【VIP专享】第13章 蜗杆传动作业
蜗杆传动作业
3.题目：图示传动系统中, 3.题目：图示传动系统中,件1、5为蜗杆，件2、6为蜗轮，件3、 题目 为蜗杆， 为蜗轮， 为斜齿圆柱齿轮， 为直齿锥齿轮。已知蜗杆1为主动， 4为斜齿圆柱齿轮，件7、8为直齿锥齿轮。已知蜗杆1为主动，要 求输出齿轮8的回转方向如图。试确定：1)各轴的回转方向;2)考 各轴的回转方向;2) 求输出齿轮8的回转方向如图。试确定：1)各轴的回转方向;2)考 虑各中间轴上所受轴向力能互相抵消一部分,定出各轮旋向;3) ;3)画 虑各中间轴上所受轴向力能互相抵消一部分,定出各轮旋向;3)画 出各轮的轴向分力的方向。 出各轮的轴向分力的方向。
ห้องสมุดไป่ตู้
试设计轻纺机械中的一单级蜗杆减速器， 1. 试设计轻纺机械中的一单级蜗杆减速器，传递功率 P1=8.5kW,主动轴转速n1=1460r/min,传动比i=20,载荷平稳 主动轴转速n1=1460r/min,传动比i=20,载荷平稳, P1=8.5kW,主动轴转速n1=1460r/min,传动比i=20,载荷平稳,单 向工作,长期连续运转,润滑情况良好,工作寿命Lh=15000h Lh=15000h。 向工作,长期连续运转,润滑情况良好,工作寿命Lh=15000h。 2.题目：图示为某 2.题目： 题目 起重设备的减速装 置。已知各轮齿数 z1=z2=20，z3=60， z1=z2=20，z3=60， z4=2，z5=40， z4=2，z5=40，轮1 转向如图所示，卷 转向如图所示， 筒直径D=136mm D=136mm。 筒直径D=136mm。试 1)此时重物是 求：1)此时重物是 上升还是下降;2) ;2)设 上升还是下降;2)设 系统效率η=0.68, 系统效率η=0.68, 为使重物上升,施加 为使重物上升, 在轮1 在轮1上的驱动力矩 T1=10N.m,问重物的 T1=10N.m,问重物的 重量是多少? 重量是多少?
蜗杆传动
全损耗系统用 牌号L-AN 运动粘度 v/cSt（40℃ ） 68 100 150 220 320 460 680
61.2~74.8 90~110 135~ 165 198~242 288~352 414 90 180
-8
506
粘度指数 不小于 闪点(开口)/ 不低于
40 56 26 32 80 90 40 48
29 40 22 26 57 64 28 34
三、蜗杆传动的设计准则
为了防止齿面过度磨损引起的失效，应进行： * 蜗轮的齿根弯曲疲劳强度计算
* 蜗轮的齿面接触疲劳强度计算
为了防止蜗杆刚度不足引起的失效，应进行：
* 蜗杆的刚度计算 为了防止过热引起的失效，就要进行： * 传动系统的热平衡计算
Fa2 Fr2 αF
Fr1 = Fr2 = Ft2 tgα
式中：T1 、T1分别为作用在蜗杆与 蜗轮上的扭矩。
t2
T2= T1 i η
Fa1
Ft1 Fr1
因蜗轮蜗杆相当于螺旋副的运动，有一种实用且简便的 转向判别方法： 用手势确定蜗轮的转向 右旋蜗杆：伸出左手，四指顺蜗杆转向，则蜗轮的 切向速 度vp2的方向与拇指指向相同。 左旋蜗杆：用右手判断，方法一样。
1 ≤ da2 +2m ≤ 0.75da
2 da2 +1.5m 90~130˚ 1.6m+1.5 mm
4 da2 +2m 0.67 da
§12-4 蜗杆传动的受力分析
一、圆柱蜗杆传动的受力分析
法向力可分解为三个分力： 圆周力Ft 轴向力Fa 径向力Fr
Ft1 = Fa2 =2T1 / d1
蜗杆传动PPT幻灯片
80
•32
a=0.5(d1+d2)=0.5m(q+z2)
•13
§7—3 蜗杆传动的失效形式，材料和结构 一、齿面间滑动速度VS
、 分别为蜗杆、蜗轮 在节点C的速度 γ为蜗杆导程角
较大的VS引起： 1、易发生齿面磨损 和胶合 2、如润滑条件良好 （形成油膜条件）则较 大的VS则有助于形成 润滑油膜，减少摩擦、 磨损，提高传动效率
整体式蜗轮 配合式蜗轮 拼铸式蜗轮 螺栓联接式蜗轮
•19
•20
§7—4 蜗杆传动的强度计算
一、蜗杆传动的受力分析
蜗杆传动的受力分析与斜齿圆柱齿轮的受力分析相同，轮
齿在受到法向载荷Fn的情况下，可分解出径向载荷Fr、周向载 荷Ft、轴向载荷Fa。
Ft1
Fa
2
2T1 d1
Fa1 Ft2
2T2 d2
F r 1 F r 2 F t2t an
正确啮合条件
ma1=mt2=m
αa1=αt2=200
γ=β
•8
2、导程角
在m和d1为标准值时，z1↑→γ↑
γ越大传动效率越高，传递动力时要求效率高 γ=15 °-30 °且应采用多头蜗杆 γ越小传动效率越低,要求反行程自锁时 γ<=3°30'
3、传动比 I,蜗杆的头数z1,,蜗轮齿数z2
i n1 z2 d 2 n2 z1 d 1
Fn
2T2
d2cosn cos
•21
蜗杆传动受力方向判断
力的方向和蜗轮转向的判别
圆周力
径向力
Ft——主反从 同 轴向力
Fr——指向各自的轴线 左手或右手：ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ杆旋向
Fa1——蜗杆左右 手螺旋定则
蜗杆传动课件
新课内容
任务二、蜗杆传动方向判别
1. 蜗杆、蜗轮螺旋方向的判别
右手定则：伸出右手，掌心对着自己，四指顺着与蜗 杆（或蜗轮）的轴线方向，大拇指指向与螺旋线方向 一致，为右旋。反之，为左旋。
例1 右旋
例2 左旋
比一比
（注：相互啮合的蜗杆传动，蜗杆与蜗轮的螺旋方向一致）
新课内容
2. 蜗轮回转方向的判别
利用假设法与左(右)手螺旋定则
作业布置
见资料：
左右手螺旋定则：当蜗 杆是右旋（或左旋）时， 伸出右手（或左手），并 半握拳，四指顺着蜗杆的 回转方向，这时大拇指指 向相反的就是蜗轮上啮合 点的线速度方向。
试一试巩固小结认识蜗杆传来自:1.组成 2.工作原理
蜗杆传动方向判别
1.蜗杆、蜗轮螺旋方向的判别 2.蜗轮回转方向的判别
1.试判断蜗杆、蜗轮的螺旋方向
左旋
左旋
2.请标注蜗杆、蜗轮的螺旋方向
右旋
左旋
1.判别蜗轮的旋转方向 已知：蜗杆螺旋方向、蜗杆回 转方向，求蜗轮回转方向
利用左(右)手螺旋定则
2.判别蜗杆的旋转方向
已知：蜗杆螺旋方向、蜗轮回 转方向，求蜗杆回转方向
利用假设法与左(右)手螺旋定则
3.判别蜗杆的螺旋方向 已知：蜗杆回转方向、蜗轮回 转方向，求蜗杆螺旋方向
复习引入 问题1：选择图片，判别机械传动的类型
1
2
3
4
5
6
复习引入
问题2：举例说明：日常生活中的蜗杆传动
分度头
减速机
新课内容
任务一、认识蜗杆传动
1.组成
(1)蜗杆
（2）蜗轮
新课内容
2.工作原理
蜗杆传动是以蜗杆为 主动件，蜗轮为从动 件，用于传递在空间 交错的两轴间的运动 和动力，通常两轴交 错角为90°。
第13章 蜗杆传动作业(答案类别)
第十三章蜗杆传动一、选择题13-1 当两轴线___时,可采用蜗杆传动.(1)平行(2)相交(3)垂直交错13-2 在蜗杆传动中,通常____为主动件.(1)蜗杆(2)蜗轮(3)蜗杆或蜗轮都可以13-3 在蜗杆传动中,应用比较广泛的是____.(1)圆柱蜗杆(2)环面蜗杆(3)锥蜗杆13-4 根据蜗杆螺旋面的形成原理和加工方法,____磨削困难,精度较低.(1)阿基米德蜗杆(2)渐开线蜗杆(3)法向直廓蜗杆13-5 阿基米德蜗杆的____模数,应符合标准数值.(1)法向(2)端面(3)轴向13-6 在蜗杆传动中,当需要自锁时,应使蜗杆导程角____当量摩擦角.(1)小于(2)大于(3)等于13-7 起吊重物用的手动蜗杆传动装置,应采用____蜗杆.(1)单头,小导程角(2)单头,大导程角(3)多头,小导程角(4)多头,大导程角13-8 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____.(1)传动效率提高,蜗杆刚度降低(2)传动刚度降低,蜗杆刚度提高(3)传动效率和蜗杆刚度都提高(4)传动效率和蜗杆刚度都降低13-9 在蜗杆传动中,其它条件相同,若增加蜗杆头数,将使____.(1)传动效率提高,滑动速度降低(2)传动效率降低,滑动速度提高(3)传动效率和滑动速度都提高(4)传动效率和滑动速度都降低13-10 计算蜗杆传动的传动比时,公式____是错误的.(1)i=ω1/ω2(2)i=n1/n2(3)i=d2/d1(4)i=z2/z113-11 阿基米德蜗杆和涡轮的正确啮合的条件是____.(1)m t1=m t2,αt1=αt2, γ+β=90° (2)m n1=m n2, αn1=αn2, γ=β (3)m x1=m t2, αx=αt2, γ+β=90° (4) m x1=m t2, αx=αt2, γ=β13-12 为了减少蜗轮滚刀型号,有利于道具标准化,规定___为标准值.(1)涡轮齿数 (2)蜗轮分度圆直径 (3)蜗杆头数 (4)蜗杆分度圆直径13-13 蜗杆传动的失效形式和齿轮传动相类似,其中___最易发生.(1)点蚀和磨损 (2)胶合和磨损 (3)轮齿折断和塑性变形13-14 蜗杆传动中,轮齿承载能力的计算主要是针对___来进行的.(1)蜗杆齿面接触强度和涡轮齿根抗弯强度 (2)涡轮齿面接触强度和蜗杆齿根抗弯强度 (3)蜗杆齿面接触强度和抗弯强度 (4)涡轮齿面接触强度和抗弯强度11-15 对闭式蜗杆传动进行热平衡计算,其主要目的是为了___.(1)防止润滑油受热膨胀后外溢,造成环境污染 (2)防止润滑油温度过高而使润滑条件恶化 (3)防止涡轮材料在高温下力学性能下降 (4)防止蜗杆蜗轮发生热变形后,正确啮合受到破坏二、分析与思考题13-1 按加工工艺方法不同,圆柱蜗杆有哪些主要类型?各用什么代号表示?13-2 与齿轮传动相比,蜗杆传动有哪些优点?13-3 为了提高涡轮的转速,可否改用相同尺寸的双头蜗杆来代替单头蜗杆,与原来的蜗轮相啮合?为什么?13-4 为什么蜗杆传动比不能写成i=d 2/d 1?13-5 标出各图中未注明的蜗杆或蜗轮的转动方向及螺旋线方向,绘出蜗杆和涡轮在啮合点处的各分力方向(均为蜗杆主动).题13-32图 题13-33图13-6 在图示传动系统中,1、5为蜗杆,2、6为蜗轮,3、4为斜齿圆柱齿轮,7、8为直齿锥齿轮.已知蜗杆1为主动,锥齿轮8转动方向如图.为使各中间轴上齿轮的轴向力能互相抵消一部分(1)标出蜗杆1的转动方向.(2)标出斜齿圆柱齿轮3、4和蜗轮2、6的螺旋线方向.13-7 图示斜齿圆柱齿轮—圆柱蜗杆传动.已知蜗杆传动的效率η,蜗杆传动的传动比i,斜齿轮2的分度圆直径d 2和涡轮4的分度圆直径d 4.不计斜齿轮传动的功率损耗,为使蜗杆轴上的轴向力最小(1)确定斜齿轮1、2的螺旋线方向.(2)确定涡轮4的转动方向.(3)标出斜齿轮2和蜗杆3的各分力.(4)证明: 2414t t id F F d η= (t F 为切向力)题13-34图13-8 为什么连续传动的闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算?可采用哪些措施来改善散热条件?13-9 写出蜗杆传动的热平衡条件式,并说明各符号的意义.13-10．图所示为直齿锥齿轮–斜齿圆柱齿轮减速器，齿轮1主动，转向如图示。
作业及思考题机械设计
第6章螺纹联接1、图所示螺栓连接中采用2个M 20的螺栓，其许用拉应力为[σ]=160MPa ，被联接件结合面的摩擦系数μ=0.2，若考虑摩擦传力的可靠系数f k =1.2，试计算该连接允许传递的静载荷Q F 。
2、 题2图所示，凸缘联轴器由HT 200制成，用8个受拉螺栓联接，螺栓中心圆直径D ＝220mm ，联轴器传递的转矩T ＝5000N.m ，摩擦系数μ=0.15，可靠性系数f k =1.2，试确定螺栓直径。
3、题3图所示两根钢梁，由两块钢盖板用8个M 16的受拉螺栓联接，作用在梁上的横向外力F R =1800N ，钢梁与盖板接合面之间的摩擦系数μs ＝0.15，为使联接可靠，取摩擦力大于外载的20%，螺栓的许用应力[σ]＝160MPa ，问此联接方案是否可行？题1图题2图4、题4图所示的气缸盖连接中，已知：气缸中的压力在0到1.5MPa 间变化，气缸内径D =250mm ，螺栓分布圆直径0D =346mm ，凸缘与垫片厚度之和为50mm 。
为保证气密性要求，螺栓间距不得大于120mm 。
试选择螺栓材料，并确定螺栓数目和尺寸。
5、题5图所示有一支架用一组螺栓与机座联接如图示，所受外载为F =10000N ，45=α。
结合面的摩擦系数为0.15，摩擦传力可靠系数2.1=f K ，螺栓的许用应力[]400=σMPa 。
试求螺栓的计算直径。
第7章 键、花键、销、成形联接三、题1图所示为在直径d =80mm 的轴端安装一钢制直齿圆柱齿轮，轮毂长L =1.5d ，工作时有轻微冲击。
试确定平键联接尺寸，并计算其能传递的最大转矩。
题5图第11章 带传动1、已知某单根普通V 带能传递的最大功率P ＝4.7kW,主动轮直径D 1=100mm ，主动轮转速n 1＝1800r/min,小带轮包角α＝ 1350，带与带轮间的当量摩擦系数25.0=v μ。
求带的紧边拉力1F 、松边拉力及有效拉力F （忽略离心拉力）。
蜗杆传动作业
• 2，手动铰车采用圆柱蜗 杆传动，如图，已知m=8、 Z1=1、d1=80mm， Z2=40，卷筒直径 D=200mm • 问（1）欲使重物上升1m， 蜗杆应转多少转？ • （2）蜗杆与蜗轮间的当 量摩擦系数f′=0.18，改机 构能否自锁？ • （3）若重物W=5KN，手 摇时施加的力F=100N， 手柄转臂的长度l应是多 少？
3，为增加蜗杆减速器输出轴的转速，决定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？
蜗杆传动ppt
一、主要参数及其选择
1、模数m，压力角 ma1 mt2 m
正确啮合条件： a1 t2 20
2、蜗杆分度圆直径
标准化，减小刀具数目。
蜗杆：d1 ma1 q
q d1 m
意义：q d1 蜗杆刚度
m , q ——见表11-2
3、蜗杆头数Z1，蜗轮齿数Z2 螺距一定，头数多效率高。
二、受力分析
Fn Ft Fa Fr
T2 T1 i
大小
方向
圆周力 轴向力
Ft1
2T1 d1
Fa 2
Fa1
Ft 2
2T2 d2
与 n1 相反 左右手螺旋
径向力 Fr1 Fr2 Fa1tg 指向轮心
三、强度计算 特点：相当于斜齿轮、斜齿条传动。
设计方法：同齿轮。
1. 齿根弯曲疲劳强度计算——依据：相当于外伸梁
3、常用材料 要求 ：强度、耐磨性、跑合性。
蜗杆
蜗轮
低速、不重要 vs≤2m/s 一般情况 vs≤4m/s
重要、高速、重载 vs>4m/s
45 钢、40Cr 调质
45 钢、40Cr 淬火
15Cr 20Cr 渗碳淬火
灰铸铁 HT150 HT200 铝铁青铜（无锡）
ZCuAl10Fe3 锡青铜
ZCuSn10P1 ZcuSnPb5Zn5
应用：铸铁或小青铜蜗轮。 4. 拼铸式
应用：成批生产。
例题：试设计一搅拌机用的闭式蜗杆减速器中的普 遍圆柱蜗杆传动。已知：输入功率P=9kW,蜗杆转 速n1=1450r/min,传动比i12=20,传动不反向，工作载 荷较稳定，但有不大的冲击。要求寿命Lh=12000h。
解：1. 选择蜗杆传动类型 2. 选择材料 3. 按齿面接触疲劳强度进行设计 1）确定作用在蜗轮上的转矩T2 2）确定载荷系数K 345） ） ）确 确 确定 定 定弹接许性触用影系接响数触系应Z数力Z[E]H
第13章蜗杆传动
形成：若单个斜齿轮的齿数很少（如z1=1）而且β1很大时，轮齿在圆柱体上构成多圈完整的螺旋。
1
ω1
所得齿轮称为:蜗杆。
而啮合件称为:蜗轮。
2）凹凸弧齿廓啮合传动，也是线接触的啮合传动，接触 处的综合曲率半径大，承载能力高，比普通圆柱蜗杆 高50%~150%；
3）瞬时接触线与滑动速度交角大，有利于啮合面间油膜 形成，摩擦小，效率高，蜗杆可磨削，精度高，用于 冶金、矿山、化工、起重运输机械。
接触线
环面蜗杆传动
圆柱蜗杆传动
锥蜗杆传动
普通圆柱蜗杆传动
圆弧圆柱蜗杆传动
阿基米德蜗杆
渐开线蜗杆
法向直廓蜗杆
阿基米德蜗杆(ZA)
γ
阿基米德蜗杆
双刀加工
α
α
类型
环面蜗杆传动
圆柱蜗杆传动
锥蜗杆传动
普通圆柱蜗杆传动
圆弧圆柱蜗杆传动
阿基米德蜗杆
渐开线蜗杆
法向直廓蜗杆
渐开线蜗杆(ZI)
渐开线蜗杆
db
渐开线
I-I
凸廓
0
直廓
凸廓
0
I
I
蜗杆可用两把直 线刀刃的车刀在车床 上车制。加工时，两 把车刀的刀刃平面一 上一下与基圆相切， 被切出的蜗杆齿面是 渐开线螺旋面，端面 的齿廓为渐开线。
3. 法向直廓蜗杆（ZN）
蜗杆齿廓特点：蜗杆法面齿廓为直线，端面齿廓为延伸渐开线
一）普通圆柱蜗杆传动
d2
2
1
1
蜗杆传动精品ppt课件
1.蜗杆螺旋方向的判定
1.蜗杆螺旋方向的判定
左高左螺旋
右高右螺旋
1.蜗杆螺旋方向的判定1.蜗杆螺旋方的判定右螺旋左螺旋
2.蜗轮旋转方向的判定
左、右手法则：
蜗杆左旋伸左手，右旋伸右手，四指顺着蜗杆的 旋转方向，蜗轮的旋转方向与大拇指指向相反。
注意：判定的关键是先判断伸那只手。 还有判断点应靠边近啮合点。
任务一 认识蜗杆传动
复习
直齿圆柱 齿 轮
应 用
斜齿圆柱 齿 轮
锥齿轮
传递两______轴 传递两______轴 传递两______轴 之间的运动和动力。 之间的运动和动力。 之间的运动和动力。
复习
直齿圆柱 齿 轮
作 用
斜齿圆柱 齿 轮
锥齿轮
传递两______轴 传递两______轴 传递两______轴 之间的运动和动力。 之间的运动和动力。 之间的运动和动力。
蜗杆传动的应用
蜗杆传动的应用
一、蜗杆传动的类型
1. 根据蜗杆的形状不同分
圆柱蜗杆传动
环面蜗杆传动
锥蜗杆传动
一、蜗杆传动的类型
2. 圆柱蜗杆依据加工方法不同分
阿基米德蜗杆 渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 圆弧圆柱蜗杆
二、蜗杆传动的旋转方向
二、蜗杆传动的旋转方向
蜗杆传动中，蜗轮的转动方向 不仅与蜗杆转动方向有关， 而且与蜗杆螺旋方向有关。
请判定下列蜗轮旋转方向
请判定下列蜗轮旋转方向
请判定下列蜗轮旋转方向
请判定下列蜗轮旋转方向
请判定下列蜗轮旋转方向
请判定下列蜗轮旋转方向
交流与讨论
判定下列（1）～（7）所示的蜗杆传 动中的蜗杆蜗轮旋转方向或螺旋方向。
小结
第13章蜗杆传动
各力的大小： 各力的大小：
F t2
2T 2 = = Fa1 d2
F a 2 = F t 2 tan( γ ± ρ v ) ≈ F t2 tan γ = F t1 F r 2 = F n sin α n ≈ F t 2 tan α t = F r1
求得） 蜗杆主动：T2 = T1uη1 （据Fa2=Ft1求得） 蜗杆主动：
过盈
螺栓（铰制孔） 螺栓（铰制孔）
13.3
圆柱蜗杆传动的基本参数
中间平面－ 中间平面－ 过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面。 过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面。 蜗杆传动在中间平面上相当于齿条与齿轮的 啮合传动，故设计时， 啮合传动，故设计时，均取中间平面上的参 数（如m,α等）和尺寸（如齿顶圆、分度圆 m,α等 和尺寸（如齿顶圆、 等）为基准。 为基准。 13.3.1 基本齿廓 在给定平面上的基本齿廓＝渐开线轮齿的基本齿廓。 在给定平面上的基本齿廓＝渐开线轮齿的基本齿廓。 C=0.2m,ρ =0.3mm。 C=0.2m,ρf=0.3mm。
′ 蜗轮主动： 蜗轮主动：T2 = T1u / η1
法向力： 法向力：
Ft 2 Ft 2 2T2 Fn = ≈ = cos α n cos(γ ± ρV ) cos α n cos γ d 2 cos α n cos γ
各力的方向： 各力的方向： 圆周力Ft 圆周力F 蜗轮上它为驱动力， 蜗轮上它为驱动力，其方向与蜗轮在节点 的运动方向相同； 的运动方向相同； 蜗杆上它为阻力，其方向与主动轮节点 蜗杆上它为阻力， 的运动方向相反。 的运动方向相反。 径向力Fr——沿半径指向各自的轮心。 径向力F ——沿半径指向各自的轮心。 沿半径指向各自的轮心 轴向力F 主动轮上其方向判断同斜齿轮。 轴向力Fa—主动轮上其方向判断同斜齿轮。
机械工程实践蜗杆大作业
机械工程实践蜗杆大作业
一、教学目标
1、了解掌握蜗杆传动的啮合特点、运动关系和几
何参数。
2、掌握蜗杆传动的受力分析、强度计算和热平衡
计算方法。
二、教学重点和难点
重点：普通圆柱蜗杆传动的啮合特点、运动关系和几何参数。
难点：蜗杆传动的受力分析。
三、讲授方法
多媒体和演示柜教学。
四、蜗杆传动的特点
蜗杆传动的最大特点是结构紧凑、传动比大。
传动平稳、噪声小。
可制成具有自锁性的蜗杆。
蜗杆传动的主要缺点是效率较低。
蜗轮的造价较高。
蜗杆传动viewfile5.ppt
机械设计 第十三章 蜗杆传动
8
二、材料
vs↑ 减摩性↑ 、强度↑ 不能都用硬材料 1、蜗轮——指齿冠部分材料：减摩材料
铸锡青铜：vs≥12~26m/s 铸铝青铜：vs≤10m/s，抗胶合能力差 铸铝黄铜：抗点蚀能力强,耐磨性差,用于vs小场合 HT、QT：vs≤2m/s
大直径蜗轮：铸铁（蜗杆用青铜）
d1为标准值
d1
m 表13.4
机械设计 第十三章 蜗杆传动
12
五、蜗杆直径系数q d1、m——为标准值 q d1 m ∴q为导出值,不一定为整数。d1 mq mz 1 m一定时，q↑——d1↑——蜗杆刚度↑ z1一定时， q↑——γ↓——η↓，自锁性↑ ∴ 小m蜗杆→选用大q，保证强度和刚度→适于小P
26
讨论： d1
a
——蜗杆传动的重要参数
a）d1
a
↑—
Zρ↓→σH ↓
a一定时，d 1
a
↑—d1↑—↑蜗杆刚度
b）
d1 a
↑—
η↓d1一定时，da1↑—a↓—结构紧凑
5）Zn——转速系数（式13.17、13.18）
6）Zh——寿命系数 1
基本公式
Z
h
25000 Lh
6
1.6
即 Lh 1500 h
31
措施：1）轮齿挖窝：挖去夹角小处，贮油，改善润滑。
2）人工油涵：油楔(大滚刀、移动滚刀)。 3）蜗轮偏位安装：蜗轮偏向啮出端。
机械设计 第十三章 蜗杆传动
32
4）采用环面蜗杆。
2）KA——使用系数,表12.9（同齿轮传动）
3）ZE——弹性系数,表13.2，P260
4）Zρ——接触系数,考虑齿面曲率和接触线长度影响,
13 蜗杆传动答案.doc
ANS 13301ANS 13302 动ANS 13303ANS 13304ANS 13305ANS 13306ANS 13307 根弯曲疲劳ANS 13308ANS 13309ANS 13310 度，蜗杆刚度ANS 13311胶合，磨损ANS 13312ANS 13313ANS 13314ANS 13315ANS 13317ANS 13318ANS 13320ANS 13321ANS 13322ANS 13324 ANS 13811蜗杆传动答案蜗轮齿面产生胶合、点蚀及磨损。
圆柱蜗杆传动，圆弧（环）面蜗杆传动，锥蜗杆传螺旋线升（导程）角小于啮合面的当量摩擦角加工方便不变蜗轮齿血接触疲劳，蜗轮齿根弯曲疲劳，蜗轮齿材料和结构，高于，蜗轮轮齿蜗轮中间平，齿条与齿轮蜗轮齿根弯曲疲劳强度，蜗轮齿面接触疲劳强齿面胶合，点蚀，磨损，齿根弯曲疲劳蜗轮相同蜗杆的直径系数g （或蜗杆分度圆直径dj 减少蜗轮滚刀的数目以利于刀具的标准化中间平面蜗杆分度圆直径〃i，模数加加散热片，加风扇，蛇形水管冷却，喷油润滑要求的传动比，传动效率，传动比ZCuSnlOPl, ZCuSn5Pb5Zn5控制温升，润滑油变性和齿面胶合如图。
ANS13815 如图WD ZlS ~ 2FLr ) 3)〃轴上两轮所受轴向力的方向相反，两轮螺旋线方向相同,ANS 130071)蜗轮和蜗杆的螺旋线方向为右旋。
2) 7；= TgW- = FL-^r]2 可 5000x180x12 x 100 x 200 x0.4 a = — (〃i +〃2)= — x (50 + 5 x 56) = 165mmANS 13008 n tan ^T =^=02/ = 11.3099。
= 11。
18'36"27；d22 x 1.493 x 1()68x61=6119N 2 x 6963580=1741N2)"呵 / tan(Z+ “)=聞(11.3099沁如0.08)=皿%3）蜗轮逆时针旋转。
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第十三章蜗杆传动
一、选择题
13-1 当两轴线___时,可采用蜗杆传动.
(1)平行(2)相交(3)垂直交错
13-2 在蜗杆传动中,通常____为主动件.
(1)蜗杆(2)蜗轮(3)蜗杆或蜗轮都可以
13-3 在蜗杆传动中,应用比较广泛的是____.
(1)圆柱蜗杆(2)环面蜗杆(3)锥蜗杆
13-4 根据蜗杆螺旋面的形成原理和加工方法,____磨削困难,精度较低.
(1)阿基米德蜗杆(2)渐开线蜗杆(3)法向直廓蜗杆
13-5 阿基米德蜗杆的____模数,应符合标准数值.
(1)法向(2)端面(3)轴向
13-6 在蜗杆传动中,当需要自锁时,应使蜗杆导程角____当量摩擦角.
(1)小于(2)大于(3)等于
13-7 起吊重物用的手动蜗杆传动装置,应采用____蜗杆.
(1)单头,小导程角(2)单头,大导程角(3)多头,小导程角(4)多头,大导程角
13-8 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____.
(1)传动效率提高,蜗杆刚度降低(2)传动刚度降低,蜗杆刚度提高(3)传动效率和蜗杆刚度都提高(4)传动效率和蜗杆刚度都降低
13-9 在蜗杆传动中,其它条件相同,若增加蜗杆头数,将使____.
(1)传动效率提高,滑动速度降低(2)传动效率降低,滑动速度提高(3)传动效率和滑动速度都提高(4)传动效率和滑动速度都降低
13-10 计算蜗杆传动的传动比时,公式____是错误的.
(1)i=ω1/ω2(2)i=n1/n2(3)i=d2/d1(4)i=z2/z1
13-11 阿基米德蜗杆和涡轮的正确啮合的条件是____.
(1)m t1=m t2,αt1=αt2, γ+β=90° (2)m n1=m n2, αn1=αn2, γ=β(3)m x1=m t2, αx=αt2, γ+β=90° (4) m x1=m t2, αx=αt2, γ=β
13-12 为了减少蜗轮滚刀型号,有利于道具标准化,规定___为标准值.
(1)涡轮齿数 (2)蜗轮分度圆直径 (3)蜗杆头数 (4)蜗杆分度圆直径
13-13 蜗杆传动的失效形式和齿轮传动相类似,其中___最易发生.
(1)点蚀和磨损 (2)胶合和磨损 (3)轮齿折断和塑性变形
13-14 蜗杆传动中,轮齿承载能力的计算主要是针对___来进行的.
(1)蜗杆齿面接触强度和涡轮齿根抗弯强度 (2)涡轮齿面接触强度和蜗杆齿根抗弯强度 (3)蜗杆齿面接触强度和抗弯强度 (4)涡轮齿面接触强度和抗弯强度11-15 对闭式蜗杆传动进行热平衡计算,其主要目的是为了___.
(1)防止润滑油受热膨胀后外溢,造成环境污染(2)防止润滑油温度过高而使润滑条件恶化(3)防止涡轮材料在高温下力学性能下降(4)防止蜗杆蜗轮发生热变形后,正确啮合受到破坏
2二、分析与思考题13-1 按加工工艺方法不同,圆柱蜗杆有哪些主要类型?各用什么代号表示?13-2 与齿轮传动相比,蜗杆传动有哪些优点?13-3 为了提高涡轮的转速,可否改用相同尺寸的双头蜗杆来代替单头蜗杆,与原来的蜗轮相啮合?为什么?13-4 为什么蜗杆传动比不能写成i=d 2/d 1?13-5 标出各图中未注明的蜗杆或蜗轮的转动方向及螺旋线方向,绘出蜗杆和涡轮在啮合点处的各分力方向(均为蜗杆主动).
题13-32图 题13-33图13-6 在图示传动系统中,1、5为蜗杆,2、6为蜗轮,3、4为斜齿圆柱齿轮,7、8为直齿锥齿轮.已知蜗杆1为主动,锥齿轮8转动方向如图.为使各中间轴上齿轮的轴向力能互相抵消一部分 (1)标出蜗杆1的转动方向. (2)标出斜齿圆柱齿轮3、4和蜗轮2、6的螺旋线方向.13-7 图示斜齿圆柱齿轮—圆柱蜗杆传动.已知蜗杆传动的效率η,蜗杆传动的传动比i,斜齿轮2的分度圆直径d 2和涡轮4的分度圆直径d 4.不计斜齿轮传动的功率损耗,为使蜗杆轴上的轴向力最小 (1)确定斜齿轮1、2的螺旋线方向. (2)确定涡轮4的转动方向. (3)标出斜齿轮2和蜗杆3的各分力. (4)证明: (为切向力)2414
t t id F F d η=t F
3
题13-34图
13-8 为什么连续传动的闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算?可采用哪些措施来改善散热条件?
13-9 写出蜗杆传动的热平衡条件式,并说明各符号的意义.
13-10．图所示为直齿锥齿轮–斜齿圆柱齿轮减速器，齿轮1主动，转向如图示。
试：
（1）画出各轴的转向；
（2）为使轴Ⅱ所受轴向力最小，标出齿轮3、4的螺旋线方向；
（3）画出轴Ⅱ上齿轮2、3所受各力的方向；
13-11、在图示传动系统中，1为蜗杆，2为蜗轮，3和4为斜齿圆柱齿轮，5和6为直齿锥齿轮。
若蜗杆主动，要求输出齿轮6的回转方向如图所示。
试决定：
1）若使Ⅰ、Ⅱ轴上所受轴向力互相抵消一部分，蜗杆、蜗轮及斜齿轮3和4的螺旋线方向及Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴的回转方向（在图中标示）；
2）Ⅱ、Ⅲ轴上各轮啮合点处受力方向（Ft、Fr、Fa在图中画出）。
4
作业13-12．图示为一提升装置。
试确定：
1）蜗杆螺旋线方向；两个斜齿轮的螺旋线方向(以Ⅱ轴上受轴向力最小为原则)；
2）画出各轮在啮合点处的圆周力Ft，径向力Fr和轴向力Fa。
藤献银留题
13-1.图示为简单手动起重装置。
若按图示方向转动蜗杆，提升重物G，试确定：1)蜗杆和蜗轮齿的旋向;2)蜗轮所受作用力的方向(画出);3)当提升重物或降下重物时,蜗轮齿面是单侧受载还是双侧受载。
5
13-2.图示蜗杆传动均以蜗杆为主动件，试在图上标出蜗轮（或蜗杆）的转向，蜗轮的旋向，蜗杆、蜗轮所受各分力的方向。
作业13-3.图示为某起重设备的减速装置。
已知各轮齿数
z1=z2=20，z3=60，z4=2，z5=40，轮1转向如图所示，卷筒直径
D=136mm。
试求：1)此时重物是上升还是下降;2)设系统效率
η=0.68,为使重物上升,施加在轮1上的驱动力矩T1=10N.m,问重物
的重量是多少?
6
13-4.题目：蜗轮滑车如图所示，起重量F=10kN,蜗杆为双头,模数m=6.3mm,分度圆直径d1=63mm,蜗轮齿数z2=40,卷筒直径
D=148mm,蜗杆传动的当量摩擦系数fv=0.1,轴承、溅油和链传动效率损失为8%,工人加在链上的作用力F'=200N。
试求链轮直径D',并验算蜗杆传动是否自锁。
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13-5.试设计轻纺机械中的一单级蜗杆减速器，传递功率P1=8.5kW,主动轴转速n1=1460r/min,传动比i=20,载荷平稳,单向工作,长期连续运转,润滑情况良好,工作寿命L h=15000h。
13-6.已知一蜗杆传动，蜗杆为主动，转速n1=1440r/min，蜗杆头数z1=2，模数m=4mm，蜗杆直径系数q=10，蜗杆材料为钢，齿面硬度大于45HRC，磨削，蜗轮材料为铸锡青铜，求该传动的啮合效率。
13-7.图示传动系统中,件1、5为蜗杆，件2、6为蜗轮，件3、4为斜齿圆柱齿轮，件7、8为直齿锥齿轮。
已知蜗杆1为主动，要求输出齿轮8的回转方向如图。
试确定：1)各轴的回转方向;2)考虑各中间轴上所受轴向力能互相抵消一部分,定出各轮旋向;3)画出各轮的轴向分力的方向。
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13-8.图示三级减速装置传动方案简图，要求传动比i=50，这样布置是否合理？为什么？试画出合理的传动方案简图（不采用蜗杆传动）。