起重卷筒[1]用蜗杆传动,测得中心距为125mm,模数为5mm,z1=1,z2=40,D=140mm,L=100mm,当量摩擦系数v=0.18,手推力F=200N(忽略轴承摩擦)问:1)在图中画出起吊重物时手柄转向、蜗轮所受三个分力方向,以及蜗轮齿旋向。2)此机构能否自锁?为什么?3)计算蜗轮上三个分力的大小。

步骤 1：确定蜗杆和蜗轮的旋向
根据题目中给出的参数，z1=1，z2=40，模数m=5mm，中心距a=125mm。由于蜗杆的齿数z1=1，可以确定蜗杆为单头蜗杆。根据蜗杆传动的自锁条件，蜗杆的导程角y和当量摩擦角φv的关系为y<φv。当量摩擦角φv=arctan(μ)，其中μ为当量摩擦系数。因此，需要计算蜗杆的导程角y和当量摩擦角φv，以判断是否满足自锁条件。
步骤 2：计算蜗杆的导程角y
蜗杆的导程角y可以通过以下公式计算：y=arctan(mz1/d1)，其中d1为蜗杆的分度圆直径，可以通过中心距a和蜗轮的分度圆直径d2计算得到。d2=mz2，因此d1=2a-d2。将已知参数代入计算得到d1和y。
步骤 3：计算当量摩擦角φv
当量摩擦角φv=arctan(μ)，其中μ为当量摩擦系数。将已知的当量摩擦系数代入计算得到φv。
步骤 4：判断是否满足自锁条件
比较导程角y和当量摩擦角φv，如果y<φv，则满足自锁条件，否则不满足自锁条件。
步骤 5：计算蜗轮上三个分力的大小
根据题目中给出的手推力F=200N，可以计算出蜗杆上的转矩T1=FL，其中L为手柄的长度。根据蜗杆传动的效率，可以计算出蜗轮上的转矩T2。根据蜗轮的分度圆直径d2，可以计算出蜗轮上的轴向力Fa2和径向力Fn2。根据蜗轮的螺旋角α，可以计算出蜗轮上的圆周力Ft2。