【正文】 ，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。123圖 解 ：（1）先用箭頭法標志出各輪的轉(zhuǎn)向。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)向為順時針。因此根據(jù)蝸輪和蝸桿的轉(zhuǎn)向，用手握法可以判定蝸桿螺旋線為右旋。（2）。124解 ：（1）根據(jù)材料確定許用應(yīng)力。由于蝸桿選用，表面淬火，可估計蝸桿表面硬度。根據(jù)表124，（2）選擇蝸桿頭數(shù)。傳動比，查表122，選取，則（3）確定蝸輪軸的轉(zhuǎn)矩取，傳動效率（4）確定模數(shù)和蝸桿分度圓直徑按齒面接觸強度計算由表 121 查得。（5）確定中心距（6）確定幾何尺寸蝸輪的分度圓直徑：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：（7）計算滑動速度。符合表 124給出的使用滑動速度（說明：此題答案不唯一，只要是按基本設(shè)計步驟，滿足設(shè)計條件的答案，均算正確。）125解 ：一年按照 300天計算，設(shè)每千瓦小時電價為 因此元。依題意損耗效率為，用于損耗的費用為：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)。（2）該蝸桿傳動的蝸桿的導(dǎo)程角為：而當(dāng)量摩擦角為比較可見，因此該機構(gòu)能自鎖。（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。輸出功焦耳；依題意本題摩擦損耗就是蝸輪蝸桿嚙合損耗，因此嚙合時的傳動效率則輸入功應(yīng)為焦耳。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。解（1）（2）==（3）不考慮帶的彈性滑動時，（4）滑動率 時，132解（1）（2）=（3）= =133解 由圖 可知=圖 題 133 解圖 134解（1）=（2）由教材表 132 得=1400mm（3）135解由教材表 136 得由教材表 134 得： △ =, 由教材表 133 得： = kW, 由教材表 132 得： ,由教材表 135 得：取 z=3 136解 由教材表 136 得由圖 1315 得選用 A 型帶由教材表 133 得選初選取==由教材表 132 得 =2000mm由教材表 133 得： = kW，由教材表 134 得： △ = 由教材表 132 得：，由教材表 135 得：取 z=4137解 選用 A 型帶時，由教材表 137 得，依據(jù)例 132 可知：，=2240mm，a =757mm，i =。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。138 解略。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。1311解（1）鏈輪齒數(shù)假定，由教材表 1310，取，選實際傳動比鏈輪節(jié)數(shù)初選中心距=取由教材表 1313查得 取估計此鏈傳動工作位于圖 1333所示曲線的左側(cè)，由教材表1311得采用單排鏈，≤由教材圖 1333得當(dāng) =960r/min時，08A鏈條能傳遞的功率 滿足要求，節(jié)距 p =。（4）實際中心距（5）驗算鏈速由式 1319得，符合原來假定。第四篇：機械設(shè)計基礎(chǔ)課后答案(118章全)正式完全版第11章 蝸桿傳動 蝸桿傳動的特點及使用條件是什么？答：蝸桿傳動的特點是：結(jié)構(gòu)緊湊，傳動比大。一般在傳遞動力時，i=10~80；分度傳動時只傳遞運動，i可達1 000；傳動平穩(wěn)，無噪聲；傳動效率低；蝸輪一般用青銅制造，造價高；蝸桿傳動可實現(xiàn)自鎖。使用條件：蝸桿傳動用于空間交錯(90)軸的傳動。用于傳動比大，要求結(jié)構(gòu)緊湊的傳動，傳遞功率一般小于50kW。 蝸桿傳動的傳動比如何計算？能否用分度圓直徑之比表示傳動比？為什么？答：蝸桿傳動的傳動比可用齒數(shù)的反比來計算，即i=n1n2=z2z1；不能用分度圓直徑之比表示傳動比，因為蝸桿的分度圓直徑d1=mq185。mz1。 與齒輪傳動相比較，蝸桿傳動的失效形式有何特點？為什么？答：蝸桿傳動的失效形式與齒輪傳動類似，有點蝕、彎曲折斷、磨損及膠合。但蝸桿傳動中蝸輪輪齒的膠合、磨損要比齒輪傳動嚴重得多。這是因為蝸桿傳動嚙合齒面間的相對滑動速度大，發(fā)熱嚴重，潤滑油易變稀。當(dāng)散熱不良時，閉式傳動易發(fā)生膠合。在開式傳動及潤滑油不清潔的閉式傳動中，輪齒磨損較快。 何謂蝸桿傳動的中間平面？中間平面上的參數(shù)在蝸桿傳動中有何重要意義？ 答：蝸桿傳動的中間平面是通過蝸桿軸線且垂直于蝸輪軸線的平面。中間平面上的參數(shù)是標準值，蝸桿傳動的幾何尺寸計算是在中間平面計算的。在設(shè)計、制造中，皆以中間平面上的參數(shù)和尺寸為基準。 試述蝸桿直徑系數(shù)的意義，為何要引入蝸桿直徑系數(shù)q? 答：蝸桿直徑系數(shù)的意義是：蝸桿的分度圓直徑與模數(shù)的比值，即q=d1m。引入蝸桿直徑系數(shù)是為了減少滾刀的數(shù)量并有利于標準化。對每個模數(shù)的蝸桿分度圓直徑作了限制，規(guī)定了1~4個標準值，則蝸桿直徑系數(shù)也就對應(yīng)地有1~4個標準值。 何謂蝸桿傳動的相對滑動速度？它對蝸桿傳動有何影響？答：蝸桿傳動的相對滑動速度是由于軸交角S=90，蝸桿與蝸輪嚙合傳動時，在輪齒節(jié)點處，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時，ooo齒廓間沿蝸桿齒面螺旋線方向有較大的相對滑動速度vs，其大小為vs=v12+v22=v1cosl。相對滑動速度對蝸桿傳動有較大的不利影響，滑動速度的大小對齒面的潤滑情況、齒面失效形式、發(fā)熱以及傳動效率都有很大影響。相對滑動速度較大，溫升高，潤滑油變稀、油膜不易形成，散熱不好時極易發(fā)生膠合失效形式。在開式傳動中，磨損較嚴重，使蝸桿傳動的壽命較短。 蝸桿的頭數(shù)z1及升角l對嚙合效率各有何影響？答：蝸桿傳動的嚙合效率為h1=tanl；由此式可知，當(dāng)蝸桿的升角l越大，蝸tan(l+rv)桿傳動的效率越高。tanl=z1。當(dāng)q一定時，z1越大，l越大，效率越高。 蝸桿傳動的效率為何比齒輪傳動的效率低得多？ 答：蝸桿傳動的效率比齒輪傳動的效率低得多，是由于蝸桿傳動中嚙合處的相對滑動速度較大，摩擦大，發(fā)熱量大，嚙合效率低。 為什么對蝸桿傳動要進行熱平衡計算？當(dāng)熱平衡不滿足要求時，可采取什么措施？答：由于蝸桿傳動中蝸輪齒和蝸桿齒面間有較大的相對滑動速度，所以發(fā)熱量大，傳動效率低。如果蝸桿傳動的散熱條件差，使工作溫度過高，潤滑油粘度降低，油膜破壞，引起潤滑失效，導(dǎo)致齒面膠合，并加劇磨損。所以，對連續(xù)工作的閉式蝸桿傳動進行熱平衡計算是為了使產(chǎn)生的熱量及時散出去，不發(fā)生膠合失效。當(dāng)熱平衡不滿足要求時，應(yīng)采用不列措施，以增加傳動的散熱能力：（1）在箱體處增加散熱片，以增大散熱面積；(2)在蝸桿軸伸上裝風(fēng)扇，以提高散熱系數(shù)；（3）在油池中在裝蛇形冷卻水管，以降低油溫；（4）大功率的蝸桿減速器，可采用壓力噴油潤滑。 蝸桿傳動的設(shè)計準則是什么？答：蝸桿傳動的主要失效形式是膠合、磨損，但目前尚缺乏可靠的計算方法。因此，對閉式蝸桿傳動，一般按蝸輪齒面接觸疲勞強度來設(shè)計，并校核齒根彎曲疲勞強度；對于開式蝸桿傳動，通常只需按彎曲疲勞強度進行設(shè)計。以上的強度計算為條件性計算。此外，對連續(xù)工作的閉式蝸桿傳動還必須作熱平衡計算，以保證油溫不超過許用值。 常用的蝸輪、蝸桿的材料組合有哪些？設(shè)計時如何選擇材料？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。蝸桿常用碳銅或合金鋼制成，對高速重載的蝸桿應(yīng)進行淬硬并磨削，一般蝸桿可采用調(diào)質(zhì)鋼。蝸輪多數(shù)用青銅制造，視滑動速度大小選不同含錫量的銅合金。當(dāng)vs5ms時選用錫青銅，當(dāng)vs5ms時選用鋁鐵青銅（蝸桿必須淬硬），當(dāng)vs2ms時蝸輪可用灰鑄鐵制作。 ，蝸桿、蝸輪的轉(zhuǎn)動方向及所受各分力的方向。 答：蝸桿、。 設(shè)計運輸機的閉式蝸桿傳動。已知電動機功率P=3kw，轉(zhuǎn)速n=960rmin，蝸桿傳動比i=21，工作載荷平穩(wěn)，單向連續(xù)運轉(zhuǎn)，每天工作8h,要求使用壽命為5年。答：(1)選擇材料。蝸桿選用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度＜350HB。蝸輪選用鋁鐵青銅： ZCuAl10Fe3。（2）確定蝸輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T2。估計效率h=，T2=T1ih=180。106180。3180。21180。=180。105Nmm 960（3）選擇蝸桿頭數(shù)和蝸輪齒數(shù)。選蝸桿頭數(shù)z1=2，蝸輪齒數(shù)z2=iz1=21180。2=42。（4）確定許用應(yīng)力。，估計vs=3ms，[sH]=180MPa。，[sF]=112MPa。(5)確定模數(shù)和蝸桿分度圓直徑。取載荷系數(shù)K=，則2230。480246。480246。230。5md1179。KT2231。=180。180。10231。=2173mm 3247。247。231。z[s]247。232。42180。=2500mm3，由此得m=,q=10。蝸桿分度圓直徑：d1=mq=180。10=63mm 蝸輪分度圓直徑：d2=mz2=180。42= 中心距：a=(q+z2)m=(10+42)180。=22（6）計算蝸桿螺旋線升角λ。l=arctanz12=arctan= q10（7）按齒根彎曲強度校核。計算齒根彎曲應(yīng)力sF。sF=，YF2=。180。180。180。=180。=163。[sF]63180。180。（8）驗算傳動效率h。v1=pd1n160180。1000=p180。63180。96060180。1000=vs===，rv=2o31162。=，則效率h為=(~)=~ ootan(+)與原估計h=。（9）熱平衡計算。箱體散熱面積=247。=247。232。100248。m2=2取室溫t0=20dC，散熱系數(shù)Ks=15W/(mC),則dt1==1000(1h)P1KsA17180。+t01000()180。3+20dC=+20dC=70dC結(jié)論：合格。（10）選擇精度等級。v2=pd2n260180。1000=p180。180。96060180。1000180。21=（11）繪制蝸桿、蝸輪零件工作圖（略）。蝸桿軸的輸入功率P1=,蝸桿轉(zhuǎn)速n1=960rmin，蝸輪轉(zhuǎn)速n2=48rmin,間歇工作，每日工作4h，預(yù)定壽命10年。答：（1）選擇蝸桿、蝸輪材料。蝸桿選 45鋼調(diào)質(zhì)，硬 度（2）確定許用應(yīng)力。N=60njLh=60180。48180。1180。4180。300180。10=180。107771010=8=8= 180。10①KHN[sH]=[sH]KHN=180180。=155MPa② KFN1069106=== 180。109[sF]=[sF]39。KFN=46180。=31MPa（3）選擇蝸桿頭數(shù)z1，蝸輪齒數(shù)z2。因用于起重，選蝸桿頭數(shù)z1，i=n1/n2=960/48=20，z2=iz1=20（4）計算蝸輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T2,估計h=，則T2=T1ih=180。106180。20180。（5）180。=180。106Nmm 9602確定模數(shù)、直徑系數(shù)。取K=，則230。480246。 m2d1179。KT2231。231。z[s]247。247。232。2H248。230。480246。3=180。180。106231。247。=32222mm232。20180。，按md1=35840mm計算，取m=16,q=，則2d1=mq=16180。=140mm d2=mz2=16180。20=320mm a=(q+z2)m/2=(+20)180。16/2=230mm（6）計算蝸桿螺旋線升角l。l=arctanz11=arctan= （7）驗算齒根彎曲強度。=，則sF=180。180。180。106180。=180。140180。320180。16=180。=[sF]彎曲強度合格。（8）驗算傳動效率。v1=pd1n260180。1000=p180。140180。96060180。1000=7m/svs=v17==,rv=1o33=，則h=(~)tanltan(l+rv)=(~)=~。（9）因起重設(shè)備工作不連續(xù)，可不作散熱計算。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。答：，斜齒輪3的旋向為左旋，Ⅱ軸上的軸向力抵消一部分。斜齒輪3的軸向力Fa3向左，蝸輪上的軸向力向右。第12章 齒輪系 定軸齒輪系與行星齒輪系的主要區(qū)別是什么？答：主要區(qū)別是：定軸齒輪系運轉(zhuǎn)時齒輪軸線相對于機架固定，而行星齒輪系運轉(zhuǎn)時則有一個或幾個齒輪的軸線相對于機架不固定。 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)化機構(gòu)經(jīng)計算確定；1()方法適用于平面圓柱齒輪定軸輪系。 “轉(zhuǎn)化機構(gòu)法”的根據(jù)何在？ 答：根據(jù)在于運動的相對性原理。 擺線針輪行星傳動中，針輪與擺線輪的齒差為多少？ 答：齒數(shù)差為1。 諧波齒輪傳動是怎樣工作的？諧波齒輪傳動中剛輪與柔輪的齒數(shù)差如何確定？ 答：諧波齒輪傳動是利用波發(fā)生器使柔輪產(chǎn)生可控的彈性變形而實現(xiàn)柔輪與剛輪的嚙合及運動傳遞。剛輪與柔輪的齒數(shù)差z1z2=z2 iH2式中：z1—剛輪齒數(shù)。z2—柔輪齒數(shù)。iH2—波發(fā)生器與柔輪的傳動比。 諧波齒輪減速器與擺線針輪減