第八章蜗杆传动
主要内容
1.蜗杆传动的类型、特点及应用场合；
2.蜗杆传动的主要参数及其几何尺寸计算；
3.蜗杆传动的常用材料、结构形式及润滑方式；
4.蜗杆传动的受力分析、失效形式；
5.蜗杆传动的设计准则及强度计算；
6.蜗杆传动的效率及热平衡计算。
重点内容
1．蜗杆传动的特点及应用
蜗杆传动是传递空间两交错轴间运动和动力的一种传动机构，两轴的交错角通常为90°。蜗杆传动是啮合传动，通过蜗杆轴线且垂直于蜗轮轴线的平面称为蜗杆传动的中间平面，在中间平面内蜗轮与蜗杆的啮合，相当于斜齿轮与直齿条相啮合。因此，在受力分析、失效形式及强度计算等方面，它与齿轮传动有许多相似之处。另一方面，蜗杆传动与螺旋传动有相似之处，具有传动平稳、传动比大，并可在一定条件下实现可靠的自锁等优点。但由于在啮合处存在相当大的滑动，因而其主要失效形式是胶合、磨损与点蚀，且传动效率较低，所以在材料与参数选择、设计准则及热平衡计算等方面又独具特色。由于传动效率较低，故不适合于大功率传动和长期连续工作的场合。但是随着加工工艺技术的发展和新型蜗杆传动技术的不断出现，蜗杆传动的优点正在得到进一步的发扬，而其缺点正在得到很好的克服。因此，蜗杆传动已普遍应用于各类传动系统中。
2.蜗杆传动的正确啮合条件
在蜗杆传动的中间平面内，蜗杆与蜗轮的啮合相当于斜齿轮与直齿条相啮合，因此正确的啮合条件是：蜗杆轴向模数m a1与压力角αa2κ分别等于蜗轮端面模数m t2及压力角αt2，此外，由于蜗杆与蜗轮的轴线在空间交错成90°，所以蜗杆分度圆柱导程角γ1应等于蜗轮分度圆上螺旋角β2，且螺旋线方向相同（蜗杆和蜗轮同为右旋或同为左旋）。即正确啮合条件为m
a1=m t2=m
ακ1=αt2=α
γ1=β2
3.蜗杆的分度圆直径d1
由于蜗轮采用与蜗杆几何参数和尺寸相同的蜗杆滚刀加工，而经过分析推导蜗杆的分度圆直径d 1=z 1m/tg γ,所以在同一模数m 时，将有很多不同直径的蜗杆，这就需要配备很多蜗轮滚刀。为了限制蜗轮滚刀的种类和数目及便于刀具的标准化，对应每一标准模数m 规定了一定数量的蜗杆的分度圆直径d 1，且把比值q=d 1/m 称为蜗杆的直径系数。
4.蜗杆传动的受力分析
蜗杆传动的受力分析方法与斜齿圆柱齿轮相似，只是由于蜗杆和蜗轮轴线在空间垂直，属于空间机构，所以蜗杆与蜗轮各分力之间的关系不同。要熟练掌握蜗轮传动中各分力的关系、大小和各分力方向的确定方法。
（1）各分力的关系及大小
1
1212d T F F a t =-= 22212d T F F t a =
-= αtan 221t r r F F F =-=
(2)分力的方向
蜗杆传动的各分力方向可以用轴测图表示，也可以用平面图表示。各分力方向判定方法如下。
如图所示，已知蜗杆右旋且为主动件，蜗杆转动方向如图由下向上。
1） 主动件蜗杆轴向力F a1的方向
在确定各分力的方向时，尤其需注意蜗杆所受轴向力F a1方向的确定。因为轴向力F a1的方向是由蜗杆螺旋线的旋向和蜗杆的转向来决定的。同斜齿轮一样，用左右手定则判定主动蜗杆轴向力F a1的方向。即左旋蜗杆用左手，右旋蜗杆用右手，手握蜗杆使四指与蜗杆转向相同，拇指平伸，拇指指向即为蜗杆轴向力F a1的方向，如图所示，F a1方向指向左端，且与蜗杆的轴线平行。
2）蜗轮的圆周力F
由于F t2和F a1是作用力与反作用力关系，所以F t2只要在F a1反方向标注即可。然后根据从动
蜗轮在啮合节点处圆周速度方向与所受的圆周力F t2方向相同，来判定蜗轮的转动方向。如图所示，F t2指向右端，则蜗轮逆时针方向转动。
3）蜗杆的圆周力F t1的方向
根据主动蜗杆在啮合节点处圆周速度方向与所受的圆周力F t1方向相反，来判定蜗杆的圆周力方向。如图所示，F t1的方向由纸里向外。
4）蜗轮轴向力F a2的方向
由于F a2和F t1是作用力与反作用力关系，所以F a2只要在F t1反方向标注即可。如图所示，F a2的方向由外向纸里。
5)蜗轮和蜗杆的径向力F r1和F r2方向
同齿轮传动受力分析一样方向，主动蜗杆和从动蜗轮所受的径向力分别指向各自圆心。方向如图所示。
在蜗杆传动受力分析时，要注意以下两点：
一是在使用左右手定则时，在主动蜗杆的转动方向、螺旋线旋向和轴向力的方向中，只要已知其中的两个条件，就可求出另一未知项；二是各分力一定要画在啮合节点处。
5.蜗杆传动的失效形式
由于采用材料和蜗杆、蜗轮结构上的原因，蜗杆螺旋部分的强度总是高于蜗轮轮齿的强度，所以失效常发生在蜗轮轮齿上。又因啮合处的相对滑动速度大，所以其主要失效形式为在蜗轮齿面产生点蚀、胶合与磨损。同时因摩擦发热，使润滑油的温度上升，粘度下降，润滑状态变坏，增加了失效的可能性。
6.蜗轮蜗杆材料的选用
对于蜗杆传动中材料的组合，首先要求具有良好的减摩性、耐磨性和抗胶合能力，同时应具有一定的强度。
通常蜗杆采用碳钢或合金钢，而蜗轮材料则视其传动中齿面相对滑动速度u，的高低而定。u较高时，选用抗胶合能力强的锡青铜，但这种材料的强度低，主要失效为点蚀，其承载能力取决于蜗轮的接触疲劳强度；u较低时，可选用价格较低的无锡青铜或铸铁，这两类材料的强度较前者高，但抗胶合能力差，故主要失效为胶合，其承载能力取决于抗胶合能力。
蜗轮与蜗杆选用不同材料及蜗杆渗碳淬火和表面淬火有利于提高蜗杆传动抗失效的能力。
7.蜗杆传动的强度计算
由于蜗杆传动的失效形式与齿轮传动的失效形式相似，目前尚缺乏对胶合和磨损的工程实用计算方法，通常仿效齿轮传动的方法进行条件性计算。又由于蜗杆传动的失效多发生在蜗轮上，所以只需进行蜗轮轮齿的强度计算，而对蜗杆必要时应进行刚度校核。
实践证明：一般情况下，蜗轮齿很少发生弯曲疲劳折断，只有当z2较大或开式传动时，
才对蜗轮进行弯曲疲劳强度计算。因此，对于闭式蜗杆传动，仅按蜗轮齿面接触疲劳强度进行设计，而无需校核蜗轮轮齿的弯曲疲劳强度。
8.蜗杆传动效率
闭式蜗杆传动的功率损耗一般包括三方面，即啮合摩擦损耗、轴承摩擦损耗及侵入油池中的零件搅油时的溅油损耗。因此总效率为
η=η1η2η3
其中η1、、η2、η3分别为啮合摩擦损耗效率、轴承摩擦损耗效率及侵入油池中的零件
搅油时的溅油损耗效率。一般取η2η3=0.95—0.96,所以蜗杆传动的总效率η，主要取决于蜗杆啮合效率η1。
当蜗杆为主动时
η1=tgγ/tg(γ+ρv)
故蜗杆传动的总效率为
η=η1η2η3=(0.95—0.96)tgγ/tg(γ+ρv)
由上式可知，为提高蜗杆传动的总效率，应提高蜗杆导程角γ或采用多头蜗杆。
9．蜗杆传动的热平衡计算
热平衡计算的主要目的是防止油温过高而使润滑失败，造成传动失效。热平衡计算通常针对的是连续工作的闭式蜗杆传动。在蜗杆传动中，因为齿面间有很大的相对滑动速度，摩擦损耗大(特别是轮齿的啮合摩擦损耗)，所以传动效率低，工作时发热量大。由于蜗杆传动结构紧凑，箱体的散热面积小，散热能力差，所以在闭式传动中，所产生的热量不能及时散去，油温会急剧升高，这样就容易使齿面产生胶合。因此要进行热平衡计算。
热平衡计算的基本原理是单位时间内产生的热量等于或小于同时间内散发出去的热量。在实际工作中，主要是利用热平衡条件，求出工作条件下应该控制的油温或箱体表面所需的散热面积。如果在结构设计时满足不了所需的散热面积或油温，应采取一些辅助散热措施。
9．要重视各种类型蜗杆传动的比较与选用。由于阿基米德蜗杆具有加工简便等优点，故在机械中应用最广。
重要概念
1．蜗杆传动的类型、特点
根据蜗杆形状的不同，蜗杆传动可分为圆柱蜗杆形状、环面蜗杆形状和锥蜗杆形状。
圆柱蜗杆形状又分为阿基米德蜗杆、延伸渐开线蜗杆、渐开线蜗杆、锥面包络圆柱蜗杆和圆弧圆柱蜗杆传动。其中阿基米德蜗杆由于其具有加工简便等优点，目前在机械中应用最为广泛。
2．阿基米德蜗杆传动的中间平面
通过蜗杆轴线且垂直于蜗轮轴线的平面称为阿基米德蜗杆传动的中间平面，在中间平面内蜗轮与蜗杆的啮合，相当于斜齿轮与直齿条相啮合。
3．蜗杆传动的精度等级
圆柱蜗杆传动规定了12个精度等级，其中1级精度最高，12级精度最低。圆柱蜗杆传动采用的精度等级，主要取决于传动功率、蜗轮圆周速度和使用条件等。
4．蜗杆传动中蜗杆头数和蜗轮齿数的确定
蜗杆头数z1主要根据传动比和传动效率来确定，蜗杆头数z1常取为1、2、4、6。
蜗轮齿数z2要综合考虑传动比大小、避免蜗轮产生根切及蜗杆的弯曲刚度等因素综合确定，蜗轮齿数z2一般在17和80之间选取。
5．蜗杆传动的中心距
蜗杆传动的标准中心距为
a=(d1+d2)/2=(q+z2)m/2
无特殊情况时，蜗杆传动的中心距应选择标准系列值。
例题与解析
例8 -1 如图所示，电动机驱动的普通圆柱蜗杆传动，已知主动蜗杆模数m=6.3mm，蜗杆直径d1=63mm，蜗杆头数z1=2，蜗轮齿数z2=60，蜗轮为右旋，蜗杆轴输入功率p1=5.5KW，n1=2920r/min，蜗轮蜗杆的当量摩擦系数f v=0.016，蜗杆传动的轴承摩擦效率和零件搅油效率为η2η3=0.95，载荷平稳。试求：
（1）蜗杆的旋向和蜗轮的转向；
（2）传动的啮合效率和总效率；
（3）作用在蜗杆和蜗轮上的各分力的大小和方向。
例8-1图
解题注意要点：
蜗杆传动旋向、转向和各分力大小和方向的分析方法。
解：
1、蜗杆的旋向和蜗轮的转向
由蜗杆传动的正确啮合条件知，蜗杆的旋向应与蜗轮相同，故蜗杆为右旋；根据蜗杆左右手定则，可确定Fa1的方向，由Ft2=-Fa1，由Ft2的方向即可确定蜗轮的转向n2，如图所示。
2、传动的啮合效率η1和总效率η
蜗杆圆周速度
v1=πd1n1/60×1000=9.63m/s
分度圆导程角
tgγ=z1m/d1=2×6.3/63=0.2
γ=11.3099°=11°18′36″
ρv=tg-1f v=0.92°=55′12″
啮合效率
η1=tgγ/tg(γ+ρv)=0.923
传动总效率η
η=η1η2η3=0.95η1=0.95×0.923=0.877
3、受力分析
蜗杆和蜗轮所受各分力的方向如图所示。
蜗杆转矩
T1=9.55×106P/n1=1.8×104Nmm
蜗轮转矩
T2=T1η1i=1.8×104×0.923×60/2Nmm
各分力的大小为
F t1=F a2=2T1/d1=2×1.8×104/63=571.4N
F t2=F a1=2T2/d2=2T2/mz2=2×4.98×105/6.3×60=2635N
F r2=F r1=F t2×tgα=2635×tg20°=959N
例8-2 手动起重装置如图。已知手柄半径R=200mm，卷筒直径D=200mm。蜗杆传动参数
m=5mm，d1=50mm，z1=1，z2=50，蜗杆和蜗轮间的当量摩擦系数f v=0.14，手柄上的作用力P=200N，试求：
1、使重物上生1m手柄所转圈数，并根据图中重物举升时的转向判断蜗轮蜗杆的旋向；
2、该装置的最大起重量Q；
3、提升过程中松手，重物能否自行下降？
例8-2图
解题注意要点：
蜗杆传动中的参数计算及自锁条件判定方法。
解：
1、求重物上生1m时手柄所转过的圈数n1
卷筒转过的圈数n2为
n2=1×103/πD
由传动关系
n1=i n2= n2z2/z1
所以 n1=1000/πD×z2/z1=79.6
按给定的重物举升n1时的转向，可知F t2的方向，根据F t2=-F a1可知F a1的方向，由F a1的方向和n1的转向，用主动蜗杆左右手定则，可知蜗轮和蜗杆的旋向为右旋。
2、求最大起重量Q
分度圆导程角
tgγ=z1m/d1=1×5/50=0.1
γ=5.7106°=5°42′38″
当量摩擦角
ρv=tg-1f v=7.9696°=7°58′11″
啮合效率
η1=tgγ/tg(γ+ρv)=0.411
蜗杆转矩
T1=PR=200×200=40000Nmm
蜗轮转矩
T2=T1η1i=40000×50×0.411=8.22×105Nmm
起重量
Q=2T2/D=2×8.22×105/200=8220N
3、重物能否自行下降判定
重物能否自行下降，即判定该起重装置能否自锁。蜗杆传动的自锁条件是γ≤ρv。
现已求出：γ=5°42′38″ρv=7°58′11″
γ＜ρv故可知满足自锁条件，重物不能自行下降。
例8-3．图示为一斜齿圆柱齿轮—蜗杆传动，小齿轮1由电机驱动。已知蜗轮的轮齿旋向为右旋，其转动方向如图所示。试确定：
1、蜗杆的旋向和转向；
2、为使蜗杆轴轴承受轴向力最小，求齿轮2的旋向；
3、画出齿轮2和蜗杆3在啮合点所受各分力的方向。
例8-3图
解题注意要点：
蜗杆传动和斜齿轮传动的组合使用及各轮转向、旋向和各分力方向的确定方法。
解：
1、确定蜗杆的旋向和转向
由蜗轮蜗杆正确啮合条件知蜗杆的旋向也为右旋，转向如图所示。
2、确定齿轮2的旋向
为使蜗杆轴轴承受轴向力最小，必须使和的方向相反，通过进一步分析可求得齿轮2的旋向为右旋。
3、齿轮2和蜗杆3在啮合点所受各分力的方向如图所示。
自测题与答案
8-1蜗杆传动常用于两轴之间传递运动和动力。
A.平行
B.相交
C.交错
D.垂直交错
8-2.根据选择蜗杆传动的制造精度。
A.齿面滑动速度
B.蜗杆圆周速度
C.材料性能
D.中心距
8-3.与齿轮传动相比较，不能作为蜗杆传动的优点。
A．传动平稳，噪声小 B．传动效率高
C．可产生自锁 D．传动比大
8-4.阿基米德圆柱蜗杆与蜗轮传动的模数，应符合标准值。
A．法面 B．端面
C．中间平面 D.其它面
8-5.蜗杆直径系数q= 。
A．q=d1／m B．q=d l m
C．q=a／d1 D.q=a／m
8-6.在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆直径系数q，将使传动效率。 A．提高 B．减小
C．不变 D．增大也可能减小
8-7.在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆头数z1，则传动效率。
A．提高 B．降低
C．不变 D．提高，也可能降低
8-8.在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆头数z1，则滑动速度。
A．增大 B．减小
C．不变 D．增大也可能减小
8-9.在蜗杆传动中，当其他条件相同时，减少蜗杆头数z1，则。
A．有利于蜗杆加工 B．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
8-10.起吊重物用的手动蜗杆传动，宜采用的蜗杆。
A．单头、小导程角 B．单头、大导程角
C．多头、小导程角 D．多头、大导程角
8-11.蜗杆直径d1的标准化，是为了。
A．有利于测量 B．有利于蜗杆加工
C．有利于实现自锁 D．有利于蜗轮滚刀的标准化
8-12.蜗杆常用材料是。
A．40Cr B．GCrl5 ，
C．ZCuSnl0P1 D．2A12
8-13.蜗轮常用材料是。
A．40Cr B．GCrl5
C．ZCuSnl0P1 D．LYl2
8-14.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 B．减小
C．不变 D．可能增大也可能减小
8-15.提高蜗杆传动效率的最有效的方法是。
A．增大模数m B．增加蜗杆头数z1
C．增大直径系数q D．减小直径系数q
8-16.闭式蜗杆传动的主要失效形式是。
A.蜗杆断裂 B．蜗轮轮齿折断
C．磨粒磨损 D．胶合、疲劳点蚀
8-17.用计算蜗杆传动比是错误的。
A．i=ω1/ω2 B.i=z2／z l
C．i=n l／n2 D．i=d2／d l
8-18.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。
A.圆周力Ft1 B．径向力Fr1
C．轴向力Fal D.都最大
8-19.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
C.铜和铝合金
D.钢和钢
8-20.根据来选择蜗杆传动的润滑方式和润滑剂。
A.齿面滑动速度
B.蜗杆圆周速度
C.材料性能
D.中心距
8-21.阿基米德蜗杆和蜗轮在中间平面上相当于直齿条与齿轮的啮合。
8-22.在蜗杆传动中，蜗杆头数越少，则传动效率越，自锁性越，一般蜗杆头数常取z1= 。
8-23.在蜗杆传动中，已知作用在蜗杆上的轴向力F al=1800N，圆周力F tl=880N，若不考虑摩擦影响，则作用在蜗轮上的轴向力F a2= ，圆周力F t2。
8-24.蜗杆传动的滑动速度越大，所选润滑油的粘度值应越。
8-25.蜗杆传动中，产生自锁的条件是。
8-26.蜗轮轮齿的失效形式有、、、。但因蜗轮传动在齿面间有较大的，所以更容易产生和失效。
8-27.变位蜗杆传动仅改变的尺寸，而的尺寸不变。
8-28.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。
8-29.蜗杆传动中，蜗杆所受的圆周力Ft1的方向总是与，而径向力Frl的方向总是的。
8-30．闭式蜗杆传动的功率损耗一般包括：、和三部分。
8-31．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。
8-32．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一定，而增大直径
系数q，则蜗杆刚度；若增大导程角γ，则传动效率。
8-33．蜗杆分度圆直径d1= ；蜗轮分度圆直径d2= 。
8-34．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= 。
8-35．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。
8-36．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。
8-37．蜗杆传动时蜗杆的螺旋线方向应与蜗轮螺旋线方向；蜗杆的应等于蜗轮的螺旋角。
8-38．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d2= 。
8-39．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β2= 。
8-40．阿基米德蜗杆传动主要应用于两轴间的传动。
8-41．在进行蜗杆传动设计时，通常蜗轮齿数z2>26是为了；z2<80是为了。
8-42．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α，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γ= ，蜗轮螺旋角β= ，蜗轮螺旋线方向为。
8-43．阿基米德圆柱蜗杆传动的中间平面是指的平面。
8-44．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。
8-45．蜗杆导程角的旋向和蜗轮螺旋线的方向应。
8-46．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。
8-47.蜗杆的直径等于与模数的乘积。
8-48.为了节省贵重的有色金属,蜗轮常常采用结构。
8-49.蜗杆传动精度等级规定为级。
8-50.在主平面内，阿基米得蜗杆的齿形是齿廓。
8-51.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?
8-52.如何恰当地选择蜗杆传动的传动比、蜗杆头数和蜗轮齿数，并简述其理由。
8-53.试阐述蜗杆传动的直径系数q为标准值的实际意义。
8-54.采用什么措施可以节约蜗轮所用的铜材?
8-55.蜗杆传动中，蜗杆所受的圆周力Ftl与蜗轮所受的圆周力Ft2是否相等?
8-56.蜗杆传动中，蜗杆所受的轴向力Fal与蜗轮所受的轴向力Fa2是否相等?
8-57.蜗杆传动与齿轮传动相比有何特点?常用于什么场合?
8-58.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?
8-59.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?
8-60.为什么要引入蜗杆直径系数?如何选用?它对蜗杆传动的强度、刚度及尺寸有何影响?
8-61.影响蜗杆传动效率的主要因素有哪些?导程角γ的大小对效率有何影响?
8-62.蜗杆传动的正确啮合条件是什么?
8-63.蜗杆传动的自锁条件是什么?
8-64.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?
8-65.选择蜗杆的头数z1和蜗轮的齿数z2应考虑哪些因素?
8-66.蜗杆的强度计算与齿轮传动的强度计算有何异同?
8-67.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?
8-68.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?
8-69.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?
8-70.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。
8-71.蜗杆传动的润滑方式有哪些?
8-72.蜗杆传动的承载能力计算包括哪些内容?
8-73.蜗杆传动的计算载荷系数包括哪几项?
8-74.蜗杆传动润滑的目的是什么?
8-75.蜗杆传动常采用的提高散热能力的措施有哪些?
8-76.如图所示,已知蜗轮和蜗杆的转向。试确定：
（1）蜗杆和蜗轮的螺旋线旋向；
（2）绘出蜗杆和蜗轮啮合点作用力的方向(用三个分力表示)。
题8-76图
8-77.图示为两级蜗杆减速器，蜗杆1为主动。蜗轮4为右旋，逆时针方向转动(n4)，要求作用在轴Ⅱ上的蜗杆3与蜗轮2的轴向力方向相反。试求：
(1)蜗杆1、蜗杆3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。
题8-77图
8-78 图示为蜗杆传动与圆锥齿轮传动的组合。已知输出轴上锥齿轮z4的转向，为了使中间轴上的轴向力互相抵消一部分，试确定：
（1）蜗轮和蜗杆的螺旋线方向；
（2）蜗杆的转向；
（3）z2、z3轮的分力方向。
题8-78图
8-79．一普通闭式蜗杆传动，蜗杆为主动，输入功率T1=113000Nmm，蜗杆转速n1=1460r/min，m=5mm，q=10，z1=3，z2=60。蜗杆材料为45钢，表面淬火，蜗轮材料用锡青铜。已知γ=18°26′6″，ρv=1°20′。试求：
（1）啮合效率和传动效率；
（2）蜗轮和蜗杆各分力的大小；
（3）功率损耗。
8-80.图示为斜齿圆柱齿轮和蜗杆传动的组合。已知输入轴上主动轮z1的转向，蜗杆的
旋向为右旋。为了使中间轴上的轴向力为最小，试确定；
（1）斜齿轮z1和z2的螺旋线方向；
（2）蜗轮的转向；
（3）各轮的分力方向。
题8-78图
8-76.解:
1、蜗杆和蜗轮均为右旋
2、分力方向如图所示。
8-77.解：
1、蜗杆1蜗杆3均为右旋，蜗杆1转向为逆时针，蜗杆3如图所示。
2、蜗轮2和蜗杆3所受各分力方向如图所示。
8-78.解：
1、蜗轮和蜗杆的螺旋线方向均为右旋；
2、蜗杆的转向为顺时针；
3、各轮的分力方向如图所示。
8-79.解：
1、啮合效率为
()
927.0tan tan 1=+=v ργγη 2、传动效率为 ()885.0tan tan 955
.0=+=v ργγη 3、 计算各分力
Nmm z z T i T T 20001001
211212=?=?=ηη N mq
T d T F F a t 45202211121==== N mz T d T F F t a 1333422222221===
= N F F F t r r 4853tan 221===α
4、 求功率损耗
蜗杆的输入功率
kw n T P 3.171055.96
111=?= 蜗轮的输出功率
kw z z n T i n T n T P 3.151055.91055.9/1055.926112612126222=??=??=?= 功率损耗
△P=P 1-P 2=2kw
8-80.解:
1、蜗杆为左旋，蜗轮为右旋；
2、蜗轮转向如图；
3、各轮分力方向如图所示。
齿轮传动、蜗杆传动、带传动、链轮传动的优缺点超全
几种传动形式之间的比较齿轮传动用来传递任意两轴间的运动和动力 齿轮传动与带传动相比主要有以下优点： （1）传递动力大、效率高； （2）寿命长，工作平稳，可靠性高； （3）能保证恒定的传动比，能传递任意夹角两轴间的运动 齿轮传动与带传动相比主要缺点有： （1）制造、安装精度要求较高，因而成本也较高； （2）不宜作远距离传动。 (3 ) 无过载保护 (4 ) 需专门加工设备
蜗轮蜗杆用于传递交错轴之间的回转运动和动力 带传动和链传动都是通过中间挠性件（带或链）传递运动和力的，适用于传递两轴中心距较大的场合 链传动的特点:①和齿轮传动比较,它可以在两轴中心相距较远的情况下传递运动和动力;②能在低速、重载和高温条件下及灰土飞扬的不良环境中工作;③和带传动比较,它能保证准确的平均传动比,传递功率较大,且作用在轴和轴承上的力较小;④传递效率较高,一般可达～;⑤链条的铰链磨损后,使得节距变大造成脱落现象;⑥安装和维修要求较高.链轮材料一般是结构钢等. 带传动(皮带传动)特点(优点和缺点):①结构简单,适用于两轴中心距较大的传动场合;②传动平稳无噪声,能缓冲、吸振;③过载时带将会在带轮上打滑,可防止薄弱零部件损坏,起到安全保护作用;④不能保证精确的传动比.带轮材料一般是铸铁等. 齿轮传动的特点:①能保证瞬时传动比恒定,平稳性较高,传递运动准确可靠;②传递的功率和速度范围较大;③结构紧凑、工作可靠,可实现较大的传动比;④传动效率高,使用寿命长;⑤齿轮的制造、安装要求较高.齿轮材料一般是铸铁等. 涡轮蜗杆传动最主要的特点就是具有反向自锁的功能，而且相比其它传动具有较大的速比，涡轮蜗杆的输入、输出轴不在同一轴线上，甚至不在同一个平面上。自身的缺点，那就是涡轮蜗杆的传动效率不够高，精度也不是很高
第八章蜗杆传动 主要内容 1.蜗杆传动的类型、特点及应用场合； 2.蜗杆传动的主要参数及其几何尺寸计算； 3.蜗杆传动的常用材料、结构形式及润滑方式； 4.蜗杆传动的受力分析、失效形式； 5.蜗杆传动的设计准则及强度计算； 6.蜗杆传动的效率及热平衡计算。 重点内容 1．蜗杆传动的特点及应用 蜗杆传动是传递空间两交错轴间运动和动力的一种传动机构，两轴的交错角通常为90°。蜗杆传动是啮合传动，通过蜗杆轴线且垂直于蜗轮轴线的平面称为蜗杆传动的中间平面，在中间平面内蜗轮与蜗杆的啮合，相当于斜齿轮与直齿条相啮合。因此，在受力分析、失效形式及强度计算等方面，它与齿轮传动有许多相似之处。另一方面，蜗杆传动与螺旋传动有相似之处，具有传动平稳、传动比大，并可在一定条件下实现可靠的自锁等优点。但由于在啮合处存在相当大的滑动，因而其主要失效形式是胶合、磨损与点蚀，且传动效率较低，所以在材料与参数选择、设计准则及热平衡计算等方面又独具特色。由于传动效率较低，故不适合于大功率传动和长期连续工作的场合。但是随着加工工艺技术的发展和新型蜗杆传动技术的不断出现，蜗杆传动的优点正在得到进一步的发扬，而其缺点正在得到很好的克服。因此，蜗杆传动已普遍应用于各类传动系统中。 2.蜗杆传动的正确啮合条件 在蜗杆传动的中间平面内，蜗杆与蜗轮的啮合相当于斜齿轮与直齿条相啮合，因此正确的啮合条件是：蜗杆轴向模数m a1与压力角αa2κ分别等于蜗轮端面模数m t2及压力角αt2，此外，由于蜗杆与蜗轮的轴线在空间交错成90°，所以蜗杆分度圆柱导程角γ1应等于蜗轮分度圆上螺旋角β2，且螺旋线方向相同（蜗杆和蜗轮同为右旋或同为左旋）。即正确啮合条件为m a1=m t2=m ακ1=αt2=α γ1=β2 3.蜗杆的分度圆直径d1
第8章 蜗杆传动答案 一、 思考题（略） 二、 习题 1．标准蜗杆传动，已知：m =6.3mm ，i =20，z 1=2，d 1=50mm ，试计算蜗轮分度圆直径、蜗轮和蜗杆的齿顶圆直径，蜗杆导程角γ及中心距a 。 解：1)d mz mz i 22163220252===??=.mm 2)d d m a1mm =+=+?=1250263626.. d d m a2mm =+=+?=222522632646.. 3)γ==?='''arctan arctan 6.32 50 mz d 11140839 4)a d d = +=+=122502522 151mm 2．图示传动中，蜗杆传动为标准传动：m =5mm ，d 1=50mm ，z 1=3(右旋)，z 2＝40；标准斜齿轮传动：m n =5mm ，z 3=20，z 4=50，要求使轴II 的轴向力相互抵消，不计摩擦，蜗杆主动，试求： 1）斜齿轮3、4的螺旋线方向。 2）螺旋角β的大小。 解：1）斜齿轮3为右旋，斜齿轮4为左旋。 2）F F T d a2t1== 21 1 F F T d T d a3t3== =tan tan tan βββ223323
T T i 211=η，d m z 33 = n cos β 因为 a2a3F F =，所以 n 221123T d T m z = ?tan cos ββ，T d T m z 1123 =sin β n sin .βη = ?==???=T T m z d m z d i 12313 11520 503 1 015n n β=?=?'''862683737. 3．试分析图示二级蜗杆传动，已知蜗轮4螺旋线方向为右旋，轴I 为输入轴，轴III 为输出轴，转向如图示，为使轴Ⅱ、Ⅲ上传动件的轴向力能相抵消，试在图中画出： 1）各蜗杆和蜗轮齿的螺旋线方向。 2）轴I 、II 的转向。 3）分别画出蜗轮2、蜗杆3啮合点的受力方向。
第八节蜗杆传 动（共39 题）1.与齿轮传动相比较，蜗杆传动 的最大特点是 A.齿面相对滑动速度较高 B.承载力较大 C.转速较高 D.对中心距偏差要求不太严格 A ，效率 2.一般来说，蜗杆头数少则其导程角（也称螺旋升 角） A.较大/较高 B.较小/较高 C.较大/较低 D.较小/较低 D ，效率 3．蜗杆头数多则其导程角 A.较小/较高 B.较小/较低 C.较大/较高 D.较大/较低 C 头蜗杆。 4.起重机构中的蜗杆传动，若要求具有自锁性，应选用 A.单 B.双 C?三 D.四 A 5.蜗轮蜗杆传动中，若蜗轮主动而蜗杆从动，通常会造成 A.效率降低 B.振动和噪声 C.机构自锁 D.机构损坏 C 6.若要求起重装置结构简单，紧凑，电动机停止后重物不会自动下降，则宜采用________ 。 A.齿轮传动 B.蜗杆传动 C?摩擦轮传动 D.链传动 B
7．普通蜗杆传动的效率 ，所传递的功率 A. 较低/ 一般不大 B. 高/较大 C. 低/较大 D. 高/ 一般不大 A 8.除了模数和压力角均相同以外，分度圆直径也应满足一定条件才能彼此啮合 的是 ________ 。 A . B . C . D . C 两个直齿圆柱齿轮 两个直齿圆锥齿轮 蜗轮和蜗杆 直齿圆柱齿轮 和直齿条 9． A ． B ． C ． D ． D 下面的角度值不等于 20°的是 齿轮标准压力角 齿条标准压力角 蜗杆轴面压力角 蜗杆导程角 10.下列传动方式中，工作最平稳的是 A . B . C . D . B 链 蜗杆 直齿圆柱齿轮 斜齿圆柱齿轮 11． 蜗轮蜗杆传动中，通 常 A ． B ． C ． D ． C 蜗轮/ 交错成90° 蜗轮/ 平行 蜗杆/ 交错成90° 蜗杆/ 平行 12.蜗杆传动中，通常 蜗杆/交错成90° 蜗杆/相交成 90° 蜗轮/交错成 90° 蜗轮/相交成90° A ． B ． C ． D ． A 传动。 为主动件，蜗杆和蜗轮 的轴线在空间 为主动件，蜗轮和蜗杆的轴线在空间
齿轮传动、蜗杆传动复习题及答案 一、选择题 1、轮齿的弯曲疲劳裂纹多发生在（ B ） A 齿顶附近 B齿根附近 C轮齿节点附近 2、一对标准渐开线齿轮相啮合，当中心距大于标准中心距时，每个齿轮的节圆直径分别（ A ）其分度圆直径。 A 大于 B 等于 C 小于 3、为了提高齿轮齿根弯曲强度应（ C ） A 增加齿数 B 增大分度圆直径 C 增大模数 D 减小齿宽 4、齿面塑性变形一般在（ A ）时容易发生 A 软齿面齿轮低速重载工作 B 硬齿面齿轮高速重载工作 C 开式齿轮传动润滑不良 D淬火钢过载工作 5、标准规定的压力角在（ B ）上 A 齿顶圆 B 分度圆 C 齿根圆 D 基圆 6、对于齿数相同的齿轮，模数（ A ），齿轮的几何尺寸及齿形都大，齿轮的承载能力也越大。 A 越大 B 越小 7、斜齿轮传动的螺旋角一般取（ A ） A 8—15 B 15—20 C 3—5 8、腹板式齿轮的齿顶圆直径一般不宜超过（ A ） A 500 B 800 C 200 9、圆周速度V<12m/s的闭式齿轮传动，一般采用（ B ）润滑方式。 A 喷油 B 油池 C 人工定期加油 D 油杯滴油 10、直齿圆柱齿轮的传动比i< （ A ） A 3—5 B 5—8 C 5—7 11、按齿面接触疲劳强度校核公式求的齿面接触应力是指（ C ） A 大齿轮的最大接触应力 B 齿面各处接触应力的平均值 C 两齿轮节线附近的最大接触应力 D 小齿轮的最大接触应力 12、斜齿轮端面齿廓的几何尺寸比法面的（ A ） A 大 B 小 13、闭式软齿面齿轮传动的齿数Z1推荐取（ A ） A 24—40 B 17—20 14、选择齿轮传动的平稳精度等级时，主要依据（ B ） A 转速 B 圆周速度 C 传递的功率 D 承受的转矩 15、标准渐开线齿轮分度圆以外的齿廓压力角（ A ） 20 A 大于 B 等于 C 小于 16、齿轮传动中，小齿轮齿面硬度与大齿轮齿面硬度差，应取（ B ）较为合理。 A 0 B 30—50HBS C 小于30HBS 17、渐开线齿轮连续传动条件为：重合度ε（ C ） A 大于零 B 小于1 C 大于1 D 小于零 18、用一对齿轮传递两转向相同的平行轴之间的运动时，宜采用传动（ A ）。 A 内啮合 B 外啮合 C 齿轮齿条 19、为了提高齿轮的齿面接触强度应（ B ） A 增大模数 B 增大分度圆直径 C 增加齿数 D 减小齿宽 20、开式齿轮传动的主要失效形式为（ C ）
单元练习题 一、填空题 1.蜗轮蜗杆传动的标准中心距a=。 2.蜗杆分度圆直径用公式d1=mq计算，其中q称为蜗杆的。 3.如图示蜗轮蜗杆传动中，蜗杆的转向应为时针。 4.阿基米德蜗杆的模数m取面值为标准值。 5.下图两对蜗杆传动中，a图蜗轮的转向为。b图蜗杆的螺旋方向为。 6.在下图两对蜗杆传动中，a图蜗轮的转向为。b图蜗杆的螺旋方向为。 7.上图示蜗杆传动中，蜗杆、蜗轮的转向如图。蜗杆齿的螺旋方向是，蜗轮齿的螺旋方向是。 8.在蜗杆传动中，当蜗轮主动时的自锁条件为。 二、判断题 1.蜗杆的分度圆直径为d1=mz1，蜗轮的分度圆直径为d2=mz2。( ) 2.蜗轮和蜗杆轮齿的螺旋方向一定相同。( ) 3.与斜齿轮相似，蜗轮的齿向也有螺旋角β，因此蜗轮的法面模数应为标准值。( ) 5.蜗轮的螺旋角β2一定等于蜗杆的螺旋升角λ1。( ) 7.模数、压力角和直径系数完全相同，而头数(z1)不同的蜗杆不可能与同一蜗轮正确啮合。( ) 8.蜗杆蜗轮传动中，蜗轮与蜗杆的旋向相同，且它们的螺旋角相等。( ) 三、选择题 1.蜗杆蜗轮传动用于传递之间的运动和动力。 (A)两相交轴；(B)两平行轴；(C)两交错轴。 2.在蜗杆蜗轮传动中，轮齿间的啮合是。 (A)点接触；(B)线接触；(C)面接触。 3.阿基米德蜗杆的标准模数和标准压力角是在它的中。 (A)端面；(B)法面；(C)轴面。 4.蜗轮和蜗杆轮齿的螺旋方向。 (A)一定相同；(B)一定相反；(C)既可相同，亦可相反。 5.蜗杆分度圆直径d1=。 (A)mz1；(B)mz1/tgλ；(C)z1q。 6.蜗杆蜗轮传动的标准中心距a=。 (A)m(z1+z2)/2；(B) m(z1+z2)/2；(C)m(q+z1)/2；(D)m(q+z2)/2。 四、简答题
齿轮和蜗杆传动练习题 1．一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知：z1＝20，z2＝40，小轮材料为40Cr，大轮材料为 45钢，齿形系数Y Fa1=2.8，Y Fa2 =2.4，应力修正系数Y Sa1=1.55，Y Sa2=1.67，许用应力 []σ H1 MPa =600，[] σ H MPa 2 500 =，[] σ F1 MPa =179，[] σ F2 MPa =144。问：1）哪个齿轮 的接触强度弱？2）哪个齿轮的弯曲强度弱？为什么？ 2 P 1＝ i 1 =1.5 1 2）当小齿轮安装在位置a、b、c各处啮合时，哪个位置卷筒轴轴承受力最小？（画出必要的受力简图，并作定性分析。）
6．2的 参数m n =3mm，z 2 =57，β=14?，齿轮3的参数m n =5mm，z 3 =21。求： 2、3的螺 m n =2mm， 2）如使II轴轴向力有所抵消，试确定z 3、z 4 的螺旋线旋向（在图上表示），并计算F a3 的大小，其方向在图上标出。
m n z =18， 1 n 1 1）大齿轮螺旋角β的大小和方向； ； 2）小齿轮转矩T 1 =19， z 1 P=15kW，小齿轮转速2n =960r/min，小齿轮螺旋线方向左旋。求： n 1 1）大齿轮螺旋角β的大小和方向； 2）小齿轮转矩T ； 1 ； 3）小齿轮分度圆直径d 1
4 ， m m ，α=20
，α 数z2 度t 19．某蜗杆传动，输入功率P1＝2.8kW，转速n1=960r/min，z1=2，z2=40，m=8mm，d1=63m， α=20?，传动当量摩擦系数μ v =0.1。求传动效率η及蜗轮、蜗杆受力的大小（用分力表示，忽略轴承摩擦及溅油损耗）。 20．一蜗杆传动的手动起重装置如图所示，已知起重量W＝5000N，卷筒直径D＝180mm，作用于手柄上的圆周力F＝100N。起重时手柄顺时针转动，手柄臂长L=200mm，蜗杆为阿基 米德蜗杆，蜗杆头数z 1＝1，模数m=5mm，蜗杆分度圆直径d 1 =50mm，总传动效率η＝0.4， 试求： 1）蜗杆和蜗轮的螺旋线方向； 2）蜗轮齿数z 2 ； 3）蜗杆传动的中心距a。
齿轮传动、蜗杆传动 一．判断题 1．齿面塑性流动在主动轮节线附近形成凹槽。（） 2．开式齿轮传动通常不会发生点蚀现象。（） 3．齿宽系数Φd是齿宽b与齿轮直径d2比值。（） 4．直齿圆锥齿轮传动以大端参数为标准值，因此在强度计算时以大端为准。（） 5．多头蜗杆主要用于传动比大，要求效率高的场合。（） 6．蜗杆直径系数q=d1/m，因和均为标准值，故q一定为整数。（） 7．齿形系数Y Fa随着模数m的增大而增大。（） 8．单头蜗杆头数少、效率低、发热多。（） 9．齿面塑性流动在从动轮节线附近形成凸脊。（） 10．在齿轮传动中，当功率P、转速n一定时，分度圆直径d越大，圆周力F t越小（） 11．蜗杆传动设计时，通常只计算蜗杆的强度，而不考虑蜗轮的强度。（） 12．对每一标准模数，蜗杆的分度圆直径 d1的数目是唯一的。（） 二．填空题 1．实现两交叉（或相交）轴间的传动可以采用 等传动。 2．称为蜗杆的直径系数。 3．齿轮传动的失效形式有齿面损伤。齿面损伤又有、和等。 4．齿轮齿面塑性流动在主动轮节线附近形成；在从动轮上节线形成。 5．在蜗杆传动中要进行温度计算是考虑到。 三．单项选择题 1．在一个传递动力的蜗杆传动中，如果模数m已经确定，在选配蜗杆直径系数q时选取了较大的数值是由于（）。 (a)为了提高蜗杆传动的啮合效率； (b)提高蜗杆的强度和刚度； (c)考虑到蜗杆的转速高； (d)考虑到蜗轮转速低； 2．为了提高齿轮传动的抗点蚀的能力，可考虑采用（）方法。 (a)降低齿面硬度 (b)加大传动中心距
(c)减少齿轮齿数，增大模数 (d)提高齿面硬度 3．齿轮传动中，为改善偏载现象，以使载荷沿齿向分布均匀，可以取（ ）。 (a)变齿轮的材料 (b)增大齿轮宽度 (c)增大模数 (d)齿侧修形 4．下列圆锥齿轮传动的传动比的计算公式中，其中（ ）是不正确的。 (a)1 2d d i = (b)12sin sin δδ=i (c)12Z Z i = (d)12cos cos δδ=i 5．下列求蜗杆分度圆上螺旋升角（导程角）的公式中，（ ）式是正确的。 (a)q Z tg 1=λ (b) 1Z q tg =λ (c) 11ud m Z tg =λ (d) 1 1d mZ tg πλ= 四． 综合题 1．图示为一传动装置，蜗杆为主动，通过蜗轮再带动一对直齿园锥齿轮传动, 被动锥齿轮转向如图所示。试求： （1）为使Ⅱ轴上所受轴向力较小，在图上标出蜗杆、蜗轮的旋向； （2）在图上标出蜗杆、蜗轮及锥齿轮3的转向； （3）在图上画出蜗杆传动及锥齿轮传动啮合点处的各作用力方向（用三个分力表示）。 n4 2．如图所示为两级蜗杆传动组成的减速传动装置，已知蜗杆1为主动件，且为右旋，转向如图示， 试确定：（1）为使Ⅱ轴上所受轴向力较小，蜗杆3和蜗轮4的旋向，并在图中画出；
绪论2 第一章平面连杆机构3 第一节运动副3 第二节铰链四杆机构3 第三节铰链四杆机构的演化4 第四节四杆机构基本特性4 第二章凸轮机构5 第一节凸轮机构概述5 第二节凸轮机构工作原理5 第三章间歇运动机构6 第一节棘轮机构6 第二节槽轮机构6 第四章金属材料及其热处理7 第一节金属材料的力学性能7 第二节非合金钢7 第三节钢的热处理7 第四节低合金钢和合金钢8 第五节铸铁和铸钢8 第六节非铁金属简介8 第五章摩擦轮传动8 第六章带传动9 第一节带传动概述9 第二节平带传动9 第三节V带传动9 第四节带传动的布置与张紧10 第七章螺旋传动10 第一节螺纹的种类及应用10 第二节螺纹的主要参数及标记11 第三节螺纹联接及其预紧与防松11 第四节普通螺旋传动11 第五节差动螺旋传动12 第八章链传动12 第九章齿轮传动13 第一节齿轮传动的分类与应用特点13 第二节渐开线的形成及特点13 第三节直齿圆柱齿轮传动13 第四节渐开线齿轮的啮合14 第五节其他常用齿轮传动14 第六节齿轮加工与变位齿轮15 第七节渐开线齿轮的精度15 第八节齿轮轮齿的失效形式15 第九节蜗杆传动15 第十节齿轮传动受力分析16 第十章轮系16
第一节轮系的分类与应用16 第二节定轴轮系的分析与计算17 第三节变速机构与变向机构17 第十一章轴系零件简介18 第一节键、销及其联接18 第二节滑动轴承19 第三节滚动轴承19 第四节联轴器、离合器、制动器19 第五节轴20 第十二章液压传动的基本概念21 第一节液压传动原理及其系统组成21 第二节液压传动系统的流量和压力21 第三节压力、流量损失和功率计算21 第十三章液压元件22 第一节液压泵22 第二节液压缸与液压马达22 第三节控制阀——方向控制阀22 第三节控制阀——压力控制阀23 第三节控制阀——流量控制阀24 第四节液压辅件24 第十四章液压基本回路24 第一节方向控制回路24 第二节压力控制回路25 第三节速度控制回路25 第四节顺序动作回路25 第十五章液压传动系统实例分析（1）26 第十五章液压传动系统实例分析（2）27 第十五章液压传动系统实例分析（3）28 第十六章气压传动28 第一节气压传动原理及其特点28 第二节气源装置29 第三节气动三大件29 第四节气缸和气动马达29 第五节气动控制阀和基本回路30 绪论 一、填空题 1.机械，机构； 2.构件，相对运动，有用的机械功或实现能量转换； 3.原动机，工作机，工作机； 4.传递或转变运动形式，连杆机构，凸轮机构，齿轮机构； 5.动力部分，工作部分，传动装置，自动控制； 6.动力，传动装置； 7.运动单元，制造单元； 8.机械，液压，气压 二、判断题 1.× 2.√ 3.√ 4.× 5.√ 6.√ 7.× 8.× 9.√10.×11.√12.× 三、选择题 1.B 2.B 3.D 4.A 5.A 6.A 7.B 8.D C B A
第8章蜗杆传动设计 蜗杆传动是在空间交错的两轴间传递运动和动力的一种传动，两轴线间的夹角可为任意值，常用的为90°。这种传动由于具有结构紧凑、传动比大、传动平稳以及在一定的条件下具有可靠的自锁性等优点，它广泛应用在机床、汽车、仪器、起重运输机械、冶金机械及其它机器或设备中。 基本要求 1．熟练掌握蜗杆的传动特点、失效形式和计算准则； 2．熟练掌握蜗杆和蜗轮的结构特点； 3．掌握蜗杆传动的受力分析、滑动速度和效率； 4．掌握蜗杆传动的热平衡计算； 5．了解蜗杆传动的强度计算特点； 6．了解蜗杆的传动类型； 8.1.1 蜗轮蜗杆的形成 蜗杆蜗轮传动是由交错轴斜齿圆柱齿轮传动演变而来的。小齿轮的轮齿分度圆柱面上缠绕一周以上，这样的小齿轮外形像一根螺杆，称为蜗杆。大齿轮称为蜗轮。为了改善啮合状况，将蜗轮分度圆柱面的母线改为圆弧形，使之将蜗杆部分地包住，并用与蜗杆形状和参数相同的滚刀范成加工蜗轮，这样齿廓间为线接触，可传递较大的动力。 蜗杆蜗轮传动的特征： 其一，它是一种特殊的交错轴斜齿轮传动，交错角为∑＝90°，z1很少，一般z1＝1～4； 其二，它具有螺旋传动的某些特点，蜗杆相当于螺杆，蜗轮相当于螺母，蜗轮部分地包容蜗杆。
8.1.2 蜗杆传动的类型 按蜗杆形状的不同可分： 1．圆柱蜗杆传动-普通圆柱蜗杆（阿基米德蜗杆、渐开线蜗杆、法向直廓蜗杆、锥面包络蜗杆）和圆弧蜗杆 2．环面蜗杆传动
3．锥蜗杆传动 8.1.3 蜗杆传动的特点 传动比大，结构紧凑 传动平稳，无噪声 具有自锁性 传动效率较低，磨损较严重
蜗杆轴向力较大，致使轴承摩擦损失较大。 8.1.4 蜗杆传动的应用 由于蜗杆蜗轮传动具有以上特点，故常用于两轴交错、传动比较大、传递功率不太大或间歇工作的场合。当要求传递较大功率时，为提高传动效率，常取 z 1＝2-4。此外，由于当γ 1 较小时传动具有自锁性，故常用在卷扬机等起重机械 中，起安全保护作用。它还广泛应用在机床、汽车、仪器、冶金机械及其它机器或设备中；
作业五（齿轮传动、蜗杆传动） 一、选择题 1. 一对齿轮传动，小齿轮齿面硬度大于350HBS ，大齿轮齿面硬度小于350HBS ，传递动力时 。 A. 小齿轮齿面最大接触应力较大 B. 大齿轮齿面最大接触应力较大 C. 两齿轮齿面最大接触应力相等 D. 与齿数、材料有关，不一定哪个大 2. 两对齿轮的工作条件、材料、许用应力均相同，这两对齿轮的 。 A. 接触强度和弯曲强度均相同 B. 接触强度和弯曲强度均不同 C. 接触强度不同和弯曲强度相同 D. 接触强度相同和弯曲强度不同 3. 在确定齿轮传动中大小齿轮的宽度时，常把小齿轮的齿宽做得比大齿轮稍宽一些， 目的是 。 A. 使小齿轮的弯曲强度比大齿轮的高一些 B. 便于安装，保证接触线长度 C. 使传动平稳，提高效率 D. 使小齿轮每个齿啮合次数 4. 高速重载闭式齿轮传动中的主要失效形式为 。 A. 轮齿疲劳折断 B. 齿面磨损 C. 齿面疲劳点蚀 D. 齿面胶合 5. 中、小功率闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是 。 A. 轮齿疲劳折断 B. 齿面疲劳点蚀 C. 齿面磨损 D. 齿面胶合 6. 下列措施中，不利于减轻和防止齿面点蚀发生的是 。 A. 提高齿面硬度 B. 采用粘度低的润滑油 C. 降低齿面粗糙度 C. 采用较大变位系数 7. 齿轮传动中，轮齿疲劳点蚀，通常首先发生在 。 A. 齿顶部分 B. 靠近节线的齿顶部分 C. 齿根部分 D. 靠近节线的齿根部分 8. 齿轮传动中，齿面接触应力的变化特征可简化为 变应力。 A. 对称循环变应力 B. 脉动循环变应力 C. 静应力 D. 不稳定变应力 9. 一对标准渐开线齿轮作减速传动时，若两轮材料、热处理及齿面硬度均相同，则有 。 A. 12F F σσ< B. 12F F σσ= C. 12F F σσ> D. 12F F σσ≥ 10. 两个标准直齿圆柱齿轮，轮1的模数m 1=5 mm ，齿数z 1=30；轮2的摸数m 2= 3mm ，齿数z 1=50，则齿形系数和应力校正系数的乘积Y F1Y Sa1 Y F2Y Sa2。 A. ≥ B. > C. = D. < 11. 齿轮传动强度计算中，引入的动载系数v K 是考虑 。 A. 载荷沿齿宽方向分布不均的影响系数 B. 齿轮传动本身的啮合误差引起的内部动力过载的影响系数 C. 由于齿轮啮合中原动机引起的动力过载的影响系统 D. 由于齿轮啮合中工作机引起的动力过载的影响系统 12. 计算齿轮传动强度时，齿轮的许用应力与 没有关系。 A. 材料硬度 B. 应力循环次数 C. 安全系数 D. 齿形系数 13. 齿轮传动中，当齿轮分度圆直径不变时，将模数加大，其接触疲劳强度将 ，弯曲强度将 。 A. 提高 B. 降低 C. 不变 D. 无法判明变动情况 14. 斜齿圆柱齿轮的齿形系数和相同齿数直齿园柱齿轮相比是 。 A. 相等 B. 较大 C. 较小 D. 视实际工作条件可能性大也可能小 15. 齿轮啮合传动时，大、小齿轮上齿面的接触应力 。 A. 12H H σσ= B. 12H H σσ< C. 12H H σσ> D. 不能判明大小关系 16. 齿轮传动中，保证齿根弯曲应力[]F F σσ<，主要是为了避免齿轮的 失效。 A. 轮齿折断 B. 齿面磨损 C. 齿面胶合 D. 齿面点蚀。 17. 提高齿轮传动抗点蚀能力的一个重要措施是 。 A. 提高齿面硬度 B. 降低润滑油粘度 C. 减小分度圆直径 D. 减少齿数 18. 在齿轮传动中，为减少动载，一个可以采取的措施是 。 A. 改用好材料 B. 提高齿轮制造精度 C. 降低润滑油粘度 D. 加大模数 19. 设计开式齿轮传动时，常将计算出的模数加大5～10％，这主要考虑轮齿 的影响。
齿轮传动及蜗杆传动复习题 单项选择题 1．在闭式蜗杆传动设计中，除进行强度计算外，还必须进行（ ） A 磨损计算 B ．刚度计算 C ．热平衡计算 D ．稳定性计算 2．蜗杆传动的正确啮合条件中，不正确的是（ ） A ．21t a m m = B ．21t a αα= C ．21ββ-= D ．螺旋线方向相同 3．高速重载齿轮传动中，当散热条件不良时，齿轮的主要失效形式是（ ） A ．轮齿疲劳折断 B ．齿面疲劳点蚀 C ．齿面磨损 D ．齿面胶合 4. 一对双向运转的齿轮传动，工作时在轮齿根部所受的弯曲应力变化特征可简化为（ ） A ．对称循环变应力 B ．脉动循环变应力 C ．静应力 D ．无规律变应力 5．对比较重要的蜗杆传动，最为理想的配对材料组合是（ ） A ．钢和铸铁 B ．钢和青铜 C ．钢和铝合金 D ．钢和钢 6. 在蜗杆传动中，当其它条件相同时，减少蜗杆头数，则传动效率（ ） A ．提高 B ．降低 C ．保持不变 D ．或者提高，或者降低 7. 选择齿轮精度的主要依据是齿轮的( ) A.圆周速度 B.转速 C.传递功率 D.传递扭矩 8. 对齿轮轮齿材料性能的基本要求是( ) A.齿面要软，齿芯要韧 B.齿面要硬，齿芯要脆 C.齿面要软，齿芯要脆 D.齿面要硬，齿芯要韧 9. 在闭式蜗杆传动设计中，除进行强度计算外，考虑到相对滑动速度大，摩擦磨损严重，还需进行( ) A.磨损计算 B.刚度计算 C.热平衡计算 D.稳定性计算 10. 开式蜗杆传动的主要失效形式是( ) A.轮齿折断和齿面胶合 B.齿面磨损和轮齿折断 C.齿面点蚀和齿面磨损 D.齿面胶合和齿面点蚀 11. 在单向运转的齿轮上，如果齿轮的弯曲疲劳强度不够，首先出现疲劳裂纹的部位是（ D ） A.受压侧的节线部分 B.受压侧的齿根部分 C.受拉侧的节线部分 D.受拉侧的齿根部分 12. 开式齿轮传动的主要失效形式是（ D ） A.过载折断 B.齿面胶合 C.齿面点蚀 D.齿面磨损 13．设计一对渐开线标准斜齿圆柱齿轮传动，不应圆整的参数是（ A ） A.分度圆直径 B.齿轮宽度
（a ）圆柱蜗杆传动 （b ）环面蜗杆传动 （c ）锥面蜗杆传动 图8.2 蜗杆传动的类型 第八章 蜗杆传动 具体内容 蜗杆传动特点和类型；蜗杆传动的基本参数和几何尺寸计算；蜗杆传动的效率、热平衡计算及润滑；蜗杆传动受力分析和计算载荷；蜗杆传动失效形式和设计准则；蜗杆传动材料和许用应力；蜗杆强度计算；蜗杆刚度计算；蜗杆传动的结构设计。 重点 蜗杆传动的基本参数和几何尺寸计算；蜗杆传动受力分析；蜗杆强度计算；蜗杆刚度计算。 难点 蜗杆传动受力分析。 第一节 蜗杆传动的特点和类型 蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成（图8.1），用于传递交错轴之间的运动和动力，通常两轴间的交错角?=∑90。通常蜗杆1为主动件，蜗轮2为从动件。 一、蜗杆传动的特点 1、优点 传动比大；工作平稳，噪声低，结构紧凑；在一定条件下可实现自锁。 2、缺点 发热大，磨损严重，传动效率低（一般为0.7～0.9）；蜗轮齿圈常采用铜合金制造，成本高。 二、蜗杆传动的类型 根据蜗杆形状的不同，蜗杆传动可分为圆杆蜗杆传动、环面蜗杆传动和锥面蜗杆传动三种类型，如图8.2所示。 图8.1 蜗杆传动 1－蜗杆，2－蜗轮
根据加工方法不同，圆柱蜗杆传动又分为阿基米德蜗杆传动（ZA型）、法向直廓蜗杆传动（ZN型）、渐开线蜗杆传动（ZI型）和圆弧圆柱蜗杆传动（ZC型）等。前三种称为普通圆柱蜗杆传动，见图8.3所示。 （a）阿基米德蜗杆（b）法向直廓蜗杆 （c）渐开线蜗杆 图8.3 普通蜗杆的类型 第二节圆柱蜗杆传动的基本参数和几何尺寸计算 在普通圆柱蜗杆传动中，阿基米德蜗杆传动制造简单，在机械传动中应用广泛，而且也是认识其他类型蜗杆传动的基础，故本节将以阿基米德蜗杆传动为例，介绍蜗杆传动的一些基本知识和设计计算问题。 一、蜗杆传动的基本参数 通过蜗杆轴线并垂直于蜗杆轴线的平面称为中间平面，见图6.4。在中间平面内，蜗杆与蜗轮的啮合相当于齿条和齿轮的啮合。因此，设计圆柱蜗杆传动时，均取中间平面上的参数和几何尺寸作为基准。
蜗杆传动（15）、齿轮传动（20） 共计：35题 1．如图所示为一蜗杆起重装置。已知：蜗杆头数11=z ，模数5=m ，分度圆直径601=d ｍｍ，传动效率25.0=η，卷筒直径320=D ｍｍ，需要提起的重量 6300=G Ｎ，作用在手柄上的力280=F ，手柄半径180=l mm 。试确定： 蜗杆起重装置 (1) 蜗杆的齿数2z (2) 蜗杆所受的轴向力1a F 的大小及方向； (3) 提升重物时手柄的转向。 解：（1）通过手柄施加给蜗杆的驱动转矩为： mm N Fl T ??=?==411004.5180280 提升重物Ｇ所需要的蜗轮的转矩为：mm N D G T ??=?=? =6210008.12 320 63002 由于1T 和2T 满足的关系式：ηi T T 12=，因此有：5025 .01004.510008.146 12=???==ηT T i 所以5012==i z z （２）蜗杆所受的轴向力1a F 为：N mz T d T F F t a 8064222 2 2221=== -= 1a F 的方向水平向右。 （3）当提升重物时，蜗轮逆时针转动，蜗杆所受轴向力水平向右，由于蜗杆右旋，所以， 根据右手定则可以判断出手柄的转向为竖直向下（即从手柄端看为顺时针方向）。
2．如果所示为一升降机传动装置示意图。已知电动机功率KW P 8=，转速 m in /9701r n =，蜗杆传动参数为11=z ，402=z ,mm m 10=，8=q ， '''30207ο=λ,右旋，蜗杆蜗轮副效率75.01=η。设整个传动系统的总效率为68.0=η，卷筒直径mm D 630=。试求： 升降机传动装置示意图 (b) (1) 当升降机上行时，电动机的转向（在图中标出即可）； (2) 升降机上行时的速度v ； (3) 升降机的最大载重量Ｑ； (4) 蜗杆所受的各分力的大小及方向（方向在图中标出即可）。 解：当升降机上行时，电动机的转向n 电如图（a ）所示。 (1) 因为传动比401401221==== z z n n i ，所以有：min /25.2440 970132r i n n n ==== 又因为卷筒3的线速度即为升降机上行的速度，所以：s m Dn v /8.01000 603 =?=π (2) 升降机的最大载重量Q 为：N v Q 68008 .068 .0810001000=??== ρη (3) 对蜗杆进行受力分析，其各分力的方向如图(b)所示。升降机工作时电动机对蜗杆1的驱 动转矩T 1为：m N n P T ?=?=76.7810 55.91 6 1 蜗轮２所产生的转矩T ２为：m N i T T ?==2363112η 所以，蜗杆所受的各分力的大小为：
第八节蜗杆传动 （共39题） 1．与齿轮传动相比较，蜗杆传动的最大特点是________。 A．齿面相对滑动速度较高 B．承载力较大 C．转速较高 D．对中心距偏差要求不太严格 A 2．一般来说，蜗杆头数少则其导程角（也称螺旋升角）________，效率________。A．较大/较高 B．较小/较高 C．较大/较低 D．较小/较低 D 3．蜗杆头数多则其导程角________，效率________。 A．较小/较高 B．较小/较低 C．较大/较高 D．较大/较低 C 4．起重机构中的蜗杆传动，若要求具有自锁性，应选用________头蜗杆。A．单 B．双 C．三 D．四 A 5．蜗轮蜗杆传动中，若蜗轮主动而蜗杆从动，通常会造成________。 A．效率降低 B．振动和噪声 C．机构自锁 D．机构损坏 C 6．若要求起重装置结构简单，紧凑，电动机停止后重物不会自动下降，则宜采用________。 A．齿轮传动 B．蜗杆传动 C．摩擦轮传动 D．链传动 B
7．普通蜗杆传动的效率________，所传递的功率________。 A．较低/一般不大 B．高/较大 C．低/较大 D．高/一般不大 A 8．除了模数和压力角均相同以外，分度圆直径也应满足一定条件才能彼此啮合的是________。 A．两个直齿圆柱齿轮 B．两个直齿圆锥齿轮 C．蜗轮和蜗杆 D．直齿圆柱齿轮和直齿条 C 9．下面的角度值不等于20°的是________。 A．齿轮标准压力角 B．齿条标准压力角 C．蜗杆轴面压力角 D．蜗杆导程角 D 10．下列传动方式中，工作最平稳的是________传动。 A．链 B．蜗杆 C．直齿圆柱齿轮 D．斜齿圆柱齿轮 B 11．蜗轮蜗杆传动中，通常________为主动件，蜗杆和蜗轮的轴线在空间________。 A．蜗轮/交错成90° B．蜗轮/平行 C．蜗杆/交错成90° D．蜗杆/平行 C 12．蜗杆传动中，通常________为主动件，蜗轮和蜗杆的轴线在空间________。A．蜗杆/交错成90° B．蜗杆/相交成90° C．蜗轮/交错成90° D．蜗轮/相交成90° A
第8章 蜗杆传动 一、 思考题 1、蜗杆传动的主要特点是什么？它适用于哪些场合？ 2、为什么蜗杆传动的效率低？ 3、蜗杆传动与齿轮齿轮传动相比，在失效形式方面有何异同？为什么？它 对蜗杆传动材料的选择有何影响？ 4、蜗杆传动为什么要引入直径系数q ？它对蜗杆传动的强度、刚度、啮合效 率有何影响？ 5、闭式蜗杆传动为什么要进行热平衡计算？蜗杆的热平衡校核计算不满足要求时可采取哪些措施？ 6、标准蜗杆传动的中心距计算公式应为： A 、)(2 121z z m a +=； B 、)(2 12z q m a +=； C 、)(2 12z q m a t +=； D 、)(2 12z q m a n += 7、蜗杆蜗轮啮合面间的滑动速度s v 与蜗杆的圆周速度1v 之间有如下关系 A 、s v =1v B 、s v >1v C 、s v <1v D 、s v 与1v 没关系 8、蜗杆传动的主要失效形式是 A 、齿面疲劳点蚀 B 、齿根的弯曲折断 C 、齿面的胶合和磨损 D 、齿面的塑性变形 9、蜗杆传动的油温最高不应超过 A 、30℃ B 、50℃ C 、80℃ D 、120℃ 10、其他条件相同时，若增加蜗杆头数，则滑动速度 A 、增加 B 、减小 C 、保持不变 D 、不一定 二、 习题 1．标准蜗杆传动，已知：m =6.3mm ，i =20，z 1=2，d 1=50mm ，试计算蜗轮分度圆直径、蜗轮和蜗杆的齿顶圆直径，蜗杆导程角γ及中心距a 。 2．图示传动中，蜗杆传动为标准传动：m =5mm ，d 1=50mm ，z 1=3(右旋)，z 2＝40；标准斜齿轮传动：m n =5mm ，z 3=20，z 4=50，要求使轴II 的轴向力相互抵消，不计摩擦，蜗杆主动，试求： 1）斜齿轮3、4的螺旋线方向。 2）螺旋角β的大小。
齿轮传动与蜗杆传动辅导 一、失效分析和设计准则 1．轮齿的失效分析 齿轮传动的失效发生在轮齿表面或齿体，主要失效形式有轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合和齿面塑性变形。讨论这些失效的目的是为了研究对策，建立相应的设计准则。在学习中应注意掌握这五种失效形式的概念，弄清发生失效的条件、原因和失效发生的部位，了解为避免发生失效而采取的相应措施。 2．设计准则 一般闭式齿轮的主要失效形式是齿面点蚀和齿根弯曲疲劳折断，设计时应以齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度作为其承载能力的计算依据。开式齿轮的主要失效形式是齿面磨损和轮齿折断，不会发生点蚀。由于当前尚无较成熟的磨损计算方法，因此只进行齿根弯曲疲劳强度计算，把求得的模数增大10％~20％，以考虑轮齿磨薄的影响。 二、齿轮材料及热处理 1．齿轮材料的选用原理 对齿轮材料的基本要求是：材料具有足够的强度，齿面要硬、齿芯要韧，以抵抗各种齿面失效和齿根的折断。选择材料及热处理方法应根据齿轮的载荷、精度、传动方式以及其他工作条件的要求。为使两轮寿命接近，还应合理选择材料配对，通常令小齿轮硬度略高于大齿轮。 2．常用材料及热处理 齿轮的常用材料是锻钢，其次为铸钢、铸铁及非金属材料。 （1）锻钢和铸钢 对于一般工作要求和加工条件，可采用软齿面（硬度≤350HBS）齿轮，通常由中碳钢或中碳合金钢正火或调质处理后切齿。在工作要求较高、加工条件较好时，应采用硬齿面齿轮，常用方法是低碳钢渗碳淬火或中碳钢表面淬火，但热处理后需要磨齿。
铸钢常用于制造高强度的大型齿轮，齿坯一般都应经正火处理，其机械性能低于锻钢。 （2）铸铁 用于制造齿轮的铸铁有灰铸铁和球墨铸铁，灰铸铁机械性能较差，多用于开式齿轮传动；球墨铸铁的机械性能接近于铸钢，有时可作为代用材料使用。 （3）非金属材料 用于制造齿轮的非金属材料主要有尼龙、夹布胶木等工程塑料。这些材料制成的齿轮噪声小、重量轻、耐腐蚀。但由于强度低，多用于高速轻载的场合。 三、圆柱齿轮的受力分析 齿轮传动的受力分析为进行齿轮强度计算提供计算载荷，同时也为轴和轴承的设计提供原始数据。 圆柱齿轮传动的受力分析是要求熟练掌握的重点内容，应结合图8-27、8-29熟记各力的计算公式。 各分力方向的判断是有规律的。圆周力：作用于主动轮上的圆周力与齿轮转向相反，而从动轮上的圆周力与齿轮转向相同。径向力：不论主、从动轮，其径向力均由作用点指向各自轮心。斜齿轮轴向力的方向为沿轴向指向受力齿面，受力齿面是两轮传力时的接触齿面，由齿轮转向和主从动轮确定。具体判断方法见教材144页所述“左、右手法则”。 四、圆柱齿轮的强度计算 本节学习重点是直齿圆柱齿轮接触强度和弯曲强度的计算。计算公式不要求记忆，但应做到：（1）了解建立公式的力学模型、计算依据；（2）掌握公式中各参数的意义、单位；（3）能正确运用公式进行强度计算和齿轮强度分析。 1．计算载荷 齿轮工作时，原动机和工作机的载荷波动将引起动载荷，齿轮本身
第八章蜗杆传动 具体内容蜗杆传动特点和类型；蜗杆传动的基本参数和几何尺寸计算；蜗杆传动的效率、热平衡计算及润滑；蜗杆传动受力分析和计算载荷；蜗杆传动失效形式和设计准则；蜗杆传动材料和许用应力；蜗杆强度计算；蜗杆刚度计算；蜗杆传动的结构设计。 重点蜗杆传动的基本参数和几何尺寸计算；蜗杆传动受力分析；蜗杆强度计算；蜗杆刚度计算。 难点蜗杆传动受力分析。 第一节蜗杆传动的特点和类型 蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成（图8.1），用于传递交错轴之间的运动和动力，通常两轴间的交错角? ∑90。通常蜗杆1为主动件，蜗轮2为从动件。 = 一、蜗杆传动的特点 1、优点 传动比大；工作平稳，噪声低，结构 紧凑；在一定条件下可实现自锁。 2、缺点 发热大，磨损严重，传动效率低（一 般为0.7～0.9）；蜗轮齿圈常采用铜合金制 造，成本高。 二、蜗杆传动的类型 根据蜗杆形状的不同，蜗杆传动可分 图8.1 蜗杆传动 1－蜗杆，2－蜗轮
（a ）圆柱蜗杆传动 （b ）环面蜗杆传动 （c ）锥面蜗杆传动 图8.2 蜗杆传动的类型 为圆杆蜗杆传动、环面蜗杆传动和锥面蜗杆传动三种类型，如图8.2所示。 根据加工方法不同，圆柱蜗杆传动又分为阿基M 德蜗杆传动（ZA 型）、法向直廓蜗杆传动（ZN 型）、渐开线蜗 杆传动（ZI 型）和圆弧圆柱蜗 杆传动（ZC 型）等。前三种称为普通圆柱蜗杆传动，见图8.3所示。 （a ）阿基M 德蜗杆 （b ）法向直廓蜗杆 （c ）渐开线蜗杆 图8.3 普通蜗杆的类型
第二节 圆柱蜗杆传动的基本参数和几何尺寸计算 在普通圆柱蜗杆传动中，阿基M 德蜗杆传动制造简单，在机械传动中应用广泛，而且也是认识其他类型蜗杆传动的基础，故本节将以阿基M 德蜗杆传动为例，介绍蜗杆传动的一些基本知识和设计计算问题。 一、蜗杆传动的基本参数 通过蜗杆轴线并垂直于蜗杆轴线的平面称为中间平面，见图6.4。在中间平面内，蜗杆与蜗轮的啮合相当于齿条和齿轮的啮合。因此，设计圆柱蜗杆传动时，均取中间平面上的参数和几何尺寸作为基准。 图8.4 阿基M 德蜗杆传动 1、模数m 和压力角α 在中间平面上蜗杆传动的正确啮合条件是 ? ? ? ? ???=?=====旋向相同βγααα202121t a t a m m m 8.1 式中，1a m —蜗杆的轴向模数； 2t m —蜗轮的端面模数； m —规范模数，按表6.1选取； 1a α—蜗杆的轴向压力角； 2t α—蜗杆的端面压力角； α—规范压力角；
复习一 齿轮传动与蜗杆传动习题 、直齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件是 （m1= m2= m ），（α1 =α2= α）。 、平行轴斜齿轮传动的正确啮合条件是 （m n1= m n2= m ），（αn1=αn2= α），（β1= ±β2 ）。 = m t2= 蜗杆传动的正确啮合条件是（m m ），（αx1= αt2= α），（γ1= β2）。 4、标准正常齿制直齿圆柱齿轮不根切的最少齿数是（17 ）。 、主动齿轮的圆周力与其转向（反）， 从动齿轮的圆周力与其转向（同）。 、齿轮传动主要失效形式是（轮齿折断）、（点蚀）、（胶合）、（磨损）。 、软齿面齿轮的布氏硬度（≤350），硬齿面齿轮的布氏硬度 （＞350）。 8、齿面接触疲劳强度计算以哪一处的接触应力为计算基点，为什么？ 9、齿形系数与那些参数有关？与模数有关吗？
、一对齿轮传动两齿轮齿面接触应力是否 相等，齿根弯曲应力是否也相同？ 答：一对齿轮传动两齿轮齿面接触应力相等，齿根弯曲应力不一定相同。 11、蜗杆传动蜗杆分度圆直径d1=mz1，对吗？ 12、什么叫标准齿轮？ 13、P178——10-3 14、提高齿轮弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度有哪些措施？ 、为什么闭式蜗杆传动要进行热平衡计 算？ 答：因为蜗杆传动的效率低，发热量大，如果不及时散热，将引起润滑不良而产生胶合，因此要进行热平衡计算 、齿轮传动的设计准则是什么？ 答：对于软齿面齿轮，按接触疲劳强度设计，验算弯曲疲劳强度； 对于硬齿面齿轮，按弯曲强度设计，验算接触疲劳强度。 17、P189——11-2；11-3；11-8；11-9 带传动习题
1、带传动的设计准则是什么？ 2、带传动打滑一般发生在那个带轮上？为什么？ 、带传动最大应力发生在（紧边刚绕上主 动轮）处，其值为（σmax=σ1 + σ b1 +σ c）。 4、带传动的弹性滑动与打滑，其本质是否一样的。 、带传动传动比是否准确，为什么 ？ 、影响带传动所传递圆周力的因素有哪 些？是如何影响的。 答：1）影响带传动所传递圆周力的因素有：紧边拉力F1、摩擦系数f、小带轮包 角α1. 2）增大F1，增大f，增大α1，都可提高传动能力。 7、V带截面楔角与V带轮轮槽角是否相等。 联接习题 、根据牙型螺纹可分为（三角形）、（梯形）、 （锯齿形）、（矩形）。 2、螺距和导程的关系是（）。 、（三角形）螺纹用于连接，（梯形）、（矩形）螺纹用于传动。 、螺纹连接包括哪几种类型？ 答：螺纹连接主要包括：螺栓连接、双头螺