第十一节 蜗杆传动《机械基础》云南省（春季高考）机械类 知识点讲解

云南省（职教高考）机械类 知识点讲解 第十一节 蜗杆传动 【考情分析】 蜗杆传动是云南省中职职教高考机械类职业技能考试的重点考点，分值占比约 8%-12%。考查形式以选择题、判断题、计算题、简答题为主，常与齿轮传动、链传动进行对比考查。核心考点集中于传动比计算（蜗杆头数与蜗轮齿数的关系）、自锁性特点、材料匹配要求、失效形式与润滑。其中，传动比公式中“蜗杆头数Z₁”的应用、自锁性的条件与应用场景、蜗轮材料的选择为高频易错点，需重点掌握。 【学习目标】 · 理解蜗杆传动的工作原理，明确其属于交错轴齿轮传动，两轴通常空间交错90°。 · 熟练掌握蜗杆传动的传动比公式 i=n₁/n₂=Z₂/Z₁（区分蜗杆头数与齿数，避免混淆）。 · 识记蜗杆传动的优缺点，重点掌握自锁性的条件与应用价值。 · 掌握蜗杆与蜗轮的材料匹配原则，明确各自常用材料及选择原因。 · 理解蜗杆传动的主要失效形式，掌握对应的润滑要求与规范。 【考点梳理】 1. 基本组成与工作原理 组成：蜗杆、蜗轮，通常两轴空间交错90°。 工作原理：依靠蜗杆的螺旋齿与蜗轮的轮齿啮合传递运动和动力，属于交错轴齿轮传动。 传动比：i=n₁/n₂=Z₂/Z₁（Z₁ 为蜗杆头数，Z₂ 为蜗轮齿数），传动比大（单头蜗杆 i=Z₂，可达10~80）。 2. 蜗杆传动的特点 优点：传动比大，结构紧凑；传动平稳，噪声小；啮合面接触面积大，承载能力强；具有自锁性（单头蜗杆，导程角小，蜗轮不能带动蜗杆转动）。 缺点：传动效率低（有自锁性的蜗杆传动效率低于50%）；蜗轮齿面易磨损、胶合（摩擦发热大）；蜗轮需采用贵重的减摩材料（如青铜），成本高。 3. 蜗杆与蜗轮的材料匹配 蜗杆：采用碳钢或合金钢（如45钢调质、20Cr渗碳淬火），保证足够的强度和硬度。 蜗轮：采用锡青铜、铝青铜等减摩材料，降低磨损，提高传动效率。 4. 蜗杆传动的失效形式与润滑 主要失效形式：蜗轮齿面的磨损、胶合、点蚀，轮齿弯曲折断（较少见）。 润滑要求：因摩擦发热大，润滑至关重要，采用粘度大的润滑油，闭式蜗杆传动采用浸油润滑或喷油润滑，保证润滑油膜形成，减小磨损和胶合。 【例题】 1. 蜗杆传动中，两轴的空间位置关系通常是（）。 A. 平行 B. 相交90° C. 交错90° D. 任意角度 答案：C 解析：蜗杆传动属于交错轴齿轮传动，两轴通常空间交错90°，区别于平行轴的齿轮/链传动、相交轴的锥齿轮传动。 2. 某蜗杆传动装置，蜗杆头数 Z₁=2，蜗轮齿数 Z₂=40，则传动比 i 为（）。 A. 0.05 B. 20 C. 40 D. 80 答案：B 解析：传动比公式为 i=Z₂/Z₁，代入数据得 i=40/2=20，注意区分蜗杆“头数”与“齿数”，公式中用蜗杆头数而非齿数。 3. 蜗杆传动具有自锁性的条件是（）。 A. 多头蜗杆，导程角大 B. 单头蜗杆，导程角小 C. 多头蜗杆，导程角小 D. 单头蜗杆，导程角大 答案：B 解析：自锁性是单头蜗杆的特有优势，需满足导程角小的条件，此时蜗轮无法带动蜗杆转动，适用于起重、锁紧等场景。 4. 为降低磨损、提高传动效率，蜗轮通常采用的材料是（）。 A. 45钢 B. 20Cr合金钢 C. 锡青铜 D. 灰铸铁 答案：C 解析：蜗轮需采用减摩材料，锡青铜、铝青铜是常用选择；45钢、20Cr用于制造蜗杆，保证强度和硬度。 5. 蜗杆传动的主要缺点是（）。 A. 传动比小 B. 传动效率低 C. 无自锁性 D. 结构松散 答案：B 解析：蜗杆传动摩擦发热大，传动效率低（有自锁性时低于50%）；传动比大、结构紧凑是其优点。 6. 闭式蜗杆传动的润滑方式宜采用（）。 A. 脂润滑 B. 浸油或喷油润滑 C. 干摩擦 D. 定期涂抹润滑油 答案：B 解析：闭式蜗杆传动摩擦发热严重，需采用粘度大的润滑油，通过浸油或喷油润滑形成油膜，防止齿面胶合和磨损。 【高考题实战】 1. 某蜗杆传动中，蜗杆头数 Z₁=1，蜗轮齿数 Z₂=60，蜗杆转速 n₁=1200 r/min，则蜗轮转速 n₂ 为（）。 A. 20 r/min B. 60 r/min C. 1200 r/min D. 72000 r/min 答案：A 解析：根据传动比公式 i=Z₂/Z₁=60/1=60，再由 i=n₁/n₂ 得 n₂=n₁/i=1200/60=20 r/min，考查传动比公式的实际应用，需注意蜗杆头数与齿数的区分。 2. 下列关于蜗杆传动特点的描述，错误的是（）。 A. 传动比大，结构紧凑 B. 具有自锁性，可防逆转 C. 传动效率高，能耗小 D. 蜗轮材料成本较高 答案：C 解析：蜗杆传动摩擦发热大，传动效率低（有自锁性时低于50%），“传动效率高”为错误描述，其余选项均符合蜗杆传动的特点。 3. 蜗杆传动中，实现自锁性的关键条件是（）。 A. 蜗杆为多头，导程角大 B. 蜗杆为单头，导程角小 C. 蜗轮齿数多，模数大 D. 蜗轮材料为青铜 答案：B 解析：自锁性是单头蜗杆的特有属性，且需满足导程角小的条件，与蜗轮参数、材料无关，是高考高频考点。 4. 为保证蜗杆传动的使用寿命，蜗轮通常选用的材料是（）。 A. 铸铁 B. 碳钢 C. 合金钢 D. 锡青铜 答案：D 解析：蜗轮需具备减摩性，锡青铜是常用减摩材料；铸铁、碳钢、合金钢用于制造蜗杆，保证强度和硬度，考查材料匹配的核心考点。 5. 蜗杆传动的主要失效形式是（）。 A. 蜗杆齿面磨损 B. 蜗轮齿面胶合、磨损 C. 蜗杆弯曲折断 D. 蜗轮轮齿塑性变形 答案：B 解析：蜗杆传动摩擦发热大，蜗轮齿面易发生胶合、磨损，是主要失效形式；蜗杆强度高，弯曲折断少见，塑性变形多由过载导致，非主要失效形式。 6. 闭式蜗杆传动采用的润滑方式是（）。 A. 脂润滑 B. 浸油或喷油润滑 C. 干润滑 D. 定期滴油润滑 答案：B 解析：闭式蜗杆传动需有效散热和形成油膜，浸油或喷油润滑是标准方式；脂润滑适用于开式、低速场景，干润滑会导致严重磨损，均不符合要求。 7.某机械装置采用蜗杆传动，已知蜗杆头数 Z₁=2，蜗轮齿数 Z₂=80，蜗杆转速 n₁=960 r/min，求该传动的传动比 i 和蜗轮转速 n₂。 答案：① 传动比计算：根据公式 i=Z₂/Z₁，代入数据得 i=80/2=40；② 蜗轮转速计算：由 i=n₁/n₂ 变形得 n₂=n₁/i=960/40=24 r/min；③ 最终结果：传动比 i=40，蜗轮转速 n₂=24 r/min。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $