机械设计蜗杆习题与参考答案

习题与参考答案一、选择题1与齿轮传动相比较，不能作为蜗杆传动的优点。

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阿基米德圆柱蜗杆与蜗轮传动的模数，应符合标准值。

A.法面B.端面C.中间平面3蜗杆直径系数q＝。

A.q=d l/mB.q=d l mC.q=a/d lD.q=a/m4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。

A.提高B.减小C.不变D.增大也可能减小5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。

1A.提高B.降低C.不变D.提高，也可能降低6在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆头数z，则滑动速度。

1A.增大B.减小C.不变D.增大也可能减小7在蜗杆传动中，当其他条件相同时，减少蜗杆头数z，则。

1A.有利于蜗杆加工B.有利于提高蜗杆刚度C.有利于实现自锁D.有利于提高传动效率8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9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10蜗杆常用材料是。

A.40CrB.GCrl5C.ZCuSnl0P1D.LY1211蜗轮常用材料是。

A.40CrB．GCrl5C.ZCuSnl0P1D.LYl212采用变位蜗杆传动时。

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13采用变位前后中心距不变的蜗杆传动，则变位后使传动比。

A.增大B.减小C.可能增大也可能减小。

14蜗杆传动的当量摩擦系数f v 随齿面相对滑动速度的增大而。

A.增大B.减小C.不变D.可能增大也可能减小15提高蜗杆传动效率的最有效的方法是。

A.增大模数mB.增加蜗杆头数1zC.增大直径系数qD.减小直径系数q 16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 17用计算蜗杆传动比是错误的。

A.i =ω1/ω2B.i =2z /1zC.i =21/n nD.i =21/d d18在蜗杆传动中，作用在蜗杆上的三个啮合分力，通常以为最大。

A.圆周力F tlB.径向力F r1C.轴向力F a119下列蜗杆分度圆直径计算公式： （a ）d 1=mq ；（b ）d 1=m 1z ；（c ）d 1=d 2/i ；（d ）d 1=m 2z /（itan γ）；（e ）d 1=2a /（i +1）。

其中有是错误的。

A.一个B.两个C.三个D.四个20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D.钢和钢 二、填空题2l 阿基米德蜗杆和蜗轮在中间平面上相当于直齿条与齿轮的啮合。

22在蜗杆传动中，蜗杆头数越少，则传动效率越，自锁性越，一般蜗杆头数常取1z =。

23在蜗杆传动中，已知作用在蜗杆上的轴向力F al =1800N ，圆周力F t1=880N ，若不考虑摩擦影响，则作用在蜗轮上的轴向力F a2=，圆周力F t2。

24蜗杆传动的滑动速度越大，所选润滑油的粘度值应越。

25在蜗杆传动中，产生自锁的条件是。

26蜗轮轮齿的失效形式有、、、。

但因蜗杆传动在齿面间有较大的，所以更容易产生和失效。

27变位蜗杆传动仅改变的尺寸，而的尺寸不变。

28在蜗杆传动中，蜗轮螺旋线的方向与蜗杆螺旋线的旋向应该。

29蜗杆传动中，蜗杆所受的圆周力F t1的方向总是与，而径向力F rl 的方向总是。

30闭式蜗杆传动的功率损耗，一般包括：、和三部分。

31阿基米德蜗杆和蜗轮在中间平面相当于与相啮合。

因此蜗杆的模数应与蜗轮的模数相等。

32在标准蜗杆传动中，当蜗杆为主动时，若蜗杆头数1z 和模数m 一定，而增大直径系数q ，则蜗杆刚度；若增大导程角γ，则传动效率。

33蜗杆分度圆直径1d =；蜗轮分度圆直径2d =。

34为了提高蜗杆传动的效率，应选用头蜗杆；为了满足自锁要求，应选1z =。

35蜗杆传动发热计算的目的是防止，以防止齿面失效。

发热计算的出发点是等于。

36为了蜗杆传动能自锁，应选用头蜗杆；为了提高蜗杆的刚度，应采用的直径系数q 。

37蜗杆传动时蜗杆的螺旋线方向应与蜗轮螺旋线方向；蜗杆的分度圆柱导程角应等于蜗轮的分度圆螺旋角。

38蜗杆的标准模数是模数，其分度圆直径1d =；蜗轮的标准模数是模数，其分度圆直径2d =。

39有一普通圆柱蜗杆传动，已知蜗杆头数1z =2，蜗杆直径系数q =8,蜗轮齿数2z =37,模数m =8mm ，则蜗杆分度圆直径1d =mm ；蜗轮分度圆直径2d =mm ；传动中心距amm ；传动比i =；蜗轮分度圆上螺旋角2β=。

40阿基米德蜗杆传动变位的主要目的是为了和。

41在进行蜗杆传动设计时，通常蜗轮齿数2z ＞26是为了；2z ＜80(100)是为了。

42蜗杆传动中，已知蜗杆分度圆直径1d ，头数1z ，蜗杆的直径系数q ，蜗轮齿数2z ，模数m ，压力角α，蜗杆螺旋线方向为右旋，则传动比i =，蜗轮分度圆直径2d =，蜗杆导程角γ=，蜗轮螺旋角β，蜗轮螺旋线方向为。

43阿基米德圆柱蜗杆传动的中间平面是指的平面。

44由于蜗杆传动的两齿面间产生较大的速度，因此在选择蜗杆和蜗轮材料时，应使相匹配的材料具有良好的和性能。

通常蜗杆材料选用或，蜗轮材料选用或，因而失效通常多发生在上。

45蜗杆导程角的旋向和蜗轮螺旋线的力向应。

46蜗杆传动中，一般情况下的材料强度较弱，所以主要进行轮齿的强度计算。

三、问答题47蜗杆传动具有哪些特点？它为什么要进行热平衡计算？若热平衡计算不合要求时怎么办？48如何恰当地选择蜗杆传动的传动比i 12、蜗杆头数1z 和蜗轮齿数2z ，并简述其理由。

49试阐述蜗杆传动的直径系数q 为标准值的实际意义。

50采用什么措施可以节约蜗轮所用的铜材？51蜗杆传动中，蜗杆所受的圆周力F t1与蜗轮所受的圆周力F t2是否相等？ 52蜗杆传动中，蜗杆所受的轴向力F a1与蜗轮所受的轴向力F a2是否相等？ 53蜗杆传动与齿轮传动相比有何特点？常用于什么场合？54采用变位蜗杆传动的目的是什么？变位蜗杆传动中哪些尺寸发生了变化？55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？56对于蜗杆传动，下面三式有无错误？为什么？ （1）21212121////d d z z n n i ====ωω； （2）2/)(2/)(2121z z m d d a +=+=；（3）11121222/2/2/2t t F d T d i T d T F ====；57蜗杆传动中为何常用蜗杆为主动件？蜗轮能否作主动件？为什么？58为什么要引入蜗杆直径系数q ？如何选用？它对蜗杆传动的强度、刚度及尺寸有何影响？59影响蜗杆传动效率的主要因素有哪些？导程角γ的大小对效率有何影响？60蜗杆传动的正确啮合条件是什么？自锁条件是什么？61蜗杆减速器在什么条件下蜗杆应下置？在什么条件下蜗杆应上置？62选择蜗杆的头数z和蜗轮的齿数2z应考虑哪些因素？163蜗杆的强度计算与齿轮传动的强度计算有何异同？64为了提高蜗杆减速器输出轴的转速，而采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？65蜗杆在进行承载能力计算时，为什么只考虑蜗轮？而蜗杆的强度如何考虑？在什么情况下需要进行蜗杆的刚度计算？66在设计蜗杆传动减速器的过程中，发现已设计的蜗杆刚度不足，为了满足刚度的要求，决定将直径系数q从8增大至10，问这时对蜗杆传动的效率有何影响？67在蜗杆传动设计时，蜗杆头数和蜗轮齿数应如何选择？试分析说明之。

四、分析计算题68在题68图中，标出未注明的蜗杆(或蜗轮)的螺旋线旋向及蜗杆或蜗轮的转向，并绘出蜗杆或蜗轮啮合点作用力的方向(用三个分力表示)。

题68图例解。

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。

3分析与思考：（1）蜗轮的旋转方向应如何确定？（2）蜗杆（主动）与蜗轮啮合点处各作用力的方向如何确定？答：（1）蜗轮的旋转方向：当蜗杆的旋转方向和螺旋线方向已知时，蜗轮的旋转方向可根据螺旋副的运动规律来确定。

（2）各力方向确定：圆周力Ft Ft1（蜗杆）——蜗杆为主动件受到的阻力，故与其转向n1方向相反。

Ft2（蜗轮）——蜗轮为从动件受到的是推力故与其转向n2方向相同。

径向力Fr ——Fr1、Fr2分别沿蜗杆、蜗轮的半径方向指向各自的轮心轴向力FαFα1（蜗杆）——根据蜗杆的螺旋线方向（左旋或右旋）及其转向n1，用左（或右）手定则来确定，即手握蜗杆皿指n1方向弯曲，大姆指的指向则为Fα1的方向。

Fα2（蜗轮）——Fα2与Ft1大小相等方向相反。

4.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。

试决定：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）题解分析：1）蜗轮的螺旋线方向—右旋，蜗轮的转向n2—见题解图所示。

2）蜗杆受力Ft1、Fr1、Fα1及蜗累受力Ft2、Fr2、Fα2——见题解图所示。

5图示为一标准蜗杆传动，蜗杆主动，螺旋线方向为左旋，转矩T1=2500N·mm，模数m=4mm，压力角︒=20α，蜗杆头数Z1=2，蜗杆直径系数q=10，蜗轮齿数Z2=54，传动效率η=0.75。

试确定：1）蜗轮2的转向及螺旋线方向；2）作用在蜗杆、蜗轮上的各力的大小和方向（在图中标出）。

解答：1）蜗轮的转向——蜗轮按逆时针方向转动，蜗轮轮齿螺旋线方向——左旋2）蜗杆、蜗轮上的各力大小7.图示为由斜齿圆柱齿轮与蜗杆传动组成的两级传动，小齿轮1由电机驱动。

已知：蜗轮螺旋线方向为右旋，转向mⅢ如图示。

要求：1）确定Ⅰ、Ⅱ轴的转动方向（直接绘于图上）；2）若要使齿轮2与蜗杆3所受轴向力Fa2、Fa2互相抵消一部分，确定齿轮1、2和蜗杆3的轮齿螺旋线方向；3）蜗杆、蜗轮分度圆直径分别为d3、d4，传递的扭矩为T3、T4（N·mm），压力角为α，求蜗杆啮合点处所受各力Ft3、Fr3、Fa3的大小（用公式表示，忽略齿面间的摩擦力）；4）在图中用箭头画出Ⅱ轴上齿轮2和蜗杆3所受各力Ft 、Fr、Fa的方向。

解题分析：1）Ⅰ、Ⅱ轴的转动方向nⅠ、nⅡ一见题图解所示，2）齿轮1、2和蜗杆3螺旋线方向：齿轮1——左旋；齿轮2——右旋；蜗杆3——右旋，3）Ft3=2T3/d3N；Fr3=–Fr4=Ft4tanα=(2T4/d4)tanαN;F a3=–Ft4=2T4/d4N;4）Ⅱ轴上齿轮2与蜗杆3受力见题解图所示。

8.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。