項目八 螺紋連接與螺旋傳動

1、新世紀高職高專機電類課程規(guī)劃教材大連理工大學出版社項目八螺紋連接和螺旋傳動螺紋連接和螺旋傳動螺紋基礎知識螺紋基礎知識.1螺紋連接的基本類型、預緊和防松螺紋連接的基本類型、預緊和防松.2螺旋傳動的應用形式螺旋傳動的應用形式.項目八螺紋連接和螺旋傳動螺紋連接和螺旋傳動在實際生活中經(jīng)常見到螺紋連接和螺旋傳動，那么其工作原理是什么？有哪些類型? 應用在什么地方?下一頁下一頁上一頁上一頁目目 錄錄8.螺紋基礎知識螺紋基礎知識1.螺紋的形成p8.1.1螺紋的形成、類型與參數(shù)螺紋的形成、類型與參數(shù)把一銳角為的直角三角形繞到一直徑為d 的圓柱體上，繞時底邊與圓柱底邊重合，則斜邊就在圓柱體上形成一條空間螺旋線。

2、如用一個平面圖形K（如矩形），使其一邊與圓柱母線重合，沿螺旋線運動并使K平面始終通過圓柱體軸線，這樣就構(gòu)成了矩形螺紋，如圖所示。螺紋的形成下一頁下一頁上一頁上一頁目目 錄錄8.螺紋基礎知識螺紋基礎知識p8.1.1螺紋的形成、類型與參數(shù)螺紋的形成、類型與參數(shù)在通過螺紋軸線的剖面上，螺紋的輪廓形狀稱為螺紋牙型。按牙型不同，螺紋分為三角形螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋，如圖所示所示。螺紋牙型下一頁下一頁上一頁上一頁目目 錄錄8.螺紋基礎知識螺紋基礎知識3螺紋的主要參數(shù)p8.1.1螺紋的形成、類型與參數(shù)螺紋的形成、類型與參數(shù)以圖所示的圓柱普通螺紋為例說明螺紋的主要幾何參數(shù)。大徑d（D）：螺紋的最

3、大直徑，在標準中也稱為公稱直徑。 小徑d1(D1)：即螺紋的最小直徑。中徑d2：在軸向剖面內(nèi)牙厚與牙間寬相等處的假想圓柱體的直徑，近似等于螺紋的平均直徑d20.5(d+d1)。 螺距P：相鄰兩牙在中徑圓柱體的母線上對應兩點間的軸向距離。圓柱螺紋的主要參數(shù)下一頁下一頁上一頁上一頁目目 錄錄8.螺紋基礎知識螺紋基礎知識p8.1.1螺紋的形成、類型與參數(shù)螺紋的形成、類型與參數(shù)導程（S）：同一螺旋線上相鄰兩牙在中徑圓柱體的母線上的對應兩點間的軸向距離。線數(shù)n：螺紋螺旋線數(shù)目，一般為便于制造n4 導程、 螺距、線數(shù)之間關系：S =nP 螺旋升角：中徑圓柱上，螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面的夾角 牙型

4、角：螺紋牙型兩側(cè)邊的夾角。圓柱螺紋的主要參數(shù)下一頁下一頁上一頁上一頁目目 錄錄8.螺紋基礎知識螺紋基礎知識1. 普通螺紋p8.1.2常用螺紋特點及應用常用螺紋特點及應用三角形螺紋牙型角為60 ，可以分為粗牙和細牙，粗牙用于一般連接；與粗牙螺紋相比，細牙由于在相同公稱直徑時，螺距小，螺紋深度淺，導程和升角也小，自鎖性能好，宜用于薄壁零件和微調(diào)裝置。普通螺紋同一公稱直徑有幾個螺距，最大螺距即為粗牙，其余為細牙。2. 管螺紋 多用于有緊密性要求的管件連接，牙型角為55，公稱直徑近似于管子內(nèi)徑，屬于細牙三角螺紋。下一頁下一頁上一頁上一頁目目 錄錄8.螺紋基礎知識螺紋基礎知識3. 梯形螺紋 p8.1.2

5、常用螺紋特點及應用常用螺紋特點及應用螺紋牙型為等腰梯形，牙型角為30，牙根強度高，螺旋副對中性好，加工工藝性好，廣泛的應用于傳遞動力或運動的螺旋機構(gòu)中，如車床傳動絲杠。與矩形螺紋相比，傳動效率略低。4. 鋸齒型螺紋 兩側(cè)牙型角分別為3和30，3的一側(cè)用來承受載荷，可得到較高效率；30一側(cè)用來增加牙根強度，適用于單向受載的傳動螺紋，如螺旋壓力機。 5. 矩形螺紋 牙型角為0，傳動效率高于其它螺紋，加工工藝性不好，對中性差，用作傳力螺紋，如螺旋千斤頂?shù)取Ｏ乱豁撓乱豁撋弦豁撋弦豁撃磕?錄錄8.2螺紋螺紋連接連接的基本類型、預緊和防松的基本類型、預緊和防松1螺栓連接 p8.2.1螺紋螺紋連接連接的基本

6、類型的基本類型1）普通螺栓普通螺栓連連接接被連接件不太厚，在被連接件上加工出通孔不帶螺紋，螺桿穿過通孔用螺母擰緊。裝配后孔與桿間有間隙，并在工作中不許消失，如圖a所示。這種連接的特點是無需在被連接件上切制螺紋，不受被連接件材料限制，結(jié)構(gòu)簡單，裝折方便，可多次裝拆，應用較廣；可傳遞軸向和橫向載荷。螺紋連接下一頁下一頁上一頁上一頁目目 錄錄8.2螺紋螺紋連接連接的基本類型、預緊和防松的基本類型、預緊和防松1螺栓連接 p8.2.1螺紋螺紋連接連接的基本類型的基本類型2）鉸制孔螺栓鉸制孔螺栓連接連接如圖b所示，被連接件上的孔（需鉸削加工）與螺栓的光桿部分多采用基軸制過渡配合，螺栓桿受剪切與擠壓。這種連

7、接多用于承受較大橫向載荷，在橫向載荷相同情況下，鉸制孔螺栓連接比普通螺栓連接尺寸要小。螺栓連接要求兩被連接件不能太厚，當其中之一過厚時應采用雙頭螺栓連接或螺釘連接。螺紋連接下一頁下一頁上一頁上一頁目目 錄錄8.2螺紋螺紋連接連接的基本類型、預緊和防松的基本類型、預緊和防松2雙頭螺柱連接p8.2.1螺紋螺紋連接連接的基本類型的基本類型如圖所示，螺桿兩端均有螺紋，裝配時一端旋入被連接件，另一端用螺母擰緊。用于被連接件之一較厚需經(jīng)常拆卸場合，拆裝時只需拆螺母，而不需雙頭螺栓從被連接件中擰出。雙頭螺栓連接下一頁下一頁上一頁上一頁目目 錄錄8.2螺紋螺紋連接連接的基本類型、預緊和防松的基本類型、預緊和防

8、松3螺釘連接p8.2.1螺紋螺紋連接連接的基本類型的基本類型如圖所示，將雙頭螺栓連接中的雙頭螺栓換成螺釘稱為螺釘連接。用于被連接件較厚，不需經(jīng)常裝拆，受力不大的場合。螺釘連接下一頁下一頁上一頁上一頁目目 錄錄8.2螺紋螺紋連接連接的基本類型、預緊和防松的基本類型、預緊和防松4緊定螺釘連接p8.2.1螺紋螺紋連接連接的基本類型的基本類型如圖所示，緊定螺釘頭部具有一定形狀。被連接件一個加工出螺紋通孔，另一個在表面上加工出與螺釘頭部相同形狀的孔。擰入后，利用釘頭部頂住另一零件表面或旋入零件相應的缺口中以固定零件的相對位置，可傳遞不大的軸向力或扭矩。緊定螺釘連接下一頁下一頁上一頁上一頁目目 錄錄8.2

9、螺紋螺紋連接連接的基本類型、預緊和防松的基本類型、預緊和防松p8.2.2螺紋螺紋連接連接件件常用的螺紋連接件 有螺栓、雙頭螺柱、螺釘、緊定螺釘、螺母、墊圈等。這些零件的結(jié)構(gòu)形式和尺寸多已標準化，可根據(jù)有關標準選用。下一頁下一頁上一頁上一頁目目 錄錄8.2螺紋螺紋連接連接的基本類型、預緊和防松的基本類型、預緊和防松p8.2.3螺紋螺紋連接連接的預緊及防松的預緊及防松在零件未受工作載荷前需要將螺母擰緊，使組成連接的所有零件都產(chǎn)生一定的彈性變形（螺栓伸長、被連接件壓縮），從而可以有效地保證連接的可靠。這樣，各零件在承受工作載荷前就受到了力的作用，如圖a所示，被連接件受壓，螺桿受拉，這種方式就稱為預緊

10、，這個預加的作用力就稱為預緊力。對于重要的螺栓連接，在裝配時需要控制預緊力大小，可用測力矩或定力矩扳手控制。1螺紋連接的預緊螺紋連接下一頁下一頁上一頁上一頁目目 錄錄8.2螺紋螺紋連接連接的基本類型、預緊和防松的基本類型、預緊和防松p8.2.3螺紋螺紋連接連接的預緊及防松的預緊及防松一般來說，連接螺紋具有一定的自鎖性，不會松脫。但在沖擊、振動、變載荷作用下，或溫度變化比較大時。螺紋連接就會逐漸松脫，引起連接失效，因此，必須采取有效的措施防止松脫。2螺紋連接的防松螺紋防松的根本問題在于要防止螺旋副的相對轉(zhuǎn)動。常用的防松方法有三種：摩擦防松、機械防松和永久防松 。下一頁下一頁上一頁上一頁目目 錄錄

11、8.3螺旋傳動的應用形式螺旋傳動的應用形式p8.3.1普通螺旋傳動普通螺旋傳動1）螺母固定不動螺桿回轉(zhuǎn)并作直線運動 圖所示為螺桿回轉(zhuǎn)并作直線運動的臺虎鉗。與活動鉗口2組成轉(zhuǎn)動副的螺桿1以右旋單線螺紋與螺母4嚙合組成螺旋副。螺母4與固定鉗口3連接。當螺桿按圖示方向相對螺母4作回轉(zhuǎn)運動時，螺桿連同活動鉗口向右作直線運動（簡稱右移），與固定鉗口實現(xiàn)對工件的夾緊；當螺桿反向回轉(zhuǎn)時，活動鉗口隨螺桿左移，松開工件。通過螺旋傳動，完成工件的夾緊與松開。1普通螺旋傳動的應用形式由構(gòu)件螺桿和螺母組成的簡單螺旋副實現(xiàn)的傳動是普通螺旋傳動。下一頁下一頁上一頁上一頁目目 錄錄8.3螺旋傳動的應用形式螺旋傳動的應用形式

12、p8.3.1普通螺旋傳動普通螺旋傳動1）螺母固定不動螺桿回轉(zhuǎn)并作直線運動 圖所示為螺桿回轉(zhuǎn)并作直線運動的臺虎鉗。與活動鉗口2組成轉(zhuǎn)動副的螺桿1以右旋單線螺紋與螺母4嚙合組成螺旋副。螺母4與固定鉗口3連接。當螺桿按圖示方向相對螺母4作回轉(zhuǎn)運動時，螺桿連同活動鉗口向右作直線運動（簡稱右移），與固定鉗口實現(xiàn)對工件的夾緊；當螺桿反向回轉(zhuǎn)時，活動鉗口隨螺桿左移，松開工件。通過螺旋傳動，完成工件的夾緊與松開。1普通螺旋傳動的應用形式由構(gòu)件螺桿和螺母組成的簡單螺旋副實現(xiàn)的傳動是普通螺旋傳動。螺母不動，螺桿回轉(zhuǎn)并移動的形式，通常應用于螺旋壓力機、千分尺等。下一頁下一頁上一頁上一頁目目 錄錄8.3螺旋傳動的應用

13、形式螺旋傳動的應用形式p8.3.1普通螺旋傳動普通螺旋傳動2） 螺桿固定不動螺母回轉(zhuǎn)并作直線運動 圖所示為螺旋千斤頂中的一種結(jié)構(gòu)形式，螺桿4連接于底座固定不動，轉(zhuǎn)動手柄3使螺母2回轉(zhuǎn)并作上升或下降的直線運動，從而舉起或放下托盤1。1普通螺旋傳動的應用形式由構(gòu)件螺桿和螺母組成的簡單螺旋副實現(xiàn)的傳動是普通螺旋傳動。螺桿不動，螺母回轉(zhuǎn)并作直線運動的形式常用于插齒機刀架傳動等。下一頁下一頁上一頁上一頁目目 錄錄8.3螺旋傳動的應用形式螺旋傳動的應用形式p8.3.1普通螺旋傳動普通螺旋傳動3）螺桿回轉(zhuǎn)螺母作直線運動 圖所示為螺桿回轉(zhuǎn)、螺母作直線運動的傳動結(jié)構(gòu)圖。螺桿1與機架3組成轉(zhuǎn)動副，螺母2與螺桿以左

14、旋螺紋嚙合并與工作臺4連接。當轉(zhuǎn)動手輪使螺桿按圖示方向回轉(zhuǎn)時，螺母帶動工作臺沿機架的導軌向右作直線運動。1普通螺旋傳動的應用形式由構(gòu)件螺桿和螺母組成的簡單螺旋副實現(xiàn)的傳動是普通螺旋傳動。螺桿回轉(zhuǎn)、螺母作直線運動的形式應用較廣，如機床的滑板移動機構(gòu)等。下一頁下一頁上一頁上一頁目目 錄錄8.3螺旋傳動的應用形式螺旋傳動的應用形式p8.3.1普通螺旋傳動普通螺旋傳動4）螺母回轉(zhuǎn)螺桿作直線運動 圖為應力試驗機上的觀察鏡螺旋調(diào)整裝置。螺桿2、螺母3為左旋螺旋副。當螺母按圖示方向回轉(zhuǎn)時，螺桿帶動觀察鏡1向上運動；螺母反向回轉(zhuǎn)時，螺桿連同觀察鏡向下移動。1普通螺旋傳動的應用形式由構(gòu)件螺桿和螺母組成的簡單螺旋

15、副實現(xiàn)的傳動是普通螺旋傳動。下一頁下一頁上一頁上一頁目目 錄錄8.3螺旋傳動的應用形式螺旋傳動的應用形式p8.3.1普通螺旋傳動普通螺旋傳動普通螺旋傳動時，從動件作直線運動的方向（移動方向）不僅與螺紋的回轉(zhuǎn)方向有關，還與螺紋的旋向有關。正確判定螺桿或螺母的移動方向十分重要。判定方法如下：（1）右旋螺紋用右手，左旋螺紋用左手。手握空拳，四指指向與螺桿（或螺母）回轉(zhuǎn)方向相同，大拇指與食指垂直。（2）若螺桿（或螺母）回轉(zhuǎn)并移動，螺母（或螺桿）不動，則大拇指指向即為螺桿（或螺母）的移動方向（如圖）2直線運動方向的判定螺桿或螺母移動方向的判定下一頁下一頁上一頁上一頁目目 錄錄8.3螺旋傳動的應用形式螺旋

16、傳動的應用形式p8.3.1普通螺旋傳動普通螺旋傳動（3）若螺桿（或螺母）回轉(zhuǎn)，螺母（或螺桿）移動，則大拇指指向的相反方向即為螺母（或螺桿）的移動方向。圖所示為臥式車床的床鞍的絲杠螺母傳動機構(gòu)。絲杠為右旋螺桿，當絲杠如圖示方向回轉(zhuǎn)時，開合螺母帶動床鞍向左移動。下一頁下一頁上一頁上一頁目目 錄錄8.3螺旋傳動的應用形式螺旋傳動的應用形式p8.3.1普通螺旋傳動普通螺旋傳動在普通螺旋傳動中，螺桿（或螺母）的移動距離與螺紋的導程有關。螺桿相對螺母每回轉(zhuǎn)一圈，螺桿（或螺母）移動一個導程的距離。因此，移動距離等于回轉(zhuǎn)圈數(shù)與導程的乘積，即3直線運動距離 L=NS 式中 L為螺桿（或螺母）的移動距離，mm；N

17、為回轉(zhuǎn)圈數(shù)；S為螺紋導程mm。移動速度可按下式計算： v=nS式中 v為螺桿（或螺母）的移動速度，單位是mm/min；n為轉(zhuǎn)速，單位是r/min。下一頁下一頁上一頁上一頁目目 錄錄8.3螺旋傳動的應用形式螺旋傳動的應用形式p8.3.2差動螺旋傳動差動螺旋傳動由兩個螺旋副組成的使活動的螺母與螺桿產(chǎn)生差動（即不一致）的螺旋傳動稱為差動螺旋傳動。1差動螺旋傳動原理圖所示為一差動螺旋機構(gòu)。螺桿1分別與活動螺母2和機架3組成兩個螺旋副，機架上為固定螺母（不能移動），活動螺母不能回轉(zhuǎn)而只能沿機架的導向槽移動。設機架和活動螺母的旋向同為右旋，當如圖示方向回轉(zhuǎn)螺桿時，螺桿相對機架向左移動，而活動螺母相對螺桿向

18、右移動，這樣活動螺母相對機架實現(xiàn)差動移動，螺桿每轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)，活動螺母實際移動距離為兩段螺紋導程之差。如果機架上螺母螺紋旋向仍為右旋，活動螺母的螺紋旋向為左旋，則如圖示回轉(zhuǎn)螺桿時，螺桿相對機架左移，活動螺母相對螺桿向左移，螺桿每轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)，活動螺母實際移動距離為兩段螺紋的導程之和。下一頁下一頁上一頁上一頁目目 錄錄8.3螺旋傳動的應用形式螺旋傳動的應用形式p8.3.2差動螺旋傳動差動螺旋傳動2差動螺旋傳動的移動距離和方向的確定由上面分析可知，在圖所示差動螺旋機構(gòu)中：（1）螺桿上兩螺紋旋向相同時，活動螺母移動距離減小。當機架上固定螺母的導程大于活動螺母的導程時，活動螺母移動方向與螺桿移動方向相同；當機架上

19、固定螺母的導程小于活動螺母的導程時，活動螺母移動方向與螺桿移動方向相反；當兩螺紋的導程相等時，活動螺母不動（移動距離為零）。（2）螺桿上兩螺紋旋向相反時，活動螺母移動距離增大?；顒勇菽敢苿臃较蚺c螺桿移動方向相同。（3）在判定差動螺旋傳動中活動螺母的移動方向時，應先確定螺桿的移動方向。下一頁下一頁上一頁上一頁目目 錄錄8.3螺旋傳動的應用形式螺旋傳動的應用形式p8.3.2差動螺旋傳動差動螺旋傳動差動螺旋傳動中活動螺母的實際移動距離和方向，可用公式表示如下：L=N(S1S2) 式中 L活動螺母的實際移動距離，mm；N螺桿的回轉(zhuǎn)圈數(shù)；S1機架上固定螺母的導程，mm；S2活動螺母的導程，mm。當螺紋旋

20、向相反時，公式中用“”號，當兩螺紋旋向相同時，公式中用“”號。計算結(jié)果為正值時，活動螺母實際移動方向與螺桿移動方向相同，計算結(jié)果為負值時，活動螺母實際移動方向與螺桿移動方向相反。下一頁下一頁上一頁上一頁目目 錄錄8.3螺旋傳動的應用形式螺旋傳動的應用形式p8.3.2差動螺旋傳動差動螺旋傳動3差動螺旋傳動的應用實例差動螺旋傳動機構(gòu)可以產(chǎn)生極小的位移，而其螺紋的導程并不需要很小，加工較容易。所以差動螺旋傳動機構(gòu)常用于測微器、計算機、分度機及諸多精密切削機床、儀器和工具中。圖所示是應用于微調(diào)鏜刀上的差動螺旋傳動實例。螺桿1在和兩處均為右旋螺紋，刀套3固定在鏜桿2上，鏜刀4在刀套中不能回轉(zhuǎn)，只能移動。當螺桿回轉(zhuǎn)時，可使鏜刀得到微量移動。設固定螺母螺紋（刀套）的導程S1=1.5mm，活動螺母（鏜刀）螺紋的導程S2=1.25mm，則螺桿按圖示方向回轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)時鏜刀移動距L=N（S1S2）=1（1.51.25）=+0.25mm （右移），如果螺桿圓周按100等份刻線，螺桿每轉(zhuǎn)過1格，鏜刀的實際位移L=（1.51.25）/100=+0.0025mm。由該例可知，差動螺旋傳動可以方便地實現(xiàn)微量調(diào)節(jié)。下一頁下一頁上一頁上一頁目目 錄錄8.3螺旋傳動的應用形式螺旋傳動的應用形式p8.3