《机械设计基础》试题库_蜗杆传动

、选择题

与齿轮传动相比较，

A.传动平稳，噪声小

C.可产生自锁

第12章蜗杆传动习题与参考答案不能作为蜗杆传动的优点。D.

阿基米德圆柱蜗杆与蜗轮传动的A.法面

蜗杆直径系数

A. q=d l/ m

C. q= a/d l

在蜗杆传动中,

A.提高

C.不变

在蜗杆传动中,

A. 提高

C. 不变

在蜗杆传动中,

A.增大

C.不变B. 传动效率高

传动比大

B. q=

端面 C.

模数，应符合标准值。

中间平面

B. q=d m

q=W m

当其他条件相同时，增加蜗杆直径系数

减小

10 1

q,将使传动效率

增大也可能减小

当其他条件相同时，增加蜗杆头数z1，则传动效率

降低

提高，也可能降低

当其他条件相同时，增加蜗杆头数

减小

在蜗杆传动中，

有利于蜗杆加工

Z i，则滑动速度

增大也可能减小

当其他条件相同时，减少蜗杆头数z1，则______

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

起吊重物用的手动蜗杆传动，宜采用单

头、小导程角

的蜗杆。

B. 单头、大导程角

A. 多头、小导程角

蜗杆直径d1的标准化，是为了有利于测量

D. 多头、大导程角B. 有利于蜗杆加工

C. 有利于实现自锁

蜗杆常用材料是A. 4OCr

C. ZCuS

nIOPI

蜗轮常用材料是A. 40Cr

B. GCrl5

D. LY12

有利于蜗轮滚刀的标准化

.GCrl5

24 25 蜗杆传动的滑动速度越大，所选润滑油的粘度值应越在蜗杆传动中，产生自锁的条件是蜗轮轮齿的失效形式有 _____________

。但因蜗杆传动在齿面

12 采用变位蜗杆传动时

A. 仅对蜗杆进行变位

仅对蜗轮进行变位

C. 同时对蜗杆与蜗轮进行变位

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

减小

C. 可能增大也可能减小。

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

减小

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。

C. 轴向力F a1

下列蜗杆分度圆直径计算公式：

(a ) d 1=mq (b )

d 1=m 乙；(c ) d=d 2/i ； (d )

d 1=m z 2/

(itan )； (e ) "=2a / (i +1)。

其中有 _________ 是错误的。

A. 一个

B. 两个

C. 三个

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

铜和铝合金

钢和钢

、填空题

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。

C. ZCuS nIOPI

D. LYI2

C. 不变

可能增大也可能减小

提高蜗杆传动效率的最有效的方法是

A. 增大模数m

增大直径系数q

闭式蜗杆传动的主要失效形式是

增加蜗杆头数z 1 减小直径系数q

A. 蜗杆断裂

磨粒磨损

17 用 ___________ 计算蜗杆传动比是错误的。 A ? i = 3 1/ CO 2 B. C.

i =r )1 / n ?

D. 蜗轮轮齿折断胶合、疲劳点蚀

i = z 2 / z-i i =d 1/d 2

A. 圆周力F ti

径向力F r1

阿基米德蜗杆和蜗轮在中间平面上相当于直齿条与在蜗杆传动中，蜗杆头数越少，则传动效率越

____ 齿轮的啮合。，自锁性越 ______

，一般蜗杆头

数常取乙= _______ 。

在蜗杆传动中，已知作用在蜗杆上的轴向力

响，则作用在蜗轮上的轴向力

F a2=_______ ，圆周力

F ai =1 800N,圆周力F t1=880N,若不考虑摩擦影 F 2

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 ti的方向总是与 _______________ ，而径向力F ri的方向总

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 —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d 2= __________ 。

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 V 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「2、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F ti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）i 1 / 2 n 1 / n2 z1 /z2 d1 /d2；

（2）a （d1 d2）/2 m（z1 z2）/2 ；

（3）F t2 2T2/d2 2T1i/d2 2T1 /d1 F t1；

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？导程角丫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2—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2 —68图

69题2—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

n 上的蜗杆3与蜗轮2的轴向力方向相反。试求：

题2 —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。

一单级普通圆柱蜗杆减速器，传递功率

P=7.5kW,传动效率 =0.82，散热面积 A=1.2m 2,

表面传热系数

s =8.15W/(m)，环境温度t 0=2O C 。问该减速器能否连续工作？

已知一单级普通圆柱蜗杆传动，蜗杆的转速

n 1 =1 440r/min ，传动比i 24, z 1 2 ,

n =10mm q =8,蜗杆材料为45钢，表面淬火 50HRG 蜗轮材料为 ZCuSn10P1,砂模铸造，并查得 N=1d 时蜗轮材料的基本

许用接触应力

HP =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

9K A T 2

H Z

\ m

并已知：Z E 160 . MPa ，导程角

14 02 10 ,当量摩擦角v 1 10 18 。

72 题2—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 =20°,头数Z 1=2,直径系数q =10，蜗轮齿数Z 2=54，传动的啮合效率 0.75。试确定：

题2 —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2 —73图所示为由电动机驱动的普通蜗杆传动。已知模数叶8 mm d i=80 mm, Z i=1, z2=40,

蜗轮输出转矩T2=1.61 x 106N? mm, n i=960r/min,蜗杆材料为45钢，表面淬火50HRG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3 0.99，搅油损耗

的效率20-99。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v 1 30。)

74 一普通闭式蜗杆传动，蜗杆主动，输入转矩T1=113 000N ? mm蜗杆转速m=1 460r/min ,

叶5 mm q=10, Z j 3,Z2 60。蜗杆材料为45钢，表面淬火，HR O 45,蜗轮材料用ZCuSn10P1 离心铸造。已知18 26 6、v 1 20。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。

75题2—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。有一阿基米德蜗杆

传动，已知比i=18，蜗杆头数乙=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B；2)蜗轮的分度圆直

径d2和蜗杆传动中心距a。

解答：1 )确定蜗杆传动基本参数

m=d/q=80/10=8mm Z=i Z 1=18x 2=36