解题分析：
1）Ⅰ、Ⅱ轴的转动方向nⅠ、nⅡ一见题图解所示，
2）齿轮1、2和蜗杆3螺旋线方向：齿轮1——左旋；齿轮2——右旋；蜗杆3——右旋，
3）Ft3=2T3/d3 N；Fr3=–Fr4= Ft4tan α= (2T4/d4)tanα N; Fa3=–Ft4=2T4/d4 N;
4）Ⅱ轴上齿轮2与蜗杆3受力见题解图所示。
8. 在图示传动系统中，1为蜗杆，2为蜗轮，3和4为斜齿圆柱齿轮，5和6为直齿锥齿轮。若蜗杆主动，要求输出齿轮6的回转方向如图所示。试决定：
1）若要使Ⅰ、Ⅱ轴上所受轴向力互相抵消一部分，蜗杆、蜗轮及斜齿轮3和4的螺旋线方向及Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴的回转方向（在图中标示）；
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2）Ⅱ、Ⅲ轴上各轮啮合点处受力方向（Ft、Fr、Fa在图中画出）。
解题分析：
1）各轴螺旋线方向：蜗杆1——左旋；蜗轮2——左旋； 斜齿轮3——左旋；斜齿轮4——右旋， Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴的回转方向：Ⅰ轴nⅠ——逆时针；Ⅱ轴nⅡ——朝下↓；
Ⅲ轴n↑、Ⅲ
2）Ⅱ、Ⅲ轴上各轴受力方向见题解图所示。
9 已知一闭式单级普通蜗杆传动，蜗杆的转速n1=1440r/min，传动i=24，Z1=2，m=10mm，q=8，蜗杆材料为45号钢表面淬火，齿面硬度为50HRC，蜗轮材料为ZCuSn10P1，砂模铸造。若工作条件为单向运转，载荷平稳，使用寿命为2400h。试求：蜗杆能够传递的最大功率P1。（要点提示：因为蜗杆传动的承载能力主要取决于蜗轮齿面接触强度，故可σH≤σ
HP求解
P1。即：首先根据
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?H?ZEP1?9KAT2??HP22md1Z2md1Z??HP?求出T2?9KA??ZE222?T2?T?；再由求T1；然后由1?i??2T1n1求得P1）
9.55?106md1Z??HP?解答：1）求T2：T2?9KA??ZE222??? ?2式中：d1?qm?10?8mm?80mm
Z2?iZ1?24?2?48
KA——因载荷平稳，取KA=1
?ZN ZE——青铜蜗轮与钢制蜗杆配对ZE =160MPa，?HP??HP?——根据蜗轮材料为ZCuSn10P1砂模铸造，由表查得?HP?=200MPa ?HPN2?60n2Lh?60n11440Lh?60??24000?8.64?107 i24?HP710710??8??8?ZN?HP?HP?200MPa 7N28.64?10T2max2??HPm2d1Z2??T2?9KA??ZE?102?80?482?152.74????N?mm ??9?1160???22=1866 360.608 N?mm
2）求T1：T1?T2,i???(0.95~0.96)tan?
tan(???v)tan ?=Z1/q=2/8=0.25 ?=arc tan 0.25=14.036°
vs?v1?d1n1??80?1440??m/s?6.217m/s cos?60000cos14.036?60000cos14.036?由表查得 ?v?1?10??1.172?
??0.95tan?tan14.036??0.95?0.8736
tan(???v)tan(14.036??1.172?)T1max?T2max1866360.608?N?mm?89016.74N?mm i?24?0.8736T1max89016.74?1440?kW?13.42249.55?1069.55?10613
3）求P1：P1max?
kW
10 . 分析与思考：为什么闭式蜗杆传动的工作能力主要取决于蜗轮轮齿面接触强度，而不取决于蜗杆？
答：蜗轮相当于斜齿轮，且蜗轮材料的机械强度比钢制蜗杆强度低，故闭式蜗杆传动的主要失效形式为蜗轮齿面疲劳点蚀，其承载能力主要取决于蜗轮齿面接触强度。
11 图示为带工运输机中单级蜗杆减速器。已知电动机功率P=7.5kW，转速n1=1440r/min，传动比i=15，载荷有轻微冲击，单向连续运转，每天工作8小时，每年工作300天，使用寿命为5年，设计该蜗杆传动。
解答：
1．选择蜗杆蜗轮的材料
蜗杆材料：45号钢，表面淬火，齿面硬度为45~55HRC。
蜗轮材料：
2因Vs估=（0.02~0.03）3P1n1
2=（0.02~0.03）37.5?1440
=4.9922~7.4883m/s>4m/s,
故选铸锡青铜ZCuSN10P1砂模铸造。 2．确定主要参数
选择蜗杆头数Z1：因i=15，带式运输机无自锁要求，可选Z1=2 蜗轮齿数Z2=i Z1=15×2=30 3．按齿接触强度条件进行设计计算 1）作用于蜗轮上的转矩T2
T1=9.55×106 P1/n1= 9.55×106 ×7.5/1440 N·mm=4.974×104 N·mm 因Z2=2，初估?估=0.8
T1=T1i?=4.974×104×15×0.8n N·mm=5.9688×105 N·mm
2)确定载荷系数KA：固原动机为电动机，载荷有轻微冲击，故取KA=1.25
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3）确定弹性影响系数ZE：青铜蜗轮与钢制蜗杆相配，ZE=160MPa
?4）确定许用应力?HP：?H?ZN?HP
N2=60n2Lh?60?n11440?5?300?8?60??1200?6.912?107 i15771010ZN?82?8?0.7853 7N6.912?10?基本许用接触应力?HP=MPa，?HP?200?0.7853?157.06 MPa
5）确定模数m和蜗杆直径d1
(m2d1)CD?ZE?9KAT2??Z??2HP?160?5?3??9?1.25?5.9688?10mm?7742.939????30?157.06??22mm3
由表查得m=8mm，d1=140mm，q=17.5时，其m2d1=8960mm3>(m2d2)CD =7742.939mm3, 但仅适用于Z1=1，故取m=10mm，d1=90mm，q=9，其m2d1=9000mm3
6）计算中心距α
11α=m(q?Z2_??10?(9?30)mm?195mm
224．传动效率及热平衡计算 1）求蜗杆导程角?：??arctanZ12?arctan?12.5288? q92）滑动速度Vs：vs?v1?d1n1??90?1440??m/s cos?6000cos12.528?6000cos12.528?=6.9514 m/s
3）确定?V：由表查得?V=1?7??1.12? 4）计算?：??(0.95~0.96)tan?tan12.5288? ?(0.95~0.96)tan(???v)tan(12.5288??1.12?)=0.8693~0.8785, 取?=0.87
5）确定箱体散热面积A：A=9×10-5α
1.88
=9×10-5×1951.88m2=1.81764 m2
6）热平衡计算：取环境温度t0=20℃，散热系数Kt=15W/（m2·℃），达到热平衡
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