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第八章蜗杆传动
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机械设计试题及答案第九章 蜗杆传动
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机械设计课程思考题和习题及答案
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机械设计课程思考题和习题及答案
官方公共微信1第十三章一、 选择题 13-1 当两轴线___时,可采用蜗杆传动. (1)平行 (2)相交 (3)垂直交错 13-2 在蜗杆传动中,通常____为主动件. (1)蜗杆 (2)蜗轮蜗杆传动(3)蜗杆或蜗轮都可以13-3 在蜗杆传动中,应用比较广泛的是____. (1)圆柱蜗
杆 (2)环面蜗杆 (3)锥蜗杆 13-4 根据蜗杆螺旋面的形成原理和加工方法,____磨削困难,精度较低. (1)阿基米德蜗杆 (2)渐开线蜗杆 (3)法向直廓蜗杆 13-5 阿基米德蜗杆的____模数,应符合标准数值. (1)法向 (2)端面 (3)轴向 13-6 在蜗杆传动中,当需要自锁时,应使蜗杆导程角____当量摩擦角. (1)小于 (2)大于 (3)等于 13-7 起吊重物用的手动蜗杆传动装置,应采用____蜗杆. (1)单头,小导程角 (2)单头,大导程角 (3)多头,小导程角 (4)多头,大导程角 13-8 在蜗杆传动中,如果模数和蜗杆头数一定,增加蜗杆分度圆直径,将使____. (1)传动效率提高,蜗杆刚度降低 和蜗杆刚度都提高 (2)传动刚度降低,蜗杆刚度提高 (3)传动效率(4)传动效率和蜗杆刚度都降低13-9 在蜗杆传动中,其它条件相同,若增加蜗杆头数,将使____. (1)传动效率提高,滑动速度降低 和滑动速度都提高 (2)传动效率降低,滑动速度提高 (3)传动效率(4)传动效率和滑动速度都降低13-10 计算蜗杆传动的传动比时,公式____是错误的. (1)i=ω1/ω2 (2)i=n1/n2 (3)i=d2/d1 (4)i=z2/z1 (2)mn1=mn2, α n1=α n2, γ=β (3)mx1=mt2, 13-11 阿基米德蜗杆和涡轮的正确啮合的条件是____. (1)mt1=mt2, α t1=α t2, γ+β=90° αx=αt2, γ+β=90° (1)涡轮齿数 (4) mx1=mt2, αx=αt2, γ=β (2)蜗轮分度圆直径 (3)蜗杆头数 (4)蜗杆分度圆直径13-12 为了减少蜗轮滚刀型号,有利于道具标准化,规定___为标准值. 13-13 为了凑中心距或改变传动比,可采用变位蜗杆传动,这时___. (1)仅对蜗杆进行变位 (1)分离 (1) 分离 (2)重合 (2)重合 (2)仅对蜗轮进行变位 (3)可能分离,也可能重合 (3)可能分离,也可能重合 (3)同时对蜗杆、 蜗轮进行变位 13-14 变位蜗杆传动中,蜗轮分度圆与节圆___. 13-15 变位蜗杆传动中,蜗杆分度圆和节圆___. 13-16 下列蜗杆副材料组合中,有___是错误或不恰当的.2(1)一组(2)二组(3)三组(4)四组 (3)轮齿折断和塑性变形 (2)涡轮齿面接触强度和蜗杆齿根抗 (4)涡轮齿面接触强度和抗弯强度 (2)防止润滑油温度过高而使润 (4)防止蜗杆蜗轮发生热变13-17 蜗杆传动的失效形式和齿轮传动相类似,其中___最易发生. (1)点蚀和磨损 (2)胶合和磨损 13-18 蜗杆传动中,轮齿承载能力的计算主要是针对___来进行的. (1)蜗杆齿面接触强度和涡轮齿根抗弯强度 弯强度 (3)蜗杆齿面接触强度和抗弯强度11-19 对闭式蜗杆传动进行热平衡计算,其主要目的是为了___. (1)防止润滑油受热膨胀后外溢,造成环境污染 滑条件恶化 (3)防止涡轮材料在高温下力学性能下降 形后,正确啮合受到破坏 二、分析与思考题 分析与思考题 13-20 按加工工艺方法不同,圆柱蜗杆有哪些主要类型?各用什么代号表示? 13-21 阿基米德蜗杆和圆弧圆柱蜗杆的轴向齿廓、 渐开线蜗杆的端面齿廓及法向直廓 蜗杆的法向齿廓分别是什么形状? 13-22 与齿轮传动相比,蜗杆传动有哪些优点? 13-23 查阅资料统计一下,到目前为止,国家标准总局发布了哪些有关蜗杆传动的国 家标准?查阅 GB10089―88,了解圆柱蜗杆、涡轮的精度. 13-24 一把模数为 m=5mm,齿形角α=20°的齿轮滚刀,能否加工模数为 m=5mm,压力角 α=20°的各种螺旋角、 各种齿数的齿轮? 一把模数为 m=5mm,齿形角α=20°,分度圆直径 d=40mm,头数 z=2 的右旋蜗轮滚刀,能否加工模数为 m=5mm,压力角α=20°的各种螺旋角、 各种齿数的齿轮?为什么? 13-25 为了提高涡轮的转速,可否改用相同尺寸的双头蜗杆来代替单头蜗杆,与原来 的蜗轮相啮合?为什么? 13-26 简述蜗杆传动变位的目的、特点和几何尺寸计算. 13-27 为什么蜗杆传动比不能写成 i=d2/d1? 13-28 分析影响蜗杆传动啮合效率的几何因素. 13-29 阿基米德蜗杆传动的标准模数 m 和标准压力角α在什么面内?在这个面内,阿 基米德蜗杆传动有什么特点?查阅 GB10087―88,了解我国蜗杆传动标准压力角的数值. 13-30 查阅 GB10085―88,了解蜗杆传动尺寸规格的标记方法.现有一阿基米德蜗杆 传动,模数 m=10mm,压力角α=20°,蜗杆分度圆直径为 d1=90mm,蜗杆头数 z1=1,右旋,涡轮 齿数 z2=81.写出蜗杆、蜗轮以及蜗杆传动的尺寸规格标记.313-31 查阅 GB10085―88,解释下列尺寸规格标记的含意: 蜗杆 ZA10×90L6×25° 蜗轮 ZA10×31×25° 蜗杆传动 ZA10×90L6×25°/31 13-32 标出各图中未注明的蜗杆或蜗轮的转动方向及螺旋线方向,绘出蜗杆和涡轮在 啮合点处的各分力方向(均为蜗杆主动).13题 13-32 图13题 13-33 图13-33 在图示传动系统中,1、5 为蜗杆,2、6 为蜗轮,3、4 为斜齿圆柱齿轮,7、8 为直 齿锥齿轮.已知蜗杆 1 为主动,锥齿轮 8 转动方向如图.为使各中间轴上齿轮的轴向力能互 相抵消一部分 (1)标出蜗杆 1 的转动方向. (2)标出斜齿圆柱齿轮 3、4 和蜗轮 2、6 的螺旋线方向. 13-34 图示斜齿圆柱齿轮―圆柱蜗杆传动.已知蜗杆传动的效率η,蜗杆传动的传动 比 i,斜齿轮 2 的分度圆直径 d2 和涡轮 4 的分度圆直径 d4.不计斜齿轮传动的功率损耗,为 使蜗杆轴上的轴向力最小 (1)确定斜齿轮 1、2 的螺旋线方向. (2)确定涡轮 4 的转动方向. (3)标出斜齿轮 2 和蜗杆 3 的各分力. (4)证明: Ft 4 =id 2η Ft1 ( Ft 为切向力) d413题 13-34 图413-35 写出涡轮轮齿的齿面接触疲劳强度计算公式,并说明式中各符号的意义. 13-36 在阿基米德蜗杆传动中,若蜗杆分度圆直径 d1,模数 m,材料的许用应力及工况 等均保持不变,仅将涡轮齿数由 z2=60 增加到 z2′=66,则按接触疲劳强度条件考虑,传动的 承载能力将变为原来的多少倍? 13-37 为什么连续传动的闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算?可采用哪些措施来改善 散热条件? 13-38 写出蜗杆传动的热平衡条件式,并说明各符号的意义. 13-39 如何选择闭式蜗杆传动的润滑方式和润滑剂?对于钢制蜗杆―青铜蜗轮的蜗杆 传动,选择润滑油时应注意什么问题? 13-40 对蜗杆、 涡轮材料的主要要求是什么?有哪些常用材料?如何选择蜗杆传动副的 材料及相应的热处理方法? 13-41 蜗杆、蜗轮的结构形式有哪些?其选用原则是什么? 三、设计计算题 设计计算题 13-42 一标准阿基米德蜗杆传动,测得蜗杆齿顶圆直径 da1=49,95mm,蜗杆头数 z1=1,右 旋,涡轮齿数 z2=62,蜗轮喉圆直径 da2=159.89mm.计算该传动的模数、蜗杆分度圆直径 d1、 蜗轮分度圆直径 d2、蜗杆导程角γ及中心距 a,并写出该蜗杆传动尺寸规格的标记. 13-43 一标准蜗杆传动 ZA5×50R2/40.计算: (1)蜗杆齿顶圆直径 da1、齿根圆直径 df1、轴向齿距 px 及导程角γ. (2)涡轮的分度圆直径 d2、喉圆直径 da2、齿根圆直径 df2. (3)中心距 a. 13-44 一标准蜗杆传动 ZA10×90R2/47. (1)求传动比 i 和中心距 a. (2)其它参数不变,改变涡轮齿数,使传动比改为 i=24,求涡轮齿数 z2′和变位系数. (3)计算变位后的蜗杆分度圆直径 d1、节圆直径 d1′、齿顶圆直径 da1、齿根圆直径 df1. (4)计算变位后的蜗轮分度圆直径 d2、 节圆直径 d2′、 喉圆直径 da2 和齿根圆直径 df2. 13-45 一变位蜗杆传动。 已知模数 m=8mm,蜗杆分度圆直径 d1=80mm,蜗杆头数 z1=4,中 心距 a=225mm,变位系数 x=-0.375.求传动比并计算蜗杆的节圆直径、 齿顶圆直径、 齿根圆 直径及涡轮的分度圆直径、节圆直径、喉圆直径、齿根圆直径. 13-46 一标准蜗杆传动 ZA5×50R4/53. (1)求传动比 i 和中心距 a. (2)其它参数不变,使中心距改为 a1=160mm,求变位系数. (3)计算变位后的蜗杆分度圆直径、节圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径. (4)计算变位后的蜗轮分度圆直径、节圆直径、喉圆直径和齿根圆直径. 13-47 一标准蜗杆传动 ZA5×50R1/80.已知涡轮转速 n2=20r/min,求啮合点处的相对 滑动速度. 13-48 一标准阿基米德蜗杆传动,已知蜗杆头数 z1=1,模数 m=4mm,导程角γ=5°42′ 38″,转速 n1=1000r/min.求啮合点处的相对滑动速度.513-49 有一由淬火钢制蜗杆和锡青铜涡轮组成的闭式蜗杆传动.已知蜗杆 ZA2.5× 45R1,转速 n1=1300r/min.求蜗杆导程角γ、啮合点处的相对滑动速度υs、当量摩擦角ρ0 和啮合效率η1. 13-50 有一由淬火钢和锡青铜涡轮组成的闭式蜗杆传动 ZA8×80R2/31.已知蜗杆轴 转速 n1=960r/min,蜗轮轴输出转矩 T2=1.5×10 N?mm,每年工作 300 天,两班制.若工业用 电按每千瓦小时 0.25 元计算,不计轴承和搅油功率损耗,该传动 3 年内用于功率损耗而支 付的电费是多少? 13-51 图示涡轮滑车.已知蜗杆传动 ZA5×90R1/62,起重量为 2t,卷筒直径 D=145mm, 蜗杆传动当量摩擦系数μυ=0.1,轴承和链的功率损失为 5%,加在链上的作用为 F=400N,求 链轮直径 D′并验算蜗杆传动是否自锁.613题 13-51 图13题 13-52 图13-52 图示圆柱蜗杆―斜齿圆柱齿轮传动.已知蜗杆传动 ZA10×90R2/31,传动效率 η=0.8;斜齿圆柱齿轮齿数 z3=24,z4=72,模数 mn=6mm,螺旋角β=16°15′37″;Ⅰ轴输入功 率 P1=10KW,转速 n1=970r/min,方向如图.不计斜齿轮传动及轴承的功率损耗,为使蜗轮 2 与斜齿轮 3 的轴向力互相抵消一部分 (1)确定斜齿轮 3、4 的转动方向和螺旋线方向. (2)计算并标出蜗轮 2 和斜齿轮 3 在啮合点处的各分力. 13-53 验算闭式蜗杆传动 ZA6.3×63R1/41 的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度.已知蜗 杆由电动机直接驱动,输入功率 P1=3KW,转速 n1=1430r/min,载荷稳定,单向转动,预期寿命 Lh=13000h.蜗杆用 45 钢表面淬火,齿面硬度约为 45HRC,并磨光并抛光;涡轮用 ZCuSn10Pb1 金属模铸造,传动润滑良好. 13-54 计算闭式蜗杆传动 ZA5×90R1/62 的使用寿命.已知蜗杆轴输入功率 P1=2.2KW, 转速 n1=960r/min,连续双向工作,载荷平稳.蜗杆用 45 钢表面淬火,齿面硬度大于 45HRC, 经磨光并抛光,涡轮用 ZCuSn10Pb1 砂模铸造. 13-55 计算蜗杆传动 ZA8×80R2/40 所能传递的最大输入功率 P1.已知蜗杆由电动机 直接驱动,转速 n1=1450r/min,单向转动,载荷平稳,预期寿命 Lh=7200h.蜗杆用 45 钢表面淬 火,齿面硬度大于 45HRC,经磨光并抛光,涡轮用 ZCuSn10Pb1 砂模铸造.润滑良好. 13-56 设计一由电动机直接驱动的闭式单级阿基米德蜗杆传动.已知电动机功率6P1=7KW, 转 速 n1=1440r/min, 蜗 轮 轴 转 速 n2=72r/min, 载 荷 平 稳 , 单 向 转 动 , 预 期 寿 命 Lh=20000h. 13-57 设计一起重设备用的阿基米德蜗杆传动.载荷有中等冲击,蜗杆轴由电动机驱 动.传递功率 P1=10.3KW,蜗杆轴转速 n1=1470r/min,蜗轮轴转速约为 n2=118r/min,短期最 大载荷为额定载荷的 2 倍,间隙工作,每天工作以 2h 计算,每年工作 300 天,要求使用寿命 为 10 年. 13-58 一涡轮减速器输入功率 P1=10KW,减速器效率η=0.76,散热面积 A=3.5m ,散热 系数 K=13W/(m ?℃),环境温度 t0=20℃,允许油温 tmax=70℃,试校核该减速器在连续工作 时油温是否在允许值内.若超过允许值,应采取什么措施? 13-59 编制选择蜗杆副材料和计算许用应力的程序. 要求:(1)为方便用户,人机对话应用汉字提示. (2)蜗杆副材料及适用场合应以菜单形式在屏幕上显示,以便用户选择. (3)当输入错误时,应有音像报警并要求重新输入. 13-60 编制根据传动比或蜗杆、 涡轮的转速确定蜗杆头数及涡轮齿数并估取效率η的 程序. 要求:(1)人机对话用汉字提示. (2) 当输入错误时,应有音像报警并要求重新输入. 13-61 编制计算载荷系数 K 的程序. 要求:同题 13-60. 13-62 编制根据涡轮齿数 z2 和蜗杆导程角γ确定涡轮齿形系数 TF 和螺旋角系数 YF 的 程序. 要求: 同题 13-60. 13-63 编制根据 m d1 值确定模数 m 和蜗杆分度圆直径 d1 的程序. 提示:简化 GB10085―88 中的蜗杆基本尺寸和参数表,并将其存入数据文件或数据库. 要求:同题 13-60. 13-64 根据题 13-59 至题 13-63,编制蜗杆传动的设计计算程序. 四、结构设计题 结构设计题 13-65 蜗杆螺旋部分的直径一般与轴径相差不大,所以常和轴做成一体,称作蜗杆轴. 图为蜗杆轴的几种常见结构.试说明哪种蜗杆轴可以车制,哪种可以铣制? 13-66 在题 13-65 图中,哪种蜗杆轴刚度最差?为了提高蜗杆的刚度,应调整哪些参 数? 13-67 蜗轮常用的结构形式有哪些?各适用于什么场合? 13-68 比较图示两种齿圈压配式涡轮结构,那种结构合理些?为什么? 13-69 在齿圈压配式涡轮结构中,蜗轮圆周力靠配合面摩擦力传递.但在一般的这类 结构中,通常还要沿配合面拧入 4～8 各螺钉(见题 13-68 图),为什么?螺钉中心线的位置应 在何处?为什么? 13-70 比较图示两种螺栓联接式涡轮结构,哪种结构合理些?为什么?在合理的结构中, 涡轮适合承受哪个方向的轴向力?2 2 2713题 13-65 图13题 13-68 图13题 13-70 图13-71 在螺栓联接式涡轮结构中,应用较多的是普通螺栓连接,还是铰制孔螺栓连接? 螺栓的直径和数目如何确定? 13-72 说明图中安装在蜗杆轴两端的零件 1 有何作用.13题 13-72 图
贵州大学机械设计课程教案
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重庆理工大学机械设计期末复习题
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