机械设计-马雅丽-教学资料-8章.doc

8-12 图8-20所示为开式蜗杆-斜齿圆柱齿轮传动。已知蜗杆主动，螺旋方向为右旋，轴III的转向是顺时针。试在图中画出: (1)蜗杆的转向; (2)使?轴上两轮的轴向力抵消一部分时的齿轮3、4的螺旋线方向; (3)蜗轮2和齿轮3的受力图。 图8-20 解: (1)由轴III的转向n，判断出轴II的转向n。 IIIII 由蜗杆主动、蜗轮的转向n，判断出蜗轮的切向力Ft2(书上209页，从动轮的切向力II 方向与回转方向相同)，继而判断出蜗杆的轴向力Fa1(书上209页的式8-5，蜗杆的轴向力Fa1与蜗轮的切向力Ft2大小相同、方向相反)。 由蜗杆为右旋、蜗杆的轴向力Fa1判断出蜗杆的转向n(主动轮的轴向力用左右手定I 则)。继而判断出蜗杆的切向力Ft1(书上209页，主动轮的切向力方向与回转方向相反)、蜗轮的轴向力Fa2(Fa2与Ft1大小相同、方向相反)。 (2)题意要求?轴上两轮的轴向力抵消一部分，所以斜齿轮3的轴向力Fa3与蜗轮的轴向力Fa2方向相反。 由斜齿轮3的转向n、轴向力Fa3，判断出斜齿轮3为右旋(主动轮的轴向力用左右II 手定则)。则斜齿轮4为左旋。 斜齿轮3是主动轮，所以切向力Ft3的方向与回转方向n相反。 II (3)蜗轮2和齿轮3的轮齿受力，径向力都指向各自的轴线，切向力与轴向力已在前面的分析中给出。 8-21 图8-1所示两种传动方案是否合理，为什么, 工作机 a) b) 图8-1 解: a)传动方案不合理。蜗轮蜗杆的传动更平稳、噪声低，所以适合放在电动机端作减速动力传动(另外由于材料和结构上的原因，蜗轮轮齿的强度较低，放在高速端可以减小所受到的力矩)。 b)传动方案不合理。链传动不平稳、冲击与噪音大，所以不适宜高速传动，不应放在高速端。 8-13 图8-21所示为某起重设备的减速装置。已知各轮齿数Z=20，Z=60，Z=2，134Z=40，直径D =136mm。试分析: 5 (1)为使重物上升，轮1的转向(在图中标出); (2)设系统总效率0.8，为使重物上升，当轮1上输入力矩T1 =10 N?m时，可提升重物的重量是多少, (3)当提升或降下重物时，蜗轮齿面是单侧受载还是双侧受载, 图8-24 解: (1)为使重物上升，蜗轮的转向n5是逆时针，又因为蜗轮是从动轮，所以蜗轮的切向力Ft5指向右方，则蜗杆的轴向力Fa4指向左方。因为主动轮蜗杆是左旋，应用左手定则，判断出蜗杆的转向n4，即为周转轮系中的系杆H(行星轮2的轮轴)的转向。又因为内齿轮3不能转动，可以判断出中心轮1的转向n1如图所示: ,Z201,,-ZH13H1,,=，,=-0,(2)由 ，故:，所以ω= 4ω31 H ZZ，，20604-Z,,,11313H = 4ω 4 Z,4054=20,, ，ω= 20ω，所以ω= 4ω= 4×20ω= 80ω 4 51 455Z2,54 ,,T11,，，,,T=0Nm)T=T,,,5 ，所以 5511,5 D2T2640，5TG,GN,,,9411.8() ，所以 52D0.136 说明可提升重物的重量是9411.8 N。 (3)当提升或降下重物时，蜗轮齿面是单侧受载。 8-18 一蜗杆减速器，主动蜗杆转速n = 960 r/min，输入功率P = 3kW，载荷平稳。每天11 工作两班，每班工作8h，要求使用寿命为5年(每年按250个工作日计算)。模数m=6.3mm，直径系数q=10，蜗杆头数z =2，蜗轮齿数z = 30。蜗杆材料用45钢，调制处理，齿面硬12 度为300,320HBS。蜗轮齿圈材料用ZCuSn10Pb1，砂模铸造。减速器在自然通风良好的环境下工作。请验算该蜗杆副的承载能力，并计算减速器所需的散热面积。 解: 1. 蜗轮齿面的接触疲劳强度计算 根据书上206页闭式蜗杆副的设计准则，计算蜗轮齿面的接触疲劳强度。按照书上205页的表8-4，有 6.31063dmqmmmm,,，, 蜗杆分度圆直径1 z21,,,,: 蜗杆导程角arctanarctan11.3q10 dmzmmmm,,，,6.330189蜗轮分度圆直径 22 1) 蜗杆副的传动效率η 根据书上213页的式(8-16)，相对滑动速度 vdn,3.1463960/min，，mmr111 vms,,,,3.23/scoscos100060cos11.3，，:,, 查书上214页的表8-12，按照相对滑动速度、蜗轮齿圈为锡青铜，得到当量vms,3.23/s o摩擦角 ,,1.5V 蜗杆是主动轮，根据书上214页的式(8-18a)，啮合效率 otantan11.3, ,,,0.88,1oo，，tan()tan(11.31.5),,v 取搅油效率、轴承