機械設計 - 蝸桿傳動習題 - 圖文 - 下載本文

A 蝸輪的節圓直徑大于其分度圓直徑 B 其壓力角和嚙合角相等

C 和標準傳動相比,蝸桿的齒頂高增大,齒根高減小 D 蝸桿傳動的節圓柱直徑大于分度圓柱直徑

(46) 蝸桿傳動時,蝸桿的3個分力用Ft1、Fa1、Fr1與蝸輪的3個分力的Ft2、Fa2、Fr2關系為 D 。

A Ft1?Ft2,Fa1?Fa2,Fr1?Fr2,并且方向相反 B Ft1?Ft2,Fa1?Fa2,Fr1?Fr2,并且方向相同 C Ft1?Ft2,Fa1?Ft2,Fr1?Ft2,并且方向相反 D Ft1?Fa2,Fa1?Ft2,Fr1?Fr2,并且方向相反 (47) 采用蝸桿變位傳動時, B 。

A. 僅對蝸桿進行變位 B. 僅對蝸輪進行變位 C. 同時對蝸桿、蝸輪進行變位

(48) 對于普通圓柱蝸桿傳動,下列說法錯誤的 B 。

A. 傳動比不等于蝸輪與蝸桿分度圓直徑比 B. 蝸桿直徑系數q越小,則蝸桿剛度越大 C. 在蝸桿端面內模數和壓力角為標準值 D. 蝸輪頭數z1多時,傳動效率提高

二 填空題

(1) 在蝸桿傳動中,產生自鎖的條件是 螺旋線升(導程)角小于嚙合面的當量磨擦角 或

???v?(1?2?)或???v。

(2) 對閉式蝸桿傳動,通常是按 蝸輪齒面接觸疲勞 強度進行設計,而按 蝸輪齒根彎曲疲勞 強度進行校核;對于開式蝸桿傳動,則通常只需按 蝸輪齒根彎曲疲勞 強度進行設計。

(3) 在閉式蝸桿傳動中,只需對 蝸輪 進行 齒面點蝕(替代膠合)和齒根彎曲疲勞 強度計算。 (4) 蝸桿傳動的承載能力計算包括以下幾個方面: 蝸輪齒根彎曲疲勞強度 、 蝸輪齒面接觸疲勞強度 、 蝸桿剛度 。

(5) 蝸桿傳動中,蝸桿的頭數根據 要求的傳動比 和 傳動效率 選定;蝸輪的齒數主要是根據 傳動比 確定。

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(6) 蝸桿傳動中,作用在蝸桿上的3個分力中最大的是 軸向力 。

(7) 蝸桿傳動變位的目的主要是為了 配湊中心距 、 提高承載能力 、 提高傳動效率 。

(8) 蝸桿傳動中,把蝸桿螺旋部分看作 以蝸桿齒根圓直徑為直徑的軸 進行 強度 和 剛度 的校核。

(9) 采用鑄鋁青銅ZCuAll0Fe3作蝸輪輪緣材料時,其許用接觸應力??H?與 相對滑動速度vs有關,而與 接觸疲勞次數 無關。

(10) 蝸桿傳動標準中心距的計算公式為a?m?q?z2?。 2(11) 在蝸桿傳動中,由于 材料和結構 的原因,蝸桿螺旋部分的強度總是 高于 蝸輪輪齒的強度,所以失效常發生在 蝸輪輪齒 上。

(12) 普通圓柱蝸桿傳動的標準模數m和標準壓力角?在 中間平 面上,在該平面內,蝸桿傳動相當于 齒條與齒輪 嚙合傳動。

(13) 蝸輪輪齒的失效形式有 齒面膠合 、 點蝕 、 磨損 、 齒根彎曲疲勞 。但因蝸桿傳動在齒面間有較大的相對滑動速度,所以更容易產生 膠合 和 磨損 失效。

(14) 在蝸桿傳動中,蝸輪的螺旋線方向應與蝸桿螺旋線方向 相同 。

(15) 規定蝸桿直徑系數q(或分度圓直徑d1)的標準,是為了 減少蝸輪滾刀的數目,以利于刀具的標準化 。

(16) 蝸桿直徑系數q定義為 蝸桿分度圓直徑d1與模數m之比。

(17) 在蝸桿傳動中,當 采用非標準滾刀或飛刀加工蝸輪 時,蝸桿的直徑系數q(或分度圓直徑

d1),可以不取標準值。

(18) 其他條件相同時,若增加蝸桿頭數,則齒面滑動速度 增加 。 (19) 蝸桿傳動中,作用在蝸桿上的三個分力中最大的是 軸向力 。

(20) 對于連續工作的閉式蝸桿傳動,除計算強度和剛度外,還應進行 熱平衡 計算,其目的是為了 限制油溫升高 以及 防止油變質和齒面膠合失效 。

(21) 蝸桿傳動中,由于嚙合齒面沿螺旋線的切線方向滑動速度較大,因此最容易出現 膠合 , 減小 蝸桿的導程角可以降低滑動速度。

(22) 采用鑄鋁青銅ZCuAl10Fe3作蝸輪輪緣材料時,其許用接觸應力??H?與 相對滑動速度 有關,而與 接觸疲勞次數 無關。

(23) 阿基米德蝸桿的螺旋面可在車床上用車 梯形 刀加工,車刀刀刃為直線,加工時刀刃與 蝸桿軸線 在同一水平面內。在垂直于蝸桿軸線的剖面上,齒廓為 阿基米德螺旋 線,在通過蝸桿軸線的剖面

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上,齒廓為 直 線,猶如 直齒齒條 的齒廓,蝸輪是用與相配蝸桿具有同樣尺寸(不考慮嚙合時的徑向間隙)的 蝸輪滾 刀按 范成 原理切制加工的,所以,在中間平面上,阿基米德蝸桿與蝸輪的嚙合相當于 直齒齒條 與 漸開線 齒輪的嚙合。

(24) 蝸桿傳動的計算載荷是 名義載荷 與載荷系數K的乘積,在K?KAKvK?中,KA為 使用工作情況系數 ,Kv為 動載荷系數 ,K?為 齒向載荷分布系數 。

(25) 蝸桿傳動的總效率包括嚙合效率?1、 軸承效率?2 效率和 攪油效率 ?3 效率。其中嚙合效率

?1=tan?/tan????n?,影響蝸桿傳動總效率的主要因素是 嚙合 效率。

(26)蝸桿的常用材料有 20Cr 45 40Cr ZCuSn10P1 ZCuSn5Pb5Zn5 ZCuA110Fe3 ,蝸輪的常用材料有 HT200 ,選擇蝸輪材料時,主要考慮 滑動速度vs大小 。

(27) 在蝸輪直徑一定時,節約蝸輪銅材主要措施有 齒圈與輪芯組合,拼鑄等 。

(28) 確定蝸桿螺紋部分的長度L時,主要考慮的因素有 m、z1、z2、? 及磨削與否 。 (29) 孔蝸輪輪緣寬度主要取決于z1 及da1。

(30) 蝸輪材料的許用接觸應力與 配對材料的種類 、 鑄造方式 、 滑動速度vs及循環次數 有關。

(31) 在蝸桿傳動的設計計算中,必須對蝸桿進行 剛度 校核,原因是 因變形會影響嚙合與載荷集中 。

(32) 蝸桿傳動的效率由 嚙合磨擦損耗 、 軸承摩擦損耗 、 濺油損耗 三部分組成。 (33) 蝸桿傳動熱平衡計算的依據是 發熱量?1散熱量?2。

(34) 蝸桿傳動的熱平衡計算不能滿足要求時,通常采取的措施有1 加大散熱片的面積 2 加風扇 3 用水冷卻管

(35) 減速蝸桿傳動中,主要的失效形式為 齒面膠合 、疲勞點蝕 、 磨損和輪齒折斷 ,常發生在 蝸輪齒上 。

(36) 蝸桿傳動中,由于 傳動效率低,工作時發熱量大 ,需要進行計算。若不能滿足要求,可采取 熱平衡,加散熱片 , 蝸桿軸端加裝風扇 , 傳動箱內裝循環冷卻管路 。

(37) 在潤滑良好的情況下,減摩性好的蝸輪材料是 青銅類 ,蝸桿傳動較理想的材料組合是 蝸桿選用碳素鋼或合金鋼 , 蝸輪選用青銅類或鑄鐵 。

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(38) 有一標準普通圓柱蝸桿傳動,已知z1?2,z2?42,q?8中間平面上模數m?8mm,壓力角

??20?。蝸桿為左旋,則蝸桿分度圓直徑d1? 64 mm,傳動中心距a? 200 mm,傳動比i? 21 。

蝸桿分度圓柱上的螺旋線升角r?arctanz1/q。蝸輪為 左 旋,蝸輪分度圓柱上的螺旋角?? 14.036° 。

(39)兩軸交錯角為90?的蝸桿傳動中,其正確嚙合的條件是ma1?mt2?m,??1???2??,和

?1??2等值同向 。

(40) 蝸桿傳動設計中,通常選擇蝸輪齒數z2?26是為了 保證傳動的平穩性 ;z2?80是為了防止 蝸輪尺寸過大引起蝸桿跨距大、 或 彎曲剛度過低或模數過小、輪齒彎曲強度過低 。

三 是非題

(1) “蝸桿的導程角和蝸輪的螺旋角大小相等,方向相反”是蝸桿傳動正確嚙合條件之一。 (F) (2) 在蝸桿傳動中,如果模數和蝸桿頭數一定,增加蝸桿的分度圓直徑,將會增加蝸桿的剛度,但也會使傳動效率降低。 (T)

(3)“蝸桿的端面模數與蝸輪的端面模數相等”是蝸桿傳動的正確嚙合條件之一。 (F) (4) 開式蝸桿傳動的主要失效形式是膠合失效。 (F) (5) 蝸桿傳動的傳動比i?d2(由d1、d2分別為蝸桿和蝸輪的分度圓直徑)。 (F) d1(6) 蝸桿傳動中,蝸桿頭數越少,傳動效率越低。 (T) (7) 在蝸桿傳動設計中,必須進行蝸桿輪齒的強度計算。 (F) (8) 標準蝸桿傳動的中心距a?m?z1?z2?。 (F) 2 (9) 為了提高蝸桿傳動的效率,在潤滑良好的條件下,最有效的方法是增大直徑系數q。 (F) (10) 在蝸桿傳動中,進行齒面接觸疲勞強度和齒根彎曲疲勞強度計算是以蝸輪為主,而進行剛度計算則是以蝸桿軸為主。 (T)

(11) 蝸桿傳動由于在嚙合傳動過程中有相當大的滑動,因而更容易產生齒面點蝕和塑性變形。 (F) (12) 在選擇蝸輪材料時,主要是要求其具有足夠的強度和表面硬度,以提高其壽命。 (F)

(13) 忽略摩擦力時,蝸桿與蝸輪所受切向力之間的關系為Ft1?Ft2tan? (?為蝸桿導程角)。 (T) (14) 在蝸桿傳動中,蝸輪法面模數和壓力角為標準值。 (F)

(15) 當進行蝸桿剛度計算時,可以忽略蝸桿所受軸向力,而只考慮蝸桿所受切向力和徑向力的影響。 (T)

(16) 采用鑄鋁青銅ZCuAl10Fe3作蝸輪材料時,其主要失效方式是膠合。 (T)

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(17) 阿基米德蝸桿傳動應用廣泛的原因是傳動效率高,精度高。 (F)

(18) 為了提高蝸桿傳動的效率?,在潤滑良好的條件下,最有效的方法是采用直徑系數q(或分圓直徑d1)大的蝸桿。 (F)

(19) 計入摩擦力時,蝸桿的圓周向力Ft1和蝸輪的圓周向力Ft2的關系為Ft1=Ft2tan?(?為蝸桿導程角)。 (F)

(20) 蝸桿傳動的載荷系數(K?KAKvK?)要比齒輪傳動的小。 (T) (21) 減速蝸桿傳動不會發生自鎖。 ( T)

四 簡答題

(1) 如何恰當地選用蝸桿傳動的傳動比i12、蝸桿頭數z1和蝸輪齒數z2?

答:在蝸桿傳動中,其傳動比通常根據具體傳動需要來選擇,對于一般動力傳動,i12通常在5~80(或8~100)之間。蝸桿頭數z根據所要求的傳動比和效率來選擇,若要求大的傳動比,而對效率要求不高,則z1可選得小些,如果要求蝸桿傳動具有自鎖性,則z1?1,如果要求提高效率,則可增加z1,但z1一般選1、2、4、6。蝸輪的齒數z2主要由傳動比確定,通常z2?28。

(2) 在閉式蝸桿傳動中,為什么必須進行熱平衡計算,提高散熱能力的措施有哪些?

答:由于蝸桿傳動的效率低于齒輪傳動,因此,在閉式傳動中,如果產生的熱量不能及時散逸,將會因油溫的不斷升高而使潤滑油稀釋,從而增大摩擦損失,甚至發生膠合。因此,必須根據“單位時間內的發熱量小于等于同時間內的散熱量”條件進行熱平衡計算,以保證油溫穩定地處于規定范圍內,這也是蝸桿傳動的設計準則之一。

可以通過加散熱片以增大散熱面積、在蝸桿軸端裝風扇以加快空氣流通速度或在箱體內 加冷卻系統等措施來提高閉式蝸桿傳動的散熱能力。

(3) 采用什么辦法可以節約蝸輪所用的銅材?(至少列出兩種) 答:① 在鑄鐵輪芯上加鑄青銅齒圈。

② 青銅齒圈與鑄鐵輪芯之間采用過盈配合或螺栓連接。

(4) 為什么在斜齒圓柱齒輪傳動中選取法向模數為標準值,而在蝸桿傳動中則選取中間平面的模數為標準值?

答:斜齒圓柱齒輪傳動和蝸桿傳動的標準模數的選取,主要是為了滿足加工工藝性的要求。由于加工斜齒圓柱齒輪使用的是與加工直齒圓柱齒輪相同的刀具,其法向尺寸與直齒圓柱齒輪相同,故取為標準模數。而在蝸桿傳動中,由于蝸輪的中間平面模數和蝸桿的軸向截面模數相等,在車床上加工蝸桿時,蝸桿齒距便于標準化,因此,將此模數取為標準,即蝸輪中間平面模數取為標準模數。

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