齿轮与蜗杆转动.docx

1、齿轮与蜗杆转动蜗杆传动1如图所示为一蜗杆起重装置。已知：蜗杆头数，模数，分度圆直径，传动效率，卷筒直径，需要提起的重量，作用在手柄上的力，手柄半径mm。试确定：(1) 蜗杆的齿数(2) 蜗杆所受的轴向力的大小及方向；(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：提升重物所需要的蜗轮的转矩为：由于和满足的关系式：，因此有：所以（）蜗杆所受的轴向力为：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，转速

2、，蜗杆传动参数为，,， ,右旋，蜗杆蜗轮副效率。设整个传动系统的总效率为，卷筒直径。试求：(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；(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，所以有：又因为卷筒3的线速度即为升降机上行的速度，所以：(2)升降机的最大载重量Q为：(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T1为：蜗轮所产生的转矩T为：所以，蜗杆所受的各分力的大小为：3如图所示机械传动系统，已知电机转

3、向，试分析：（在图上画出或写出）(1) 为使II轴所受的轴向力最小，确定两斜齿圆柱齿轮螺旋线的方向。(2) 确定蜗轮旋转方向和螺旋线方向。(3) 画出II轴上斜齿圆柱齿轮受力的三个分力的方向。(4) 画出II轴上锥齿轮受力的三个分力的方向。解：（1）首先由II轴上锥齿轮3的轴向力指向大端，即水平向右，得到II轴上斜齿轮2的轴向力水平向左，进而得到I轴上斜齿轮1的轴向力水平向右，按照I轴的转动方向，符合右手定则，故斜齿轮1的旋向为右旋，斜齿轮2的旋向为左旋。 ( 2 ） 首先由III轴上锥齿轮4的轴向力指向大端，即垂直向下，得到III轴上蜗杆5的轴向力垂直向上，所以蜗轮6的切向力垂直向下，蜗轮即

4、逆时针转动，按照蜗杆5的转向和轴向力的方向，符合左手定则，故蜗杆为左旋，蜗轮的旋向和蜗杆一致，也为左旋。所有答案见下图。图示为一重物提升装置传动系统图，图示电机回转方向为重物提升时的回转方向。在重物提升时，根据受力和理性，试回答：(1)确定两个斜齿轮及蜗轮蜗杆的螺旋线方向；(2)并在图中标出各齿轮及蜗轮蜗杆所受各分力的方向。解：（1）轮1左旋，轮2及蜗杆z3右旋，蜗轮z4右旋。（2）见图图示为斜齿圆柱齿轮蜗杆传动装置。已知：蜗杆的螺旋方向为右旋，其传动方向如图，要求：(1)欲使中间（II轴）所受轴向力最小，决定蜗轮及斜齿轮1，2的轮齿螺旋线方向及各轴转向。(2)图出斜齿轮2及蜗杆上各力（、）的

5、方向。解：（1）齿轮2应该右旋，齿轮1应为左旋；齿轮2 转向即，齿轮1转向于相反；（2）见图：图示为一手动绞车，按图示方向转动蜗杆提升重物G。要求：(1)在图上画出蜗杆的螺旋线方向及用文字说明蜗轮的螺旋线方向；(2)在图上啮合点处画出各力的方向（圆周力Ft，径向力Fr，轴向力Fa）；(3)若蜗杆自锁，反转手柄使重物下降时，请说明蜗轮上各作用力方向的变化情况；(4)若已知：蜗杆头数z1=2，直径系数q=8，蜗轮齿数z2=60，m=8mm，就算蜗杆、蜗轮的分度圆直径d1，d2及传动的中心距离a。解：（1）蜗杆、蜗轮的螺旋线方向均为右旋（2）见图（3）蜗轮上各作用力方向不变（4）图示为某起吊装置中的

6、阿基米德蜗杆斜齿圆柱齿轮两极传动，蜗杆轮齿的螺旋方向为右旋，斜齿轮与卷筒固联成一体。(1)试确定蜗轮轮齿的螺旋方向及起吊重物时蜗杆的转动方向（说明并在图上画出）(2)为使蜗轮与斜齿轮的轴向力相反，试确定两个斜齿轮轮齿的螺旋方向；(3)若蜗杆头数z1=1，蜗轮齿数z2=40，蜗杆分度圆直径d1=80mm，蜗杆直径系数q=10，斜齿轮传动比34=3，蜗杆传动的效率（其余运动件的功率损失忽略不计），卷筒5的直径D=300mm，起吊重量P=10000N，试求蜗轮端面模数m、蜗杆传动中心距a及起重时蜗杆所需的输入转矩T1的大小；(4)根据轴的受栽情况，试分析轴II、轴III分别属于哪种类型的轴；(5)若

7、蜗杆传动能自锁，试画出重物P停在空中时（蜗杆上没有驱动力）蜗轮所受的圆周力Fa及轴向力Fa2的方向。解：（1）蜗轮轮齿的螺旋方向为右旋，起吊重物时蜗杆顺时针转动。（2）斜齿轮3为右旋，斜齿轮4为左旋。（3）（4）轴、均属于转轴（5）见图图示蜗杆传动装置，z1=2，m=4mm，蜗杆分度圆直径d1=40mm，蜗轮齿数z2=48；蜗杆主动，转速n1=960r/min，蜗杆功率1=10KW，当量摩擦系数fv=0.08，压力角，求：（1）蜗轮转向；（2）啮合效率；（3）蜗轮受力的大小与方向（用图示）。解：（1）蜗轮转向为顺时针方向。（2）啮合效率：（3）蜗轮受力方向如图示。图示起重卷筒，由蜗杆传动斜齿轮

8、传动驱动卷筒吊起重物。已知大齿轮的螺旋线方向和提升重物的运动方向如图示。完成下列问题：(1)(将传动简图画在答题纸上，在图上标答案)为了使II轴上蜗轮与斜齿轮的轴向力能相互抵消一部分，试确定：）蜗杆和蜗杆的螺旋线方向；）蜗杆的转向；）蜗轮和小斜齿轮在啮合点所受各分力的方向。解：（1）蜗轮2和蜗杆1的螺旋线方向均为右旋蜗杆1的转向为顺时针方向见图（2）相当于齿轮4为主动轮，蜗轮转向相反了，但蜗轮所受各分力方向不变10.图示手动提升结构，已知重物20KN，滚筒直径200mm，齿轮齿数z1=20，z2=60,蜗杆头数z3=1，蜗轮齿数z4=60，手柄的转动半径R=160mm，齿轮传动效率，蜗杆传动效

9、率，不计轴承效率，试求：(1)按顺时针转动手柄A能提升重物，设计蜗杆旋向（在图上画出）；(2)为使II轴轴向力小，合理确定斜齿轮1和2的旋向，画出齿轮1的受力方向；(3)求升起重物时作用在手柄上的驱动力F。解：（1）蜗杆应为右旋（2）见图。齿轮2为右旋。（3）11图示为一传动系统，已知动力从锥齿轮1输入，沃伦转向如图所示。试判断： (1) 指出蜗轮4的齿向及锥齿轮1的转动方向；(2) 标出锥齿轮1、2啮合处及蜗轮4、蜗杆3啮合处各个力的方向。解：（1）蜗轮4旋向为左旋，齿轮1转向箭头方向向右。（2）见图齿轮传动1图示为二级斜齿圆柱齿轮减速器，第一级斜齿轮的螺旋角的旋向已给出。(1)为使II轴轴

10、承所受轴向力较小，试确定第二级斜齿轮螺旋角的旋向，并画出轮2、轮3所受轴向力、径向力及圆周力的方向。(2)若已知第一级齿轮的参数为：，轮的传动功率，。试求轮所受各力的大小。解： (1)第二级齿轮传动中，3齿轮应为右旋，4齿轮应为左旋。 (2) 题1答图2图示二级标准斜齿圆柱齿轮减速传动，I轴为输入轴，III轴为输出轴。已知：高速级齿轮齿数z144，z2=94，模数；低速级齿轮z3=43，z4=95，模数，齿轮的螺旋角（左旋）。试确定：(1)齿轮1、2、3的齿轮旋向，使轴II上齿轮2、3的轴向力抵消一部分；(2)轴II上齿轮2、3的轴向力完全抵消时的螺旋角。（注：斜齿轮轴向力计算公式为，其中Ft

11、为圆周力）解：(1) 2、3轮为右旋，1轮为左旋； (2) 当 时，2、3轮轴向力完全抵消，则 3一单级标准直齿圆柱齿轮减速器，已知齿轮模数m=5mm，大小齿轮的参数分别为：齿数z1=25，z2=60，许用弯曲应力：，。试问：(1)哪个齿轮的弯曲疲劳强度高？(2)若算得小齿轮的齿根弯曲应力，判断两个齿轮的弯曲疲劳强度是否足够。(3)若，载荷系数，求由弯曲疲劳强度决定的减速器能传递的最大转矩。 附：25602.622.281.591.73解：(1) 小齿轮弯曲疲劳强度高。 (2) 两个齿轮的弯曲疲劳强度都足够。 (3) 由(1)知小齿轮弯曲疲劳强度高，应以大齿轮来计算最大转矩。4. 某齿轮变速箱

12、中有两对标准直齿圆柱齿轮、双联主动齿轮1、3可分别与从动齿轮2、4相啮合，各齿轮齿数如图所示，各齿轮的材料、热处理硬度、模数均相同，主动轮输入转矩不变。试问：(1)当两对齿轮接触宽度相同时，列式说明哪一对齿轮接触疲劳强度高。(2)当齿轮对1、的接触宽度时，且两对齿轮要求弯曲疲劳强度相等，齿轮对3、的接触宽度应为多少？附：两对齿轮的系数如下：弯曲载荷系数，接触载荷系数，；。30602.522.281.6251.73解：(1) 3、4齿轮对的接触疲劳度强度高。(2) 所以应以1、4轮来计算弯曲疲劳强度。 即 设有一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知齿轮的模数为m=5mm，小、大齿轮的参数分别为：齿形系数

13、，；应力校正系数，；许用应力，并算得小齿轮的齿根弯曲应力。试问：(1)哪一个齿轮的弯曲疲劳强度高？(2)两齿轮的弯曲疲劳强度是否均满足要求？解：(1) 小齿轮的弯曲疲劳强度较高。 (2) ,小齿轮的弯曲疲劳强度满足要求。 大齿轮的弯曲疲劳强度较高。图示为两级斜齿轮传动，由电机带动的齿轮转向及齿轮旋向如图所示，今欲使轴II轴向力完全抵消，试确定：(1)斜齿轮、轮齿的旋向；(2)斜齿轮、螺旋角的大小；(3)用图表示轴II上传动件受理情况（用各分力表示）。 题6图解： 右旋，左旋 ，则，即 见图。 题6答图两对相对啮合的标准直齿圆柱齿轮传动，已知齿轮的有关参数如下：(1)，齿宽，。(2)，齿宽，。设

14、传递的扭矩及其它工作条件相同，试比较各齿轮的齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度的情况如何（由高到低排出顺序）？解：齿面接触疲劳强度：(1)与(2)中心距相同，四个齿轮的接触应力相同，接触疲劳强度由定，从高到低为1、3、4、2。 齿根弯曲疲劳强度： 因为 因为(1)的模数比(2)的大,所以齿根弯曲疲劳强度由高到低为1、2、3、4。试按中心距a=150mm，齿数比3/2，选择一对m=4mm的标准直齿圆柱齿轮，组成单级减速箱的传动齿轮。(1)确定齿轮的齿数z1、z2；(2)若传递的转矩，求标准安装时啮合处的圆周力、径向力和法向力。解：(1) 所以 （2） 直齿锥齿轮传动如图所示。已知大端模数m=3mm，齿数z1=24，z2=48，齿宽b=25mm，小锥齿轮传递功率1=2KW，转速n1=160r/min。试求两齿轮作用力的方向和大小（用三个分力表示）。 题9图解： 方向如答图示。 题9答图10. 已知两级斜齿