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=dl/m B. q=dl m C. q=a/dl D. q=a/m

4 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z1，则传动效率 。

A. 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z1，则滑动速度 。

A. 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z1，则 。 A. 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. 40Cr B. GCrl5 C. ZCuSnl0P1 D. LY12 11 蜗轮常用材料是 。

A. 40Cr B．GCrl5 C. ZCuSnl0P1 D. LYl2 12 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

1

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fv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m B. 增加蜗杆头数z1 C. 增大直径系数q D. 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/ω2 B. i=z2/z1 C. i=n1/n2 D. i=d1/d2

18 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Ftl B. 径向力Fr1 C. 轴向力Fa1

19 下列蜗杆分度圆直径计算公式：

（a）d1=mq； （b）d1=mz1；（c）d1=d2/i；（d）d1=mz2/（itan?）； （e）d1=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z1= 。

23 在蜗杆传动中，已知作用在蜗杆上的轴向力Fal=1 800N，圆周力Ft1=880N，若不考虑摩擦影响，则作用在蜗轮上的轴向力Fa2= ，圆周力Ft2 。 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 。

2

29 蜗杆传动中，蜗杆所受的圆周力Ft1的方向总是与 ，而径向力Frl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z1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?，则传动效率 。 33 蜗杆分度圆直径d1= ；蜗轮分度圆直径d2= 。

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z1= 。 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d1= ；蜗轮的标准模数是 模数，其分度圆直径d2= 。

39 有一普通圆柱蜗杆传动，已知蜗杆头数z1=2，蜗杆直径系数q=8,蜗轮齿数z2=37,模数m=8mm，则蜗杆分度圆直径d1= mm；蜗轮分度圆直径d2= mm；传动中心距a mm；传动比i= ；蜗轮分度圆上螺旋角?2= 。 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z2＞26是为了 ；z2＜80(100)是为了 。

42 蜗杆传动中，已知蜗杆分度圆直径d1，头数z1，蜗杆的直径系数q，蜗轮齿数z2，模数m，压力角?，蜗杆螺旋线方向为右旋，则传动比i= ，蜗轮分度圆直径d2= ，蜗杆导程角?= ，蜗轮螺旋角? ，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i12、蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2，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Ft1与蜗轮所受的圆周力Ft2是否相等？

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52 蜗杆传动中，蜗杆所受的轴向力Fa1与蜗轮所受的轴向力Fa2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）i??1/?2?n1/n2?z1/z2?d1/d2； （2）a?(d1?d2)/2?m(z1?z2)/2； （3）Ft2?2T2/d2?2T1i/d2?2T1/d1?Ft1；

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z1和蜗轮的齿数z2应考虑哪些因素？ 63 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

4

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

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Fα

Fα1（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??20?，蜗杆头数Z1=2，蜗杆直径系数q=10，蜗轮齿数Z2=54，传动

5

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。

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