【正文】 0。略去摩擦損失，由轉(zhuǎn)矩平衡條件得所以 得 即為使Ⅱ軸軸承不受軸向力，則齒輪3 的螺旋角 β3 應(yīng)取。第六章 蝸桿傳動(dòng)思 考 題61 蝸桿傳動(dòng)與齒輪傳動(dòng)相比有哪些特點(diǎn)？ 62 蝸桿傳動(dòng)可分為幾種類型？各有什么主要特點(diǎn)？63 阿基米德蝸桿傳動(dòng)適用于什么條件？為什么宜用于大功率的連續(xù)傳動(dòng)？64 確定蝸桿的頭數(shù) zl 和蝸輪的齒數(shù)z2 應(yīng)考慮哪些因素？65 蝸桿傳動(dòng)的主要主要失效形式和齒輪傳動(dòng)相比有什么異同？為什么？66 蝸桿傳動(dòng)常用的材料組合有哪些？它們的特點(diǎn)及適用場(chǎng)合是什么？67 試解釋為什么蝸輪輪緣、傳動(dòng)用螺母及滑動(dòng)軸承的軸瓦等零件多用青銅來(lái)制造？68 蝸桿傳動(dòng)中載荷系數(shù) K 的含義是什么？怎樣確定？69 為什么蝸桿傳動(dòng)只計(jì)算蝸輪輪齒的強(qiáng)度，而不計(jì)算蝸桿齒的強(qiáng)度？610 為什么蝸桿傳動(dòng)要進(jìn)行蝸桿的剛度計(jì)算？611 蝸桿減速器在什么條件下蝸桿放在蝸輪下面？什么條件下放在蝸輪的上面？612 為什么連續(xù)工作的閉式蝸桿傳動(dòng)要進(jìn)行熱平衡計(jì)算？可采用哪些措施來(lái)改善散熱條件？613 蝸輪結(jié)構(gòu)有幾種形式？各有什么特點(diǎn)？分別用在什么場(chǎng)合？614 圖示兩傳動(dòng)方案是否合理，為什么？ 題623圖習(xí) 題61 試述蝸桿左、右手法則的用途，并判斷下列各圖未指示出的蝸桿、蝸輪的轉(zhuǎn)向及齒的螺旋線方向（圖中1輪為主動(dòng)輪，2 輪為從動(dòng)輪）。62 畫出題624圖中各蝸輪所受各分力的方向。63 圖為一手動(dòng)起重裝置，已知手柄半徑 R＝200 mm；卷筒直徑 D＝200 mm，蝸桿傳動(dòng)的模數(shù) m＝5 mm，q＝12，z1＝1，z2＝50，摩擦系數(shù) fv＝，手柄上作用的力為 200 N。如強(qiáng)度無(wú)問(wèn)題，求：（1） 圖中n1轉(zhuǎn)向?yàn)橹亓?Q 舉升方向，問(wèn)蝸桿及蝸輪的螺旋線方向；（2） 能提升的重量 Q 是多少？（3） 提升后松開手時(shí)重物能否自行下降？（4） 求出作用在蝸輪上三個(gè)分力的大小，并標(biāo)出各力方向。（5） 重物緩慢下降時(shí)各分力方向有無(wú)變化？題63圖 64 圖示為二級(jí)蝸桿傳動(dòng)。已知兩蝸桿螺旋線方向均為右旋。軸Ⅰ為輸入軸，軸Ⅲ為輸出軸，其轉(zhuǎn)向如圖所示。試在圖中畫出：（1）各蝸桿和蝸輪齒的螺旋線方向；（2）軸Ⅰ，Ⅱ的轉(zhuǎn)向；（3）蝸輪2，蝸桿3的受力方向（畫在嚙合點(diǎn)處）；（4）分析Ⅱ軸上兩輪所受軸向力的方向是相同還是相反，這與兩輪的螺旋線方向有什么關(guān)系？ 65 圖示為開式蝸桿－斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。已知蝸桿主動(dòng)，螺旋方向?yàn)橛倚?，大齒輪4的轉(zhuǎn)向如圖所示。試在圖中畫出：（1）蝸桿的轉(zhuǎn)向； （2）使Ⅱ軸上兩輪的軸向力抵消一部分時(shí)的齒輪3，4的螺旋線方向；（3）蝸輪2和齒輪3的受力圖。 66 圖示斜齒圓柱齒輪－蝸桿傳動(dòng)，小斜齒輪主動(dòng)。已知蝸輪齒為右旋，轉(zhuǎn)向如圖示。試在圖中畫出： （1）蝸桿螺旋線方向及轉(zhuǎn)向；（2）為使Ⅱ軸受軸向力較小，大斜齒輪應(yīng)取的螺旋線方向； （3）Ⅱ軸上齒輪 2 和蝸桿3 的受力方向； （4）小斜齒輪的螺旋線方向及Ⅰ軸的轉(zhuǎn)向。67 圖示蝸桿－圓錐齒輪傳動(dòng)。已知蝸桿主動(dòng)，大錐齒輪的轉(zhuǎn)向如圖示。試求：（1）為使蝸輪與錐齒輪3的軸向力方向相反，定出蝸輪齒向和蝸桿螺旋線方向；（2）畫出各軸轉(zhuǎn)向；（3）畫出Ⅱ軸上兩輪各分力的方向。68 已知一閉式蝸桿傳動(dòng)，m＝6 mm，q＝9，z1＝1，z2＝60，蝸輪材料為ZCuSn10Pb1，砂模鑄造，蝸桿材料為 45Cr，高頻淬火，蝸桿傳動(dòng)的效率為 η＝。載荷平穩(wěn)，單向傳動(dòng)，平均每天起動(dòng) 5 次，起動(dòng)載荷較小，預(yù)期壽命 Lh＝10000 h，問(wèn)：（1）當(dāng)蝸輪轉(zhuǎn)速 n2＝25 r/min 時(shí)，蝸輪軸能輸出多大功率和轉(zhuǎn)矩？（2）此時(shí)蝸桿軸的轉(zhuǎn)速和輸入功率是多少？69 設(shè)計(jì)起重設(shè)備用的蝸桿傳動(dòng)。載荷有較大沖擊，已知作用在蝸輪軸上的轉(zhuǎn)矩 T2＝800 ，蝸桿轉(zhuǎn)速 n1＝1450 r/min，蝸輪軸的轉(zhuǎn)速 n2＝120 r/min，平均每日工作 2h，要求工作壽命10年。610 設(shè)計(jì)一混料機(jī)上用的蝸桿傳動(dòng)。電動(dòng)機(jī)功率 P＝ kW，轉(zhuǎn)速 n1＝1450 r/min，傳動(dòng)比 i＝20，單向傳動(dòng)，載荷平穩(wěn)無(wú)沖擊，每日連續(xù)工作 6h，工作壽命10 年。解 題 示 例例61 設(shè)計(jì)某閉式蝸桿傳動(dòng)。已知電機(jī)驅(qū)動(dòng)，載荷平穩(wěn)，單向工作，輸入功率 P1＝ kW，輸入轉(zhuǎn)速 n1＝960 r/min，傳動(dòng)比 i＝16。單班工作，壽命10 年。解 （l）選擇材料及確定許用應(yīng)力蝸桿用45鋼，蝸桿螺旋部分表面淬火，齒面硬度45～55HRC。蝸輪齒圈用鑄錫青銅ZCuSn10Pb1，砂模鑄造，輪芯用鑄鐵 HT150，采用齒圈靜配式結(jié)構(gòu)。由表67取蝸輪材料的許用接觸應(yīng)力 [σH]＝134 MPa，許用彎曲應(yīng)力 [σF]＝40 MPa。（2）選擇蝸桿頭數(shù) z1 和蝸輪齒數(shù) z2 根椐傳動(dòng)比 i＝16，由表63，取 z1＝2，z2＝i z1 = 216＝32。（3）按蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)蝸桿轉(zhuǎn)矩 T1＝106 Pl / n1 = 106估取傳動(dòng)效率 η＝蝸桿轉(zhuǎn)矩 T2＝i ηT1 = 1674609 = 978870 載荷平穩(wěn)，取 KA =，Kv =，Kβ =。那么，載荷系數(shù) K = KA Kv Kβ = = 由表67 查得 [σH]′＝150 MPa，[σF] ′＝40 MPa。應(yīng)力循環(huán)系數(shù) N = 60 j n2 Lh＝60160103008 = 107MPa MPa青銅與鋼配對(duì)，材料的彈性系數(shù) ZE=160 按式（614）計(jì)算mm3由表62，取 m＝10 mm，d1=160 mm，(m2d1=16000 mm3)蝸桿導(dǎo)程角 蝸輪圓周速度 m/s蝸桿分度圓直徑 d1=160 mm蝸輪分度圓直徑 d2= m z1=1032=320 mm傳動(dòng)中心距 （4）驗(yàn)算蝸輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度按 z2＝32，由表628，得蝸輪齒形系數(shù) YFa2 = 按式（615）進(jìn)行校核計(jì)算MPa[σF] = MPa，安全（5）主要幾何尺寸計(jì)算分度圓直徑 d1 = 160 mmd2 = 320 mm中心距 mm模數(shù) m =10 mm蝸桿導(dǎo)程角 齒頂圓直徑 mmmm齒根圓直徑 mm mm齒距 mm分度圓上齒厚 mm蝸輪最大外圓直徑 mm，取 mm蝸輪齒頂圓弧半徑 mm蝸輪齒寬 mm，取 mm蝸輪齒寬角 蝸桿螺旋部分長(zhǎng)度 L＝（12 + z2）m＋35（磨削加長(zhǎng)量）＝187 mm（6）熱平衡計(jì)算滑動(dòng)速度 m/s按 vs＝ m/s，由表610，得當(dāng)量摩擦角 φv＝1176。01ˊ39?由式（619）計(jì)算傳動(dòng)效率 η 取油的允許溫度 [t]＝80℃，環(huán)境空氣溫度 t0＝20℃。 按自然通風(fēng)條件取散熱糸數(shù) Kd＝16W/(m2℃)，按式（1217）計(jì)算所需的散熱面積 m2（7）精度及齒面粗糙度選擇由表61按 v2＝ m/s 選精度為 8 級(jí)，標(biāo)記為 8CGB10089－88。蝸桿齒面粗糙度 Ral ≤ μm蝸輪齒面粗糙度 Ra2 ≤ μm（8）潤(rùn)滑油選擇 力速度因子 N. min/m2由圖616查得40℃運(yùn)動(dòng)黏度 260 mm2/s，再由表612選 GN320w 蝸輪蝸桿油。（9）蝸桿蝸輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作圖繪制（略）第七章 其他傳動(dòng)思 考 題71 螺旋傳動(dòng)按用途不同分哪幾類？各有什么特點(diǎn)？72 傳力的滑動(dòng)螺旋有哪些主要失效形式？73 什么是滾動(dòng)螺旋？什么是靜壓螺旋？它們和滑動(dòng)螺旋比較有何優(yōu)點(diǎn)？74 圓弧齒輪傳動(dòng)有哪幾種類型，各自的特點(diǎn)是什么？75 摩擦輪傳動(dòng)有何特點(diǎn)？主要應(yīng)用在何種場(chǎng)合？76 擺線針齒行星傳動(dòng)有哪些特點(diǎn)？主要應(yīng)用在何種場(chǎng)合？第八章 軸思 考 題81 軸的功用是什么？82 何謂心軸、傳動(dòng)軸和轉(zhuǎn)軸？試分析自行車的前軸、后軸和中軸各屬于何種軸？83 軸的常用材料有哪些？如何選擇？工程上最常用的材料是哪一種？84 在進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮哪些問(wèn)題？ 85 軸上零件的軸向和周向固定各有哪些方法？有何特點(diǎn)？86 指出圖中軸的結(jié)構(gòu)和配合尺寸標(biāo)注有哪些不合理的地方，并改正之。87 在什么情況下，軸段應(yīng)設(shè)有退刀槽和砂輪越程糟？其尺寸如何確定？88 軸的計(jì)算彎矩公式 中系數(shù) α 的含義是什么？如何取值？89 如圖所示，軸上的傳動(dòng)齒輪上作用有三個(gè)分力，即圓周力 Ft，徑向力 Fr、和軸向力 Fa，試畫出軸的彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖。并說(shuō)明當(dāng)畫彎矩圖時(shí)，軸向力 Fa 和徑向力 Fr 、是否一定化為同一平面內(nèi)？為什么？ 810 對(duì)一般轉(zhuǎn)軸，由彎矩所引起的彎曲應(yīng)力和由轉(zhuǎn)矩所引起的扭剪應(yīng)力應(yīng)屬什么循環(huán)應(yīng)力？811 軸的靜強(qiáng)度計(jì)算的實(shí)質(zhì)是什么？如何計(jì)算？812 試分析圖示軸的三種受載情況，哪個(gè)卷筒軸是心軸？哪個(gè)是轉(zhuǎn)軸？三種軸各產(chǎn)生什么應(yīng)力？軸結(jié)構(gòu)上各有何特點(diǎn)？813 如圖示三種軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，試分析每種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，并在下述三種條件下，選哪種結(jié)構(gòu)方案？（1）毛坯為重要的合金鋼，要求應(yīng)力集中小，成本低；（2）軸向力大，要求軸向定位精確，安裝方便；且單件小批生產(chǎn)；（3）用于一般減速器的傳動(dòng)軸，大批生產(chǎn)。習(xí) 題81 已知圖示軸傳遞的功率 P＝ kW，軸的轉(zhuǎn)速 500 r/min，單向回轉(zhuǎn)，試按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件估算軸的最小直徑，并估計(jì)軸承處及齒輪處的軸徑。82 如果題81圖中的 L =120 mm，B = 40 mm，齒輪分度圓直徑 d =100 mm，試按彎扭合成強(qiáng)度條件估算齒輪處的軸徑。83 某軸材料為45鋼，表面車光，表面粗糙度 Ra = μm，如圖所示，ⅠⅠ剖面上的應(yīng)力為：σa = 40MPa，σm = 0，τm = 20 MPa，試求該剖面在下述三種情況下的安全系數(shù) S，并比較其計(jì)算結(jié)果，從中可以得出什么結(jié)論？（1）過(guò)渡圓角。圓角半徑 R＝2 mm，肩高 h＝5mm，見(jiàn)圖（a）；（2）平鍵槽。用端銑刀加工，見(jiàn)圖（b）； （3）過(guò)盈配合。見(jiàn)圖（c）。84 如圖所示ⅠⅠ剖面處的圓角半徑 R＝ mm，肩高 h＝5 mm，軸表面車光，表面粗糙度 Ra = μm，若此剖面內(nèi)有應(yīng)力σa = 70 MPa，σm = 0，τa = 20 MPa，τm = 2 MPa，試求該剖面在下述兩種情況下的安全系數(shù) S，并比較計(jì)算結(jié)果，從中可得出什么結(jié)論？（1）軸材料為 45鋼調(diào)質(zhì)；（2）軸材料為 40Cr鋼調(diào)質(zhì)。85 某二級(jí)展開式齒輪減速器的中間軸，其結(jié)構(gòu)尺寸、彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖如圖所示，軸材料為45鋼調(diào)質(zhì)，軸表面車光，表面粗糙度 Ra = μm，單向轉(zhuǎn)動(dòng)，載荷稍有波動(dòng)。要求：（1）按彎扭合成的強(qiáng)度條伴校核軸的強(qiáng)度；（2）按疲勞強(qiáng)度條件校核該軸的安全系數(shù)。86 軸的結(jié)構(gòu)及受載情況如圖所示，若軸的材料為45鋼正火，與軸承配合的表面為磨削加工，其表面粗糙度 Ra = μm，其他表面為車削加工，齒輪與軸配合處軸表面粗糙度Ra = μm，試按疲勞強(qiáng)度條件校核軸的強(qiáng)度。 87 已知某傳動(dòng)裝置中，有一個(gè)輪軸上安裝零件的位置及尺寸如圖所示，試設(shè)計(jì)此軸各段直徑長(zhǎng)度。88 軸上各零件的結(jié)構(gòu)及軸向尺寸、位置如圖所示，試按軸承固定方式為全固式（雙支點(diǎn)單向固定方式）設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)。89 圖示一帶式輸送機(jī)，由電動(dòng)機(jī)通過(guò)一級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器和一對(duì)直齒圓錐齒輪驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的功率 P＝ kW，轉(zhuǎn)速 n＝960 r/min，圓柱齒輪的參數(shù)為：齒數(shù)z1＝23，z2＝125，模數(shù) mn＝2 mm，螺旋角 β = 9176。2239。；圓錐齒輪參數(shù)為：齒數(shù) z3＝20，z4＝80，大端模數(shù) mn＝6 mm，齒寬系數(shù) φR = b/R＝1/3。支點(diǎn)跨距如圖，試設(shè)計(jì)減速器的輸出軸。要求：（1）設(shè)計(jì)并畫出軸的結(jié)構(gòu)圖；（2）校核軸的疲勞強(qiáng)度。解題示例例81圖a 所示為二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)簡(jiǎn)圖。試對(duì)Ⅱ軸進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。已知：齒輪2 的寬度40 mm，齒輪3的寬度為 60 mm，經(jīng)軸的初步計(jì)算取軸端直徑為35 mm。解 以φ35的等直徑軸為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)。（1）軸上零件的布置見(jiàn)例81圖b之（a） ①在軸的兩端安裝內(nèi)徑為35 mm 的軸承，初選7207軸承（此型號(hào)最后應(yīng)由軸承壽命計(jì)算決吏，詳見(jiàn)第九章），按手冊(cè)查出其內(nèi)徑、外徑、寬度為 357217，即軸承寬度可暫取17 mm。②軸承內(nèi)端面到箱體（或支架）內(nèi)壁的距離 Δl＝（5～15）mm，此距離取決于軸承的潤(rùn)滑方法，若軸承用減速器內(nèi)的潤(rùn)滑油來(lái)潤(rùn)滑則取小值，若用潤(rùn)滑脂來(lái)潤(rùn)滑則取大值。③箱體（或支架）內(nèi)壁到齒輪外端面的距離 Δ2 =（10～20）mm。④兩齒輪內(nèi)端面間的距離?。?0～15）mm。（2）軸上零件的定位和固定見(jiàn)例82圖b之（b）①兩齒輪內(nèi)端面間采用寬度為15 mm 的軸環(huán)結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)兩齒輪的軸向定位。②軸承用減速器內(nèi)的潤(rùn)滑油潤(rùn)滑，所以軸承內(nèi)端面到齒輪外端面的距離 Δl＋Δ2 取為20 mm 即可，此處采用長(zhǎng)度為20 mm 的套筒，它一方面可軸向固定齒輪，另一方面可作為軸承的軸向定位。③齒輪的周向固定用平鍵聯(lián)接，軸承的周向固定選用有過(guò)盈量的配合聯(lián)接。（3）軸上零件的裝拆 考慮零件的裝拆方便，軸環(huán)右邊的零件從右邊向著軸環(huán)安裝，軸環(huán)左邊