时的工作油温：t1?1000P1000?7.5?(1?0.87)1(1??)?t0??20? 35.762+20=55.761℃
K1A15?1.81764<60℃，结论：蜗杆传动的参数选择合理。
5．蜗杆结构设计及工作图绘制（略）
12. 分析与思考：为什么闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算？如不满足热平衡条件，可采取哪些措施以降低其温升？
答：因为蜗杆传动在其啮合平面间会产生很大的相对滑动速度，摩擦损失大，效率低，工作时会产生大量的热。在闭式蜗杆传动中，若散热不良，会因油温不断升高，使润滑失效而导致齿面胶合。所以，闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算，以保证其油温稳定在规定的范围内，即：要求达到热平衡时的工作油温t1≤06℃~70℃，如不满足热平衡条件可采取以下的措施降低其温升：1）在箱体外壁增加散热片，以增大散热面积；
2）在蜗杆轴端设置风扇，以增大散热系数；
3）若上述还不能满足热平衡条件，可在箱体油池中装设蛇形冷水管，或采用压力喷油循环润滑。
16
13. 分析与思考：在蜗杆蜗轮机构中，若蜗杆为主动件且其转向已知时，从动蜗轮的转向如何决定。
答：从动蜗轮的转向主要取决于蜗杆的转向和旋向。可用左、右手法则来确定，右旋用右手判定，左旋用左手判定。图示蜗杆1为左旋蜗杆，用左手四指沿蜗杆转向n1的方向弯曲，则拇指所指方向的相反方向就是蜗轮上啮合点处的线速度方向，即蜗轮2以n2逆时针方向转动。同理，可确定蜗轮3的转向n3：↑。
14. 一带式运轮机用阿基米德蜗杆传动，已知传递功率P1=8.8kW, n1=960r/min, 传动比i=18，蜗杆头数z1=2，直径系数q=8，蜗杆导程角??14?2?10??，蜗轮端面模数m=10mm，
蜗杆主动时的传动效率?=0.88，蜗杆为左螺旋，转动方向如图a所示。
（1）试在图上标出蜗轮的转向及各力的指向。
（2）列式计算蜗杆与蜗轮各自所受到的圆周力Ft、轴向力Fa、径向力Ft（单位为N）。解题要点：
（1）蜗轮旋转方向及各力指向如图b所示。 （2）各分力大小的计算如下：
17
1）计算蜗杆与蜗轮所传递的转矩T1、T2。
T1?9.55?106P8.81?9.55?106?87542n1960N?mm
T2?9.55?106P8.81??9.55?106?0.88?1386660n1/i960/18N?mm
2）计算蜗杆、蜗轮分度圆直径d1、d2
d1?mq?10?8mm?80mmd2?mz2?mz1i?10?2?18mm?360mm
3）计算Ft、Fa、Fr
Ft1?Fa2?2T12?87542??2189d1802T22?1386660??7704d2360N
Fa1?Ft2?N
15. 一单头蜗杆传动，已知蜗轮的齿数z2=40，蜗杆的直径系数q=10，蜗轮的分度圆直径d2=200mm。试求：
（1）模数m、轴向齿距pa1，蜗杆分度圆直径d1，中心距α及传动i12。 （2）若当量摩擦系数fv=0.08，求蜗杆、蜗轮分别为主动件时的效率?及??。 （3）若改用双头蜗杆，其?、??又为多少？ （4）从效率?与??的计算中可得出什么结论？ 解题要点：
（1）模数 m?d2/z2?200/40?5 mm （2）齿距 pａ1??m???5?15.708 mm （3）蜗杆分度圆直径 d1?mq?5?10?50 mm （4）传动比 i12?z2/z1?40/1?40
（5）中心距 α=0.5m(q?z2)?0.5?5?(10?40)?125 mm （6）计算效率如下： 1）单头蜗杆传动
18
tan??z11??0.1 q10??arctan0.1?5?42?38?? ?v?arctanfv?arctan0.08?4?34?26??
蜗杆为主动时
??0.955tan?tan5?42?38???0.955??0.526
tan(???v)tan(5?42?38???4?34?26??)蜗轮为主动时
???0.955tan(???v)tan(5?42?38???4?34?26??)?0.955??0.1898
tan?tan5?42?38??2）双头蜗杆传动
tan??z11??0.2 q10??arctan0.2?11?18?35?? 蜗杆为主动时
??0.955tan?tan11?18?35???0.955??0.67
tan(???v)tan(11?18?35???4?34?26??)蜗轮为主动时
???0.955tan(???v)tan(11?18?35???4?34?26??)?0.955??0.546
tan?tan11?18?35??（7）通过对不同头数的蜗杆主动或是蜗轮主动时的效率计算，可知： 1）双头蜗杆的效率比单头蜗杆高；
2）相同条件下蜗杆主动的效率比蜗轮主动时的效率高。
16. 图示为双级蜗杆传动。已知蜗杆1、3均为右旋，轴I为输入轴，其回转方向如图示。试在图上画出：
（1）各蜗杆和蜗轮的螺旋线方向；
19
（2）轴Ⅱ和轴Ⅲ的回转方向； （3）蜗轮2和蜗杆3所受的各力。
解题要点：
（1）因蜗杆和蜗轮的螺旋线方向相同，故蜗杆1、3的导程角?及蜗轮2、4的螺旋角?相同，且蜗杆与蜗轮的螺旋线均为右旋。
（2）轴Ⅱ的回转方向即为蜗轮2的回转方向n2；同理轴Ⅲ的回转方向为n4（图b）。 （3）蜗轮2和蜗杆3所受各力示于图b。
17. 蜗杆传动具有哪些特点？它为什么要进行热平衡计算？热平衡计算不合要求时怎么办？
解题要点：
蜗杆传动具有传动比大、结构紧凑、传动平稳、噪声低和在一定条件下能自锁待优点而获得广泛的应用。但蜗杆传动在啮合平面间将产生很大的相对滑动，具有摩擦发热大，效率低等缺点。
正是由于存在上述的缺点，故需要进行热平衡计算。当热平衡计算不合要求时，可采取如下措施：
（1）在箱体外壁增加散热片，以增大散热面积； 2）在蜗杆轴端设置风扇，以增大散热系数；
20
机械设计蜗杆习题与参考答案
