1.图13-2所示为蜗杆起重装置,蜗杆转向如图所示。已知蜗杆头数z1=1,模数m=5mm,分度圆直径d1=50mm,传动效率η=0.40,卷筒直径D=400mm,起重G=6000N,作用在手柄的力F=250N,手柄半径l=200mm。试确定:
(1)蜗杆、蜗轮的螺旋线方向;
(2)该蜗杆的齿数z2。
(3)蜗杆所受的轴向力Fa1的大小和方向。
图13-2 蜗杆起重装置
【要点分析】 首先根据重物向上时蜗杆节点处的线速度方向(向左),分别用左右手沿蜗杆的转向n1试握,得出蜗杆、蜗轮的螺旋线方向均为右旋。再利用T2=T1iη求得i,从而求出z2。最后利用左、右手法则判断蜗杆的轴向力Fa1的方向,并求出Fa1的大小。
解 (1)蜗杆、蜗轮的螺旋线方向均为右旋。
(3)蜗杆所受的轴向力方向向右。
2.图13-3所示为斜齿圆柱齿轮-蜗杆传动,主动齿轮转动方向和齿轮的旋向如图所示,当要求蜗杆轴的轴向力最小时,试画出蜗轮的转向和作用在轮齿上的力(以三个分力表示),并说明蜗轮轮齿的螺旋线方向。
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图13-3 斜齿圆柱齿轮-蜗杆传动
【要点分析】 让同一轴上的从动斜齿轮和蜗杆的旋向相同,从而使二者的轴向力相互抵消或者部分抵消,详见图13-4,蜗轮左旋,顺时针转动。
图13-4 蜗轮转向和齿轮受力
3.图13-5所示为两种传动方案,你认为哪种方案较好?试说明原因。
图13-5 两种传动方案
(a)A方案;(b)B方案
解 B方案较好,原因如下。
(1)B方案中,带传动在高速级,其有效拉力Fe较小,要求带轮尺寸、预紧力均较小。而A方案与上述情况相反。
(2)B方案中,齿轮传动第一级小齿轮远离带轮,第二级大齿轮远离输出联轴器,使这两根轴的受扭段长,单位长度上的扭转变形小、扭转刚度大,载荷沿齿向分布均匀。而A方案与上述情况相反。
(3)B方案中,带传动的紧边在下,松边在上,有利于增大包角;而A方案中,带传动的紧边在上,松边在下,不利于增大包角。
(4)B方案中,带传动直接与电动机连接,因带传动有缓冲、吸振功能,故可降低齿轮传动的不平稳性,有利于电动机的工作;而A方案中,齿轮箱与电动机直接连接,齿轮传动的不平稳性将直接对电动机工作产生不利影响。
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