【正文】 蝸桿的軸向力與蝸輪的圓周力大小相等，方向相反，即：蝸桿的徑向力與蝸輪的徑向力大小相等，方向相反，即：各力的方向如圖 123所示。由于錐齒輪軸向力指向大端，因此可以判斷出蝸輪軸向力水平向右，從而判斷出蝸桿的轉(zhuǎn)向?yàn)轫槙r(shí)針。（2）。由于蝸桿選用，表面淬火，可估計(jì)蝸桿表面硬度。傳動(dòng)比，查表122，選取，則（3）確定蝸輪軸的轉(zhuǎn)矩取，傳動(dòng)效率（4）確定模數(shù)和蝸桿分度圓直徑按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算由表 121 查得。符合表 124給出的使用滑動(dòng)速度（說明：此題答案不唯一，只要是按基本設(shè)計(jì)步驟，滿足設(shè)計(jì)條件的答案，均算正確。依題意損耗效率為，用于損耗的費(fèi)用為：126解（1）重物上升，卷筒轉(zhuǎn)的圈數(shù)為： 轉(zhuǎn)；由于卷筒和蝸輪相聯(lián)，也即蝸輪轉(zhuǎn)的圈數(shù)為 圈；因此蝸桿轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)數(shù)為：轉(zhuǎn)。（3）手搖轉(zhuǎn)臂做了輸入功，等于輸出功和摩擦損耗功二者之和。由于蝸桿轉(zhuǎn)了 轉(zhuǎn)，因此應(yīng)有：即：可得：圖 127解 蝸輪的分度圓直徑：蝸輪和蝸桿的齒頂高：蝸輪和蝸桿的齒根高：蝸桿齒頂圓直徑：蝸輪喉圓直徑：蝸桿齒根圓直徑：蝸輪齒根圓直徑：蝸桿軸向齒距和蝸輪端面齒距：徑向間隙：圖 128解，取，則則油溫，小于，滿足使用要求。由教材表 133 得 = kW，由教材表 134 得： △ =，由教材表 132 得：取 z =5 由此可見，選用截面小的 A 型帶較截面大的 B 型帶，單根帶的承載能力減小，所需帶的根數(shù)增多。139解 由教材表 139 得 p =，滾子外徑(+cot =(+cot ==1310解（1）由圖 1333得查教材表 1311，得取由式（1318）得P ≤（2）由圖 1333 得可能出現(xiàn)鏈板疲勞破壞（3）由圖 1334 查得可用滴油潤滑。（4）實(shí)際中心距（5）驗(yàn)算鏈速由式 1319得，符合原來假定。一般在傳遞動(dòng)力時(shí)，i=10~80；分度傳動(dòng)時(shí)只傳遞運(yùn)動(dòng)，i可達(dá)1 000；傳動(dòng)平穩(wěn)，無噪聲；傳動(dòng)效率低；蝸輪一般用青銅制造，造價(jià)高；蝸桿傳動(dòng)可實(shí)現(xiàn)自鎖。用于傳動(dòng)比大，要求結(jié)構(gòu)緊湊的傳動(dòng)，傳遞功率一般小于50kW。mz1。但蝸桿傳動(dòng)中蝸輪輪齒的膠合、磨損要比齒輪傳動(dòng)嚴(yán)重得多。當(dāng)散熱不良時(shí)，閉式傳動(dòng)易發(fā)生膠合。 何謂蝸桿傳動(dòng)的中間平面？中間平面上的參數(shù)在蝸桿傳動(dòng)中有何重要意義？ 答：蝸桿傳動(dòng)的中間平面是通過蝸桿軸線且垂直于蝸輪軸線的平面。在設(shè)計(jì)、制造中，皆以中間平面上的參數(shù)和尺寸為基準(zhǔn)。引入蝸桿直徑系數(shù)是為了減少滾刀的數(shù)量并有利于標(biāo)準(zhǔn)化。 何謂蝸桿傳動(dòng)的相對(duì)滑動(dòng)速度？它對(duì)蝸桿傳動(dòng)有何影響？答：蝸桿傳動(dòng)的相對(duì)滑動(dòng)速度是由于軸交角S=90，蝸桿與蝸輪嚙合傳動(dòng)時(shí)，在輪齒節(jié)點(diǎn)處，蝸桿的圓周速度v1和蝸輪的圓周速度v2也成90夾角，所以蝸桿與蝸輪嚙合傳動(dòng)時(shí)，ooo齒廓間沿蝸桿齒面螺旋線方向有較大的相對(duì)滑動(dòng)速度vs，其大小為vs=v12+v22=v1cosl。相對(duì)滑動(dòng)速度較大，溫升高，潤滑油變稀、油膜不易形成，散熱不好時(shí)極易發(fā)生膠合失效形式。 蝸桿的頭數(shù)z1及升角l對(duì)嚙合效率各有何影響？答：蝸桿傳動(dòng)的嚙合效率為h1=tanl；由此式可知，當(dāng)蝸桿的升角l越大，蝸tan(l+rv)桿傳動(dòng)的效率越高。當(dāng)q一定時(shí)，z1越大，l越大，效率越高。 為什么對(duì)蝸桿傳動(dòng)要進(jìn)行熱平衡計(jì)算？當(dāng)熱平衡不滿足要求時(shí)，可采取什么措施？答：由于蝸桿傳動(dòng)中蝸輪齒和蝸桿齒面間有較大的相對(duì)滑動(dòng)速度，所以發(fā)熱量大，傳動(dòng)效率低。所以，對(duì)連續(xù)工作的閉式蝸桿傳動(dòng)進(jìn)行熱平衡計(jì)算是為了使產(chǎn)生的熱量及時(shí)散出去，不發(fā)生膠合失效。 蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是什么？答：蝸桿傳動(dòng)的主要失效形式是膠合、磨損，但目前尚缺乏可靠的計(jì)算方法。以上的強(qiáng)度計(jì)算為條件性計(jì)算。 常用的蝸輪、蝸桿的材料組合有哪些？設(shè)計(jì)時(shí)如何選擇材料？答：常用的蝸輪、蝸桿的材料組合應(yīng)具有好的減摩性、耐磨性和抗膠合性能。蝸輪多數(shù)用青銅制造，視滑動(dòng)速度大小選不同含錫量的銅合金。 ，蝸桿、蝸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向及所受各分力的方向。 設(shè)計(jì)運(yùn)輸機(jī)的閉式蝸桿傳動(dòng)。答：(1)選擇材料。蝸輪選用鋁鐵青銅： ZCuAl10Fe3。估計(jì)效率h=，T2=T1ih=180。3180。=180。選蝸桿頭數(shù)z1=2，蝸輪齒數(shù)z2=iz1=21180。（4）確定許用應(yīng)力。[sF]=112MPa。取載荷系數(shù)K=，則2230。480246。5md1179。=180。10231。247。z[s]247。42180。蝸桿分度圓直徑：d1=mq=180。42= 中心距：a=(q+z2)m=(10+42)180。l=arctanz12=arctan= q10（7）按齒根彎曲強(qiáng)度校核。sF=，YF2=。180。=180。[sF]63180。（8）驗(yàn)算傳動(dòng)效率h。1000=p180。96060180。=，則效率h為=(~)=~ ootan(+)與原估計(jì)h=。箱體散熱面積=247。232。m2=2取室溫t0=20dC，散熱系數(shù)Ks=15W/(mC),則dt1==1000(1h)P1KsA17180。3+20dC=+20dC=70dC結(jié)論：合格。v2=pd2n260180。180。1000180。答：（1）選擇蝸桿、蝸輪材料。N=60njLh=60180。1180。300180。107771010=8=8= 180。=155MPa② KFN1069106=== 180。KFN=46180。因用于起重，選蝸桿頭數(shù)z1，i=n1/n2=960/48=20，z2=iz1=20（4）計(jì)算蝸輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T2,估計(jì)h=，則T2=T1ih=180。20180。=180。取K=，則230。 m2d1179。231。247。2H248。480246。180。247。20180。=140mm d2=mz2=16180。16/2=230mm（6）計(jì)算蝸桿螺旋線升角l。=，則sF=180。180。=180。320180。=[sF]彎曲強(qiáng)度合格。v1=pd1n260180。140180。1000=7m/svs=v17==,rv=1o33=，則h=(~)tanltan(l+rv)=(~)=~。11．，為使軸Ⅱ上的軸向力抵消一部分，斜齒輪3的旋向應(yīng)如何？畫出蝸輪及斜齒輪3上的軸向力的方向。斜齒輪3的軸向力Fa3向左，蝸輪上的軸向力向右。 各種類型齒輪系的轉(zhuǎn)向如何確定？(1)m的方法適用于何種類型的齒輪系？ 答：定軸輪系的轉(zhuǎn)向可用1()m的方法或在圖上畫箭頭的方法確定；行星輪系的轉(zhuǎn)向m應(yīng)根據(jù)其轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)經(jīng)計(jì)算確定；1()方法適用于平面圓柱齒輪定軸輪系。 擺線針輪行星傳動(dòng)中，針輪與擺線輪的齒差為多少？ 答：齒數(shù)差為1。剛輪與柔輪的齒數(shù)差z1z2=z2 iH2式中：z1—?jiǎng)傒嘄X數(shù)。iH2—波發(fā)生器與柔輪的傳動(dòng)比。 ，已知減速器的輸入功率P1=,轉(zhuǎn)速n1=960r/min，各齒輪齒數(shù)z1=22，z2=77，z3=18，z4=81，齒輪傳動(dòng)效率η齒=，每對(duì)滾動(dòng)軸承的效率η滾=。解：（1）總傳動(dòng)比iIIII=(1)180。81== z1z322180。= 轉(zhuǎn)速nI=960r/min 轉(zhuǎn)矩TI=180。=m nIITII=180。103PIII=m nIII ，已知各齒輪齒數(shù)（括號(hào)內(nèi)為齒數(shù)），3162。解：i15=z2z3z4z525180。60180。25180。30z1z2z3162。 ，已知齒輪2的齒數(shù)z1=16，z2=80，齒輪3的齒數(shù)z3=13，模數(shù)m=,與齒輪3嚙合的齒條被固定在床身上。解：手輪轉(zhuǎn)速n=1000z2100080=180。49r/min 180。1316 ，已知各齒輪齒數(shù)z1=20，z2=30，z6=33，z7=57，z3=z4=z5=28，蝸桿8的頭數(shù)z8=2，蝸輪9的齒數(shù)z9=30。 解：i19=z2z4z7z930180。57180。z1z3z6z820180。33180。 ，已知z1=48，z2=42，z2162。解：這個(gè)差速器是由圓錐齒輪2162。4249==32==n3nH80nHz2162。4848式中齒數(shù)比i前的“”號(hào)是由轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)用畫箭頭的方法確定的。表明H的轉(zhuǎn)向與輪1的轉(zhuǎn)向相同。=z5，試求傳動(dòng)比i15。、5構(gòu)成定軸齒輪系。（式①）對(duì)于定軸輪系： i339。與n5的方向相反，即 z339。=n5=nH（式②）H對(duì)于行星輪系： i13=z3=4，即 z1n1nH=4（式③）n3nH聯(lián)立①、②、③式，得i1H=n1=9 nH因nH=n5，故i15=i1H=9。答：(1)把原動(dòng)機(jī)輸出的速度降低或增速。（3）把原動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩變?yōu)楣ぷ鳈C(jī)所需的轉(zhuǎn)矩或力。（5）實(shí)現(xiàn)由一個(gè)或多個(gè)原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)若干個(gè)相同或不同速度的工作機(jī)。（2）實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)速（或速度）的變化。（4）獲得較大的機(jī)械效益。 機(jī)械傳動(dòng)的總體布置方案包括哪些內(nèi)容？答：總體布置方案包括合理地確定傳動(dòng)類型；多級(jí)傳動(dòng)中各種類型傳動(dòng)順序的合理安排及各級(jí)傳動(dòng)比的分配。答：（1）確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比。（3）分配總傳動(dòng)比。性能參數(shù)的計(jì)算，主要包括動(dòng)力計(jì)算和效率計(jì)算等。（6）繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖。第14章 軸和軸轂連接 軸按功用與所受載荷的不同分為哪三種？常見的軸大多屬于哪一種？答：軸按功用與所受載荷不同可分為心軸、傳動(dòng)軸和轉(zhuǎn)軸三類。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)從哪幾個(gè)方面考慮？ 答：軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)從以下幾方面考慮：（1）軸的毛坯種類；（2）軸上作用力的大小及其分布情況；(3)軸上零件的位置、配合性質(zhì)以及連接固定的方法；（4）軸承的類型、尺寸和位置；（5）軸的加工方法、裝配方法以及其它特殊要求。若軸的剛度不夠，不可采用高強(qiáng)度合金鋼提高軸的剛度。 軸上零件的周向固定有哪些方法？采用鍵固定時(shí)應(yīng)注意什么？答：軸上零件的周向固定有鍵、花鍵和銷聯(lián)結(jié)以及過盈聯(lián)結(jié)和成型聯(lián)結(jié)等。加工工藝必須保證鍵槽有一定的對(duì)稱度。 軸上零件的軸向固定有哪些方法？各有何特點(diǎn)？答：常見的軸向固定方法有軸肩、軸環(huán)定位，螺母定位，套筒定位及軸端圈定位等。螺母和止動(dòng)電圈定位的特點(diǎn)是固定可靠，可承受大的軸向力，常用于固定軸端零件。套筒與軸的配合較松，故不宜用于高速。 在齒輪減速器中，為什么低速軸的直徑要比高速軸的直徑大得多？答：根據(jù)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算公式d179。所以低速軸的直徑要比高速軸的直徑大得多。a是考慮到由彎矩產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力σ和由扭矩產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力tT循環(huán)特性不同引入的應(yīng)力校正系數(shù)。同時(shí)還應(yīng)從改進(jìn)零件的結(jié)構(gòu)、采用合理的軸和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等措施來提高軸的強(qiáng)度和剛度。（2）盡量避免各軸段剖面突然變化，以降低局部的應(yīng)力集中，提高軸的疲勞強(qiáng)度。（4）改進(jìn)軸上零件的結(jié)構(gòu)也可以減小軸上的載荷。答：平鍵的兩個(gè)側(cè)面是工作面，工作是靠鍵與鍵槽側(cè)面的擠壓來傳遞轉(zhuǎn)矩。楔鍵的上下兩面為工作面，工作是靠鍵的楔緊作用來傳遞轉(zhuǎn)矩的，同時(shí)還能承受單方向的軸向載荷。 。圖中a、c取為5～20mm,軸承端面到減速箱內(nèi)壁距離取為5～10mm。答：（1）選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力選用45鋼，=600MPa。=107～118mm。20)/40=480r/mind179。（3）擬出軸的結(jié)構(gòu)。圖中安裝滾動(dòng)軸承的直徑定為25mm；采用深溝球軸承型號(hào)為6205，寬度B=15mm，安裝高度為3mm。（4）按彎扭合成強(qiáng)度，校核軸徑。軸的轉(zhuǎn)速n2=n1z1z2=(960180。40=160mm小齒輪3的直徑d3=mz3=4180。10180。)/160= 徑向力Fr2=Ft2tana==362N 小齒輪3的圓周力Ft3=2T/d3= 徑向力Fr3=Ft3tan20=② 作水平面內(nèi)的彎矩圖。(+)+180。45+180。45=mm IIII截面處彎矩為：MHII=FHBl3=180。支點(diǎn)反力為：(其中l(wèi)1=450mm，F(xiàn)VA=233。Fr2(l2+l3)Fr3l3249。/l=(362180。)/160= FVB=233。Fr2l1Fr3(l1+l2)249。/l=(362180。)/160=II截面彎矩為：MVI=FVAl1=180。=mm ④ 作合成彎矩圖M=MV2+。22T=180。取a=。)=mmIIII截面MeII=MII2+(aT) 22=872392+(180。因?yàn)閙eIImeI，且軸上還有鍵槽，故IIII可能為危險(xiǎn)截面，故對(duì)截面IIII進(jìn)行校核；IIIIII、IVIV截面直徑為25mm，雖然較小且有應(yīng)力集中，但因其不受扭矩作用且彎矩不大，故不對(duì)其校核。d3)=99452/(180。[s1b]的條件，故設(shè)計(jì)的軸有足夠的強(qiáng)度，并有一定裕量。已知軸的直徑d=90mm，輪轂寬B=110mm，軸傳遞的扭矩T=1800Nm，載荷平穩(wěn)，軸、鍵的材料均為鋼，齒輪材料為鍛鋼。由表①，當(dāng)d=90mm時(shí)，鍵的剖面尺寸b=25mm, h=14mm。因載荷平穩(wěn)且軸、鍵的材料為鋼，齒輪材料為鍛鋼，=125~150MPa,鍵的工作長度為l=Lb=10025=75mm。180。14180。235。第15章 軸承 滾動(dòng)軸承的主要類型有哪些？各有什么特點(diǎn)？ 答：（1）深溝球軸承。（2）圓錐子軸承。（3）推力球軸承。極限轉(zhuǎn)速低?？捎糜诔惺軓较蚝洼^大軸向載荷，a大則可承受軸向力越大。有一個(gè)套圈（內(nèi)、外圈）可以分離，所以不能承受軸向載荷。（6）調(diào)心球軸承。主要承受徑向載荷，能承受較小的軸向載荷。答：。C是指軸承在L10（單位為106r）時(shí)軸承能承受的最大載荷值；Cο是指在靜載荷下極低速運(yùn)轉(zhuǎn)的軸承。 何謂滾動(dòng)軸承的基本額定壽命？何謂當(dāng)量動(dòng)載荷？如何計(jì)算？答：基本額定壽命是指一批同型號(hào)的軸承在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，90%的軸承未發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕前運(yùn)轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)教，或在恒定轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)的總工作小時(shí)數(shù)，分別用LL10h表示。其計(jì)算方式為P=fP(XFr+YFa)？計(jì)算準(zhǔn)則是什么？ 答：對(duì)于一般轉(zhuǎn)速的軸承（10Y/min對(duì)于高速軸承，除疲勞點(diǎn)蝕外其工作表面的過熱也是重要的失效形式，因此除需進(jìn)行壽命計(jì)算外還應(yīng)校驗(yàn)其極限轉(zhuǎn)速。實(shí)際上，軸承上的載荷，由于機(jī)器的慣性、零件精度高低等其他影響因素，往往Fr和Fa和實(shí)際是有差別的，而這種差別很難從理論上精確求出，為了計(jì)及這些影響，故引進(jìn)載荷系數(shù)f