涡轮蜗杆习题课

不同之处：
相同之处：
8、 （1）蜗轮的转向； （2）作用在蜗杆、蜗轮上的各力的大小及方向。
9、 图示为带工运输机中单级蜗杆减速器。已知电动机功率P=7.5kW，转速 n1=1440r/min，传动比i=15，载荷有轻微冲击，单向连续运转，每天工作8 小时，每年工作300天，使用寿命为5年，设计该蜗杆传动。
=55.761℃<60℃，结论：蜗杆传动的参数选择合理。
பைடு நூலகம்
3．按齿接触强度条件进行设计计算
1）作用于蜗轮上的转矩T2 T1=9.55×106 P1/n1= 9.55×106 ×7.5/1440 N· mm=4.974×104 N· mm 因Z2=2，初估 估=0.8
T1=T1i =4.974×104×15×0.8
N· mm=5.9688×105 N· mm
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：1）确定蜗杆传动基本参数 m=d1/q=80/10=8mm Z2=i Z1=18×2=36
1．选择蜗杆蜗轮的材料 蜗杆材料：45号钢，表面淬火，齿面硬度为45~55HRC。 蜗轮材料： 2 n 因Vs估=（0.02~0.03）3 P 1 1
2 =（0.02~0.03）3 7.5 1440
=4.9922~7.4883m/s>4m/s, 故选铸锡青铜ZCuSN10P1砂模铸造。
2．确定主要参数 选择蜗杆头数Z1：因i=15，带式运输机无自锁要求，可选Z1=2 蜗轮齿数Z2=i Z1=15×2=30
5、蜗杆传动中，蜗杆与蜗轮所受力有什么关系，以及旋向判定方法？
左、右手定则：四指n1、拇指反向：啮合点v2→n2
6、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）。
7、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？
(2) 传动平稳，无噪音。 因为蜗杆齿是连续不间断的螺旋齿，它与蜗轮齿啮合时是连续不断的，蜗杆齿没 有进入和退出啮合的过程，因此工作平稳，冲击、震动、噪音小。 (3) 蜗杆传动具有自锁性。 蜗杆的螺旋升角很小时，蜗杆只能带动蜗轮传动，而蜗轮不能带动蜗杆转动。 (4) 蜗杆传动效率低。 尤其是具有自锁性的蜗杆传动（单头），其效率在0.4以下。 η低：齿面滑动速度 大，摩擦与磨损严重，故传动效率低。 (5)发热量大，齿面容易磨损，成本高，为了散热和减小磨损，常需贵重的抗磨材料 和良好的润滑装置，故成本较高。 2、在涡轮蜗杆传动中，正确啮合的条件是什么？ （1）蜗杆的轴向模数等于蜗轮的端面模数（2）蜗杆的轴向压力角等于蜗轮的端面 压力角（3）蜗杆中圆柱上螺旋线的导程角等于蜗轮分度圆上的螺旋角，（4）螺旋线方 向相同。
1 1 m(q Z 2 _ 10 (9 30)mm 195 mm α= 2 2
4．传动效率及热平衡计算
5）确定箱体散热面积A：A=9×10-5α1.88 =9×10-5×1951.88m2=1.81764m2
6）热平衡计算：取环境温度t0=20℃，散热系数Kt=15W/（m2· ℃）， 达到热平衡时的工作油温：
D 7、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
8、在蜗杆传动中，作用在蜗杆上的三个啮合分力，通常以C 为最大。 A. 圆周力Ftl B. 径向力Fr1 C. 轴向力Fa1 9、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 10 蜗杆常用材料是 A 。 A. 40Cr B. GCrl5 C. ZCuSnl0P1
3. 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？
即：蜗杆的轴向模数等于蜗轮的端面模数，蜗杆的轴向压力角等于蜗轮的端面压力 角，蜗杆中圆柱上螺旋线的导程角等于蜗轮分度圆上的螺旋角，且螺旋线方向相同。 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。
2 ）确定载荷系数KA：固原动机为电动机，载荷有轻微冲击，故 取KA=1.25 3）确定弹性影响系数ZE：青铜蜗轮与钢制蜗杆相配，ZE=160 MPa
循环次数 寿命次数
5）确定模数m和蜗杆直径d1
由表查得m=8mm，d1=140mm，q=17.5时，其m2d1=8960mm3>(m2d2)CD =7742.939mm3, 但仅适用于Z1=1，故取m=10mm，d1=90mm，q=9，其 m2d1=9000mm3 6）计算中心距α
B
D. 钢和钢
D. LY12 D. LYl2
11 蜗轮常用材料是C 。 A. 40Cr B．GCrl5 C. ZCuSnl0P1
A
12、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
1、蜗轮蜗杆传动有哪些主要特点，为什么？ （1）传动比大，结构紧凑。 蜗杆头数用Z1表示（一般Z1=1~6），蜗轮齿数用Z2表示。从传动比公式I=Z2/Z1 可以看出，当Z1=1，即蜗杆为单头，蜗杆须转Z2转蜗轮才转一转，因而可得到很大 传动比，一般在动力传动中，取传动比I=10-80。
arctan( Z1 / q) arctan( 1 / 10 111836
2）求d2和中心距α：d2=Z2m=36×2=288mm α=m(q+Z2)/2=8×(10+36)/2=184=184mm
2.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。试判断： 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）
方向判定： 1）蜗轮转向
n2 v2
已知：n1、旋向→n2
2）各分力方向 Fr：指向各自轮心 ※ Ft 蜗杆与n1反向 蜗轮与n2同向 Ft 2 Fa1 蜗杆：左、右手定则 蜗轮： Fa 2 Ft 1 ∵
n1
左、右手定则：四指n1、拇指反向：啮合点v2→n2
Fa
3）旋向判定
蜗轮与蜗杆旋向相同。
3、在蜗杆传动中，产生自锁的条件是什么？
（1）轮蜗杆自锁性能只和螺旋角（导程角）和蜗轮副摩擦系数有关，摩擦系 数又和材料及蜗轮副粗糙度有关，以蜗杆45钢调质、齿部高频淬火，蜗轮铸 造铝青铜为例： A.蜗轮副摩擦系数为0.6时，螺旋角（导程角）<3度29分11秒时蜗轮蜗杆 自锁，反之不自锁； B.蜗轮副摩擦系数为0.7时，螺旋角（导程角）<4度03分57秒时蜗轮蜗杆 自锁，反之不自锁； C.蜗轮副摩擦系数为0.8时，螺旋角（导程角）<4度38分39秒时蜗轮蜗杆 自锁，反之不自锁。 （2）头数越多，导程角越大。超过单头，基本无法自锁。单头也最好选导程 角小于3°29′11″，确保自锁性。
4、在蜗杆传动中，传动效率与蜗杆头数、自锁性有什么关系？ （1）蜗杆头数增大，导致导程角增大（tanγ=z1/q），自锁性下降甚至无自
锁功能。
（2） 蜗杆主动时，效率η=tanγ／tan(γ+Φv)，效率η随蜗杆螺旋线导程角γ的 增大而增大，但通常γ＜30°；减小当量摩擦角Φv也可提高效率η，在由齿 轮传动和蜗杆传动组成的多级传动中，若转速不太高，通常将蜗杆传动放在 高速级，以提高相对相对滑动速度Vs，进而降低当量摩擦角Φv，提高效率η。
1、与齿轮传动相比较， 不能作为蜗杆传动的优点。 B 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、 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 B 。 tanγ=z1/q A. 提高 B. 减小 C. 不变 D. 增大也可能减小 3 、在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆头数z, ，则传动 效率 。A A. 提高 B. 降低 C. 不变 D. 提高，也可能降低
D 4 、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 5 、采用变位蜗杆传动时 。B 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 B 6、提高蜗杆传动效率的最有效的方法是 。 A. 增大模数m B. 增加蜗杆头数z C. 增大直径系数q D. 减小直径系数q