机械设计基础课后答案118章全正式完全版.doc

第11章 蜗杆传动11.1 蜗杆传动的特点及使用条件是什么？答：蜗杆传动的特点是：结构紧凑，传动比大一般在传递动力时，；分度传动时只传递运动，可达1 000；传动平稳，无噪声；传动效率低；蜗轮一般用青铜制造，造价高；蜗杆传动可实现自锁 使用条件：蜗杆传动用于空间交错()轴的传动用于传动比大，要求结构紧凑的传动，传递功率一般小于11.2 蜗杆传动的传动比如何计算？能否用分度圆直径之比表示传动比？为什么？答：蜗杆传动的传动比可用齿数的反比来计算，即；不能用分度圆直径之比表示传动比，因为蜗杆的分度圆直径11.3 与齿轮传动相比较，蜗杆传动的失效形式有何特点？为什么？ 答：蜗杆传动的失效形式与齿轮传动类似，有点蚀、弯曲折断、磨损及胶合但蜗杆传动中蜗轮轮齿的胶合、磨损要比齿轮传动严重得多这是因为蜗杆传动啮合齿面间的相对滑动速度大，发热严重，润滑油易变稀当散热不良时，闭式传动易发生胶合在开式传动及润滑油不清洁的闭式传动中，轮齿磨损较快11.4 何谓蜗杆传动的中间平面？中间平面上的参数在蜗杆传动中有何重要意义？答：蜗杆传动的中间平面是通过蜗杆轴线且垂直于蜗轮轴线的平面中间平面上的参数是标准值，蜗杆传动的几何尺寸计算是在中间平面计算的。

在设计、制造中，皆以中间平面上的参数和尺寸为基准11.5 试述蜗杆直径系数的意义，为何要引入蜗杆直径系数?答：蜗杆直径系数的意义是：蜗杆的分度圆直径与模数的比值，即引入蜗杆直径系数是为了减少滚刀的数量并有利于标准化对每个模数的蜗杆分度圆直径作了限制，规定了个标准值，则蜗杆直径系数也就对应地有个标准值11.6 何谓蜗杆传动的相对滑动速度？它对蜗杆传动有何影响？答：蜗杆传动的相对滑动速度是由于轴交角，蜗杆与蜗轮啮合传动时，在轮齿节点处，蜗杆的圆周速度和蜗轮的圆周速度也成夹角，所以蜗杆与蜗轮啮合传动时，齿廓间沿蜗杆齿面螺旋线方向有较大的相对滑动速度，其大小为相对滑动速度对蜗杆传动有较大的不利影响，滑动速度的大小对齿面的润滑情况、齿面失效形式、发热以及传动效率都有很大影响相对滑动速度较大，温升高，润滑油变稀、油膜不易形成，散热不好时极易发生胶合失效形式在开式传动中，磨损较严重，使蜗杆传动的寿命较短 11.7 蜗杆的头数及升角对啮合效率各有何影响？答：蜗杆传动的啮合效率为；由此式可知，当蜗杆的升角越大，蜗杆传动的效率越高当q一定时，越大，越大，效率越高11.8 蜗杆传动的效率为何比齿轮传动的效率低得多？答：蜗杆传动的效率比齿轮传动的效率低得多，是由于蜗杆传动中啮合处的相对滑动速度较大，摩擦大，发热量大，啮合效率低。

11.9　为什么对蜗杆传动要进行热平衡计算？当热平衡不满足要求时，可采取什么措施？答：由于蜗杆传动中蜗轮齿和蜗杆齿面间有较大的相对滑动速度，所以发热量大，传动效率低如果蜗杆传动的散热条件差，使工作温度过高，润滑油粘度降低，油膜破坏，引起润滑失效，导致齿面胶合，并加剧磨损所以，对连续工作的闭式蜗杆传动进行热平衡计算是为了使产生的热量及时散出去，不发生胶合失效当热平衡不满足要求时，应采用不列措施，以增加传动的散热能力：（1）在箱体处增加散热片，以增大散热面积；(2)在蜗杆轴伸上装风扇，以提高散热系数；（3）在油池中在装蛇形冷却水管，以降低油温；（4）大功率的蜗杆减速器，可采用压力喷油润滑11.10　蜗杆传动的设计准则是什么？答：蜗杆传动的主要失效形式是胶合、磨损，但目前尚缺乏可靠的计算方法因此，对闭式蜗杆传动，一般按蜗轮齿面接触疲劳强度来设计，并校核齿根弯曲疲劳强度；对于开式蜗杆传动，通常只需按弯曲疲劳强度进行设计以上的强度计算为条件性计算此外，对连续工作的闭式蜗杆传动还必须作热平衡计算，以保证油温不超过许用值11.11 常用的蜗轮、蜗杆的材料组合有哪些？设计时如何选择材料？答：常用的蜗轮、蜗杆的材料组合应具有好的减摩性、耐磨性和抗胶合性能。

蜗杆常用碳铜或合金钢制成，对高速重载的蜗杆应进行淬硬并磨削，一般蜗杆可采用调质钢蜗轮多数用青铜制造，视滑动速度大小选不同含锡量的铜合金当时选用锡青铜，当时选用铝铁青铜（蜗杆必须淬硬），当时蜗轮可用灰铸铁制作11.12 试分析如题11.12图所示的蜗杆传动中，蜗杆、蜗轮的转动方向及所受各分力的方向题11.12答：蜗杆、蜗轮的转动方向及所受各分力的方向如题11.12答案图所示题11.12答案图11.13　设计运输机的闭式蜗杆传动已知电动机功率，转速，蜗杆传动比，工作载荷平稳，单向连续运转，每天工作8h,要求使用寿命为5年答：(1)选择材料蜗杆选用45钢调质，硬度＜350HB蜗轮选用铝铁青铜： （2）确定蜗轮传递的转矩估计效率，（3）选择蜗杆头数和蜗轮齿数选蜗杆头数，蜗轮齿数4）确定许用应力查表11.7，估计，查表11.8，5)确定模数和蜗杆分度圆直径取载荷系数，则查表11.2得，由此得蜗杆分度圆直径： 蜗轮分度圆直径：中心距：（6）计算蜗杆螺旋线升角λ7）按齿根弯曲强度校核计算齿根弯曲应力查表11.5，故弯曲疲劳强度合格8）验算传动效率查表11.9得，，则效率为与原估计=0.78相近9）热平衡计算。

箱体散热面积取室温，散热系数,则 结论：合格10）选择精度等级因<1.5m/s，可选用9级精度11）绘制蜗杆、蜗轮零件工作图（略）11.14设计起重设备用闭式蜗杆传动蜗杆轴的输入功率,蜗杆转速，蜗轮转速,间歇工作，每日工作4h，预定寿命10年答：（1） 选择蜗杆、蜗轮材料蜗杆选 45钢调质，硬 度<45HRC；蜗轮选锡青铜Z.Cu.Sn10P1砂型；2） 确定许用应力①② （3） 选择蜗杆头数z1，蜗轮齿数z2因用于起重，选蜗杆头数z1，，（4） 计算蜗轮传递的转矩,估计=0.75，则 （5） 确定模数、直径系数取K=1.2，则查表11.2，按计算，取，则（6） 计算蜗杆螺旋线升角7）验算齿根弯曲强度查表11.5得，则 弯曲强度合格8）验算传动效率查表11.9得，则与估计的效率0.75相近9）因起重设备工作不连续，可不作散热计算11．15如题11.15图所示为蜗杆-斜齿轮传动，为使轴Ⅱ上的轴向力抵消一部分，斜齿轮3的旋向应如何？画出蜗轮及斜齿轮3上的轴向力的方向 答：如题11.15所示，斜齿轮3的旋向为左旋，Ⅱ轴上的轴向力抵消一部分斜齿轮3的轴向力向左，蜗轮上的轴向力向右。

第12章 齿轮系12.1 定轴齿轮系与行星齿轮系的主要区别是什么？答：主要区别是：定轴齿轮系运转时齿轮轴线相对于机架固定，而行星齿轮系运转时则有一个或几个齿轮的轴线相对于机架不固定12.2 各种类型齿轮系的转向如何确定？的方法适用于何种类型的齿轮系？答：定轴轮系的转向可用的方法或在图上画箭头的方法确定；行星轮系的转向应根据其转化机构经计算确定；方法适用于平面圆柱齿轮定轴轮系12.3 “转化机构法”的根据何在？答：根据在于运动的相对性原理12.4 摆线针轮行星传动中，针轮与摆线轮的齿差为多少？答：齿数差为112.5 谐波齿轮传动是怎样工作的？谐波齿轮传动中刚轮与柔轮的齿数差如何确定？答：谐波齿轮传动是利用波发生器使柔轮产生可控的弹性变形而实现柔轮与刚轮的啮合及运动传递刚轮与柔轮的齿数差 式中：z1—刚轮齿数;z2—柔轮齿数;iH2—波发生器与柔轮的传动比12.6 谐波齿轮减速器与摆线针轮减速器相比有何特点？答：谐波齿轮减速器与摆线针轮减速器相比有以下特点：结构简单，体积小，重量轻，安装方便，传动效率高，但使用寿命相对不如摆线针轮减速器12.7 如题12.7图所示的某二级圆栓齿轮减速器，已知减速器的输入功率=3.8kW,转速=960r/min，各齿轮齿数=22，=77，=18，=81，齿轮传动效率η齿=0.97，每对滚动轴承的效率η滚=0.98。

求：（1）减速器的总传动比；（2）各轴的功率、转速及转矩题12.7图解：（1）总传动比(2)轴I的功率η滚=转速=960r/min转矩轴II： η齿η滚=3.54kW轴III：PIII=PIIη齿η滚=3.37kW12.8 在如题12.8图所示的齿轮系中，已知各齿轮齿数（括号内为齿数），为单头右旋蜗杆，求传动比题12.8图解：12.9 如题12.9图所示为车床溜板箱手动操纵机构，已知齿轮1、2的齿数z1=16，z2=80，齿轮3的齿数z3=13，模数m=2.5mm,与齿轮3啮合的齿条被固定在床身上试求当溜板箱移动速度为1m/min时的手轮转速题12.9图解：手轮转速12.10 如题12.10图所示为汽车式起重机主卷筒的齿轮传动系统，已知各齿轮齿数z1=20，z2=30，z6=33，z7=57，z3=z4=z5=28，蜗杆8的头数z8=2，蜗轮9的齿数z9=30试计算i19，并说明双向离合器的作用题12.10图解：双向离合器向上或向下闭合可改变传动系统的末端件的转向，实现正反转12.11 如题12.11图所示的差速器中，已知z1=48，z2=42，=18，z3=21，n1=100r/min，n3=80r/min，其转向如题12.11图所示，求nH。

题12.11图解：这个差速器是由圆锥齿轮1、2、、3、行星架H以及机架4所组成的差动轮系，1、3、H的几何轴线互相重合，因此由式（12.2）得式中齿数比i前的“-”号是由转化机构用画箭头的方法确定的解上式得其结果为正值，表明H的转向与轮1的转向相同12.12 在如题12.12图所示齿轮系中，已知z1=22，z3=88，=z5，试求传动比i15题12.12图解：齿轮1、2、3及行星架H构成行星齿轮系；齿轮、4、5构成定轴齿轮系有nH=n5； n3= （式①）对于定轴轮系： ，与n5的方向相反，即 （式②）对于行星轮系： ，即 （式③）联立①、②、③式，得因，故第13章 机械传动设计13.1 简述机械传动装置的功用答： (1) 把原动机输出的速度降低或增速 （2) 实现变速传动　　（3）把原动机输出转矩变为工作机所需的转矩或力　　（4）把原动机输出的等速旋转运动，转变为工作机的转速或其它类型的运动　　（5）实现由一个或多个原动机驱动若干个相同或不同速度的工作机13.2 选择传动类型时应考虑哪些主要因素？答：根据各种运动方案，选择常用传动机构时，应考虑以下几个主要因素：（1） 实现运动形式的变换。

2） 实现运动转速（或速度）的变化3） 实现运动的合成与分解4） 获得较大的机械效益13.3 常用机械传动装置有哪些主要性能？答：（1）功率和转矩；（2）圆周速度和转速；（3）传动比；（4）功率损耗和传动效率；（5）外廓尺寸和重量13.4 机械传动的总体布置方案包括哪些内容？答：总体布置方案包括合理地确定传动类型；多级传动中各种类型传动顺序的合理安排及各级传动比的分配13.5 简。