12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1z，则传动效率。

A. 提高B. 降低C. 不变D. 提高，也可能降低z，则滑动速度。

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

7 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，减少蜗杆头数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. 40Cr B．GCrl5 C. ZCuSnl0P1 D. LYl214 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。

zA. 增大模数mB. 增加蜗杆头数1C. 增大直径系数qD. 减小直径系数q16 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 =1 800N ，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。

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 = 。

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1z 和蜗轮的齿数2z 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69 ★ 题69图所示为两级蜗杆减速器，蜗轮4为右旋，逆时针方向转动（n 4），要求作用在轴Ⅱ上的蜗杆3与蜗轮2的轴向力方向相反。

试求：题 69图（1）蜗杆1的螺旋线方向与转向；（2）画出蜗轮2与蜗杆3所受三个分力的方向。

70 一单级普通圆柱蜗杆减速器，传递功率P=7.5kW ，传动效率η=0.82，散热面积A=1.2m 2，表面传热系数s α=8.15W/(m 2·℃)，环境温度0t =20℃。

问该减速器能否连续工作？ 71 已知一单级普通圆柱蜗杆传动，蜗杆的转速1n =1 440r/min ，传动比2,241==z i ，m =10mm,q =8,蜗杆材料为45钢，表面淬火50HRC ，蜗轮材料为ZCuSn10P1，砂模铸造，并查得N=107时蜗轮材料的基本许用接触应力HP σ'=200 Mpa 。

若工作条件为单向运转，载荷平稳，载荷系数K A =1.05，每天工作8h ，每年工作300天，工作寿命为10年。

试求这蜗杆轴输入的最大功率。

提示：接触疲劳强度计算式为HP A E H z d m T K Z σσ≤='221229 并已知：MPa Z E 160=，导程角=γ012014'''ο，当量摩擦角81011'''=οv ρ。

72 题72图所示为一标准蜗杆传动，蜗杆主动，转矩T 1=25 000N ·mm ，模数m =4 mm ，压力角α=20°，头数1z =2，直径系数q =10，蜗轮齿数2z =54，传动的啮合效率75.0=η。

试确定：题 72图（1）蜗轮的转向；（2）作用在蜗杆、蜗轮上的各力的大小及方向。

73 题73图所示为由电动机驱动的普通蜗杆传动。

已知模数m =8 mm,d 1=80 mm, 1z =1,2z =40,蜗轮输出转矩2T '=1.61×106N ·mm, n 1=960r/min,蜗杆材料为45钢，表面淬火50HRC ，蜗轮材料为ZCuSn10P1，金属模铸造，传动润滑良好，每日双班制工作，一对轴承的效率99.03=η，搅油损耗的效率99.02=η。

试求：（1）在图上标出蜗杆的转向、蜗轮轮齿的旋向及作用于蜗杆、蜗轮上诸力的方向；（2）计算诸力的大小；（3）计算该传动的啮合效率及总效率；（4）该传动装置5年功率损耗的费用（工业用电暂按每度0.5元计算）。

（提示：当量摩擦角031'=οv ρ。

）74 一普通闭式蜗杆传动，蜗杆主动，输入转矩1T =113 000N ·mm ，蜗杆转速n 1=1 460r/min ，m =5 mm ，q =10，60,321==z z 。

蜗杆材料为45钢，表面淬火，HRC ＞45，蜗轮材料用ZCuSn10P1，离心铸造。

已知66218'''=ογ、021'=οv ρ。

试求：（1）啮合效率和传动效率；（2）啮合中各力的大小；（3）功率损耗。

题 73图 题 75图75 题75图所示为某手动简单起重设备，按图示方向转动蜗杆，提升重物G 。

试求：（1）蜗杆与蜗轮螺旋线方向；（2）在图上标出啮合点所受诸力的方向；（3）若蜗杆自锁，反转手柄使重物下降，求蜗轮上作用力方向的变化。

例 解1. 有一阿基米德蜗杆传动，已知比i=18，蜗杆头数Z 1=2，直径系数q=10，分度圆直径d 1=80mm 。