于蜗轮齿圈材料通常比蜗杆的软，故蜗轮齿面更易出现胶合和磨损。但齿轮的主要失效形式是点蚀和轮齿折断，在某些情况下蜗轮齿面也可能出现点蚀。 948 为什么连续工作的闭式蜗杆传动要进行热平衡计算？可采用

19、哪些措施来改善散热条件？ 答：由于蜗杆传动的传动效率低，所以工作时发出热量较大，在连续工作闭式蜗杆传动中，如果产生的热量不能及时散逸，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一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在规定的范围内。采用的措施：加散热片以增大散热面积；在蜗杆轴端加装风扇以加速空气的流通；在传动箱内装循环冷却管路。965 在确定蜗杆头数Z1和蜗轮的齿数Z2时应考虑哪些因素？ 答：选择蜗杆头数Z1时，须考虑传动比、制造和效率几个方面。从增大传动比和便于制造来看， Z1宜选小些。从提高效率来看， Z1 宜选大些

20、，但制造困难。从要求自锁出发，Z1 宜选单头。在动力传动中，一般以提高效率为主时， Z1 24蜗轮齿数一般不宜大于80，以免蜗轮直径过大、蜗杆太长，容易变形。Z2不宜小于26，以免轮齿产生根切、影响传动平稳性。选择齿数时，尽可能使Z2和Z1互为质数，以使齿面磨损均匀949 影响蜗杆传动啮合效率的主要因素有哪些？ 答：蜗杆传动的啮合效率其中V为当量摩擦角，它与蜗杆、蜗轮的材料和制造精度、润滑油的种类以及相对滑动速度VS有关。相对滑动速度越高，齿面间越易形成油膜，当量摩擦角V也随之减小。由此可见，蜗杆传动啮合效率主要决定于升角。对上式微分求极值，可得 即在40 左右时1值最大。理论和实践表明： 25 以后， 1的增长率不明显，故要求效率高时，常取 =15 25 ，一般采用多头蜗杆。开角过大，蜗杆车削困难。