蜗杆传动
1．图示传动中，蜗杆传动为标准传动：m=5mm，d1=50mm，
z1=3(右旋)，z2＝40；标准斜齿轮传动：mn=5mm，z3=20，z4=50，要求使轴II的轴向力相互抵消，不计摩擦，蜗杆主动，试求： 1）斜齿轮3、4的螺旋线方向。 2）螺旋角?的大小。
解：1）斜齿轮3为右旋，斜齿轮4为左旋。 2）FT1a2?Ft1?2d 1F2T3a3?Ft3tan??dtan??2T2tan? 3d3T?，dmnz32?T1i13?cos? 因为 Fa2?Fa3，所以
2T12T2tan??cos?T1d?，d?T2sin? 1mnz31mnz3sin??T1mn5?20T?z3?mnz3??015.2d1d1i1?50?403?1
??8.626??8?37?37??
2．试分析图示二级蜗杆传动，已知蜗轮4螺旋线方向为右旋，轴I为输入轴，轴III为输出轴，转
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向如图示，为使轴Ⅱ、Ⅲ上传动件的轴向力能相抵
消，试在图中画出：
1）各蜗杆和蜗轮齿的螺旋线方向。 2）轴I、II的转向。
3）分别画出蜗轮2、蜗杆3啮合点的受力方向。 解：如图。 3、图示传动系统中，1、2为锥齿轮，3、4为斜齿轮，5为蜗杆，6为蜗轮，小锥齿轮为主动轮，转向如图所示（向右），为使轴Ⅱ、Ⅲ上传动件的轴向力能相抵消，试在图上画出各轮的转动方向、螺旋线方向及轴向力方向。
解： 4．图示为一开式蜗杆传动手动绞车机构。已知：m=10，d1?90mm，z1=1，z2=63，D=400mm。蜗杆蜗轮间当量摩擦系数f?=0.16（不计轴承摩擦损失），起重时作用于手柄之力F＝200N。求： 1）蜗杆分度圆导程角?，此机构是否自锁？ 2）起重、落重时蜗杆转向（各用一图表示）。 3）起重、落重时蜗杆受力方向（用三个分力表示）。 4）起重时之最大起重量及蜗杆受力（用三个分力表示），重物的重量为W。
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1）??arctanmz1d?arctan10?190?6.3402??6?20?25?? 1???arctanf??arctan0.16?905?25??，可以自锁。 2），3）如图示。 4）T1?FL?200?240?48000N?mm FT1d?2?48000t1?2?1066.7N 190F2T2a1?Ft2?d?Ft1?2tan(????)1066.7 tan(6.3402??9.90277?)?3864.6NW?Ft2d2Fa1d23864.6?63D?D??10400?6086.7N Fr1?Fa1tan??3684.6tan20??1406.7N
轴系
1、指出图示轴系的结构错误，齿轮采用油润滑，轴承为脂润滑（用笔圈出错误之处，并注明错误名称，不要求改正）。 1、答案：
1）缺挡油环；
2）套杯左端凸肩内径太小，拆卸外圈困难； 3）轴颈太大，内圈无法从右侧装入；
4）两外圈间缺套筒，右轴承外圈无轴向固定； 5）轴径太大； 6）弹性挡圈无法调整轴承间隙（改为圆螺母调整）； 7）缺调整垫片； 8）缺轴上配合零件的定位轴肩； 9）间隙太大； 10）精加工面过长，应加工成阶梯轴； 11）缺调整垫片。 2、指出图示轴系中的结构错误（用笔圈出错误之处，并简要说明错误的原因，不要求改正）。 2、答案： 1）弹性挡圈为多余零件； 2）装轴承段应无键槽； 3）轴肩太高，不便拆卸；
4）应无轴环，齿轮无法从右装入，改为套筒固定，或齿轮用过盈配合实现轴向固定； 5）应有键槽，周向固定； 6）此处应加工成阶梯轴； 7）端盖不应与轴接触；
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8）端盖密封槽形状应为梯形； 9）平键顶部与轮毂槽间应有间隙；
10）联轴器无轴向固定，且与端盖间隙太小，易接触；
11）轴端部与端盖间应有一定间隙； 12）应该有调整垫片。 3、指出下图中轴系的结构错误（用笔圈出错误之处，并简要说明错误原因，不要求改正）。 3、答案： 1）挡板与轴端应有间隙； 2）平键顶部与轮槽间应有间隙； 3）联轴器与端盖应不接触，轴应有定位台肩； 4）此处应加工成阶梯轴； 5）缺调整垫片；
6）轴的台肩应在轴套内；
7）轮毂挖槽太宽（此处轮毂不太宽，不必挖槽）； 8）箱体台肩应去掉；
9）轴台肩太高，不便于装拆；
10）一个轴上的两个键槽应在同一轴线上。
螺栓计算 1、如图所示为某受轴向工作载荷的紧螺栓联接的载荷变形图：（1）当工作载荷为2000N时，求螺栓所受总拉力及被联接件间残余预紧力。（2）若被联接件间不出现缝隙，最大工作载荷是多少？ 解：（1）螺栓刚度kb?tan30??0.57735，被联接件刚度kc?tan45??1，由图知预紧力F0＝4000 N。 螺栓所受总拉力 Fa?Fkb0?kFE?b?kc 4000?0.577350.57735?1?2000?4732N被联接件间剩余预紧力 FR?F0?kckFE?b?kc
4000?10.57735?1?2000?2732NFa和FR图示如下：
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4000NFE FFa R （2）被联接件不出现缝隙，需 FkcR?F0?kkFE?0 b?cFkb?kc0.57735?Emax≤kF10?1?4000?6309.4Nc 2．气缸盖联接结构如图所示，气缸内径D=250mm，为保证气密性要求采用12个M18的螺栓，螺纹内径15.294mm、中径16.376mm，许用拉应力???=120MPa，取剩余预紧力为工作拉力的1.5倍，求气缸所能承受的最大压强（取计算直径dc=d1）。 解：螺栓总拉力Fa≤????? ?d21/(4?1.3) 残余预紧力FR?1.5FE，FE为螺栓工作拉力。 Fa?FR?FE?1.5FE?FE?2.5FE，FE?Fa/2.5
FE≤???? ?d21/(4?2.5?1.3)????? ?d21/13?120? ?15.2942/13?6783N
汽缸压力为p
p?(n?FE?4)/( ?D2)≤12?6783?4/( ?2502)?1.658 MPa
3．图示一铸铁吊架用两只普通螺栓固定在梁上。吊
架承受的载荷FQ＝100000N，螺栓材料为5.8级，Q235，?S?400MPa，安装时不控制预紧力，取安全系数S?4，取剩余预紧力为工作拉力的0.4倍，试确定螺栓所需最小直径。 解：许用拉应力?????SS?4004?100MPa 2个螺栓，z＝2，每个螺栓的工作载荷
FQ10000E?Fz?2?5000 N 剩余预紧力FR?0.4FE?0.4?5000?2000 N 故得螺钉的总拉力
Fa?FE?FR?5000?2000?7000 N 按强度条件，螺栓小径
d1(或d1.3F?a4c)≥4? ????1.3?7000 ?100?10.764mm
4．如图刚性凸缘联轴器用6个普通螺栓联接。螺栓均匀分布在D?100mm的圆周上，接合面摩擦系数f?0.15，考虑摩擦传力的可靠性系数（防滑系数）C?1.2。若联轴器传递的转矩T＝150N.m，载荷较平稳，螺栓材料为6.8级，45钢，?S?480MPa，不控制预紧力，安全系数取S?4，试求螺栓的最小直径。
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解：许用拉应力?????SS?4804?120 MPa 设螺栓所需预紧力为F0，则
zFD0f2≥CT 即FCT1.2?1500000≥??4000N
zfD26?0.15?1002则螺栓小径d1.3F?04?1.31(或dc)≥4? ????4000 ?120?7.43mm 5．如图所示，一铸铁托架用4个普通螺栓固定在钢
柱上，已知静载荷FQ＝3kN，距离l=150mm，接合面摩擦系数f?0.2。螺栓取5.6级、35钢，
?S?300MPa，不控制预紧力，取安全系数S?4。铸铁的许用挤压应力??p??150MPa，螺栓的相对刚度
kbkk?0.3，考虑可靠性系数（防滑系数）
b?cC?1.2，试求螺栓所需最小直径。