第三講：螺旋傳動(dòng)

1、2、1 螺紋的形成與分類 1螺紋形成如圖所示，將直角三角形ABC繞到直徑為d的圓柱上，并使其底邊AB與圓柱底面的圓周線重合，則斜邊AC在圓柱體表面就形成了一條螺旋線。螺紋是在該圓柱面上、沿螺旋線所形成的、具有相同剖面的凸起和溝槽。2螺紋分類 （1）按螺旋線繞行方向，螺紋可分為右旋螺紋和左旋螺紋，順時(shí)針旋入的為右螺紋，逆時(shí)針旋入的為左螺紋。也可用右手判斷，手心對著自己，螺紋的旋向與右手大拇指一致為右螺紋一般常用右螺紋。 （2）按螺旋線的數(shù)目，螺紋可分為單線螺紋和多線螺紋。單線螺紋一般用于聯(lián)接，多線螺紋多用于傳動(dòng)。 （3）按螺紋截面形狀，螺紋可分為三角形、梯形、鋸齒形、矩形以及其他特殊形狀的螺紋。

2、（P25） （4）按用途不同，一般可將螺紋分為聯(lián)接螺紋和傳動(dòng)螺紋。（內(nèi)螺紋與外螺紋）2、常用螺紋的應(yīng)用 常用的螺紋有普通螺紋、管螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋等。除矩形螺紋外，其它螺紋均已標(biāo)準(zhǔn)化。除管螺紋采用英制外，均采用公制。應(yīng)用見表所示。 3 、普通螺紋的主要參數(shù) 普通螺紋主要參數(shù)有8個(gè)，即大徑、小徑、中徑、螺距、線數(shù)、導(dǎo)程、牙型角和螺紋升角。對標(biāo)準(zhǔn)螺紋來說，只要知道大徑、線數(shù)、螺距和牙型角就可以了，而其他參數(shù)，可通過計(jì)算或查表得出。1大徑（D，d） 大徑是指與外螺紋牙頂（或內(nèi)螺紋牙底）相重合的假想圓柱面的直徑。內(nèi)螺紋用D表示，外螺紋用d表示，標(biāo)準(zhǔn)中將螺紋大徑的基本尺寸定為公稱直徑，

3、是代表螺紋尺寸的直徑。2小徑（D1，d1） 小徑是指與外螺紋牙底或內(nèi)螺紋牙頂相重合的假想圓柱面的直徑。內(nèi)螺紋用D1表示，外螺紋用d1表示。3中徑（D2，d2) 中徑是一個(gè)假想圓柱的直徑。該圓柱的母線通過牙型上溝槽和凸起寬度相等的地方，假想圓柱稱為中徑圓柱。內(nèi)螺紋用D2表示，外螺紋用d2表示。4螺距（P） 螺距是相鄰兩牙在中徑線上對應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離。用P表示。5線數(shù)（z）線數(shù)是指一個(gè)螺紋零件的螺旋線數(shù)目。用z表示。6導(dǎo)程（Ph） 導(dǎo)程是指同一條螺旋線上的相鄰兩牙在中徑上對應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離。7牙型角和牙側(cè)角(,) 牙型角是指在螺紋牙型上相鄰兩牙側(cè)間的夾角。并用表示，普通螺紋=60。牙側(cè)角是指在

4、螺紋牙型上牙側(cè)與螺紋軸線的垂線間夾角，并用表示。l8螺紋升角（） l螺紋升角是指在中徑圓柱面上，螺旋線的切線與垂直與螺紋軸線的平面的夾角。l9螺紋旋合長度 l螺紋旋合長度是指兩個(gè)相互配合的螺紋，沿螺紋軸線方向相互旋合部分的長度。三角形螺紋各部分名稱4、螺紋的代號與標(biāo)記1普通螺紋螺紋代號由特征代號和尺寸代號組成。粗牙普通螺紋用字母M與公稱直徑表示；細(xì)牙普通螺紋用字母M與公稱直徑螺距表示。當(dāng)螺紋為左旋時(shí)，在代號之后加“左”字（LH）?！纠?.1】M40表示公稱直徑為40毫米的粗牙普通螺紋。螺紋完整的標(biāo)記是由螺紋代號、螺紋公差帶代號和螺紋旋合長度代號組成。l螺紋公差帶代號，包括中徑公差帶代號與頂徑公

5、差帶代號。公差帶代號是由表示其公差等級數(shù)字和表示公差帶位置的字母所組成。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定內(nèi)螺紋有G、H兩種基本偏差代號，外螺紋規(guī)定了g、h、e、f四種。如6H、6g等“6”為公差等級數(shù)字，“H”或“g”為基本偏差代號。l公差帶代號標(biāo)注在螺紋代號之后，中間用“”分開。如果螺紋的中徑公差帶代號與頂徑公差帶代號不同，則分別標(biāo)注，前者表示中徑公差帶，后者表示頂徑公差帶；如果中徑與頂徑公差帶代號相同，則只要標(biāo)注一個(gè)代號即可。【例5.2】M205g6g中，“5g”為中徑公差帶代號，“6g”為頂徑公差帶代號。對于一般使用的螺紋，不標(biāo)注螺紋旋合長度及其代號，使用時(shí)按中等旋合長度確定，必要時(shí)在螺紋公差帶代號之后，加注旋

6、合長度代號（S或L），中間用“”分開。在特殊需要時(shí)還可注明旋合長度的數(shù)值?！纠?.3】M3015g6gS中“S”表示短旋合長度 2管螺紋 （1）螺紋密封的管螺紋的標(biāo)記由螺紋特征代號和尺寸代號組成。 特征代號為：RC表示圓錐內(nèi)螺紋； RP表示圓柱內(nèi)螺紋； R表示圓錐外螺紋。 尺寸代號的數(shù)字單位為英寸。 【例5.4】 表示左旋圓錐外螺紋，公稱直徑（管子內(nèi)徑）為 11/8 英寸。LHR811裝配時(shí)，內(nèi)外螺紋用斜線分開，左邊表示內(nèi)螺紋，右邊表示外螺紋?！纠?.5 】 表示公稱直徑為 英寸的圓柱內(nèi)螺紋與圓錐外螺紋配合。（2）非螺紋密封的管螺紋的標(biāo)記由螺紋特征代號、尺寸代號和公差等級代號組成。特征代號用字

7、母G。內(nèi)螺紋的標(biāo)記為特征代號G與尺寸代號兩項(xiàng)；外螺紋的標(biāo)記為特征代號與尺寸代號和公差等級代號A或B三項(xiàng)。811811RRp8113梯形螺紋梯形螺紋標(biāo)記與普通螺紋相類似，由規(guī)格代號、公差帶代號和旋合長度三部分組成。【例5.7】Tr4014(P7)LH7HL中“Tr”指梯形螺紋，“40”指公稱直徑為40 mm，“14”指導(dǎo)程為14 mm，“LH”指左旋（右旋不注），“7H”指中徑公差帶代號（頂徑公差帶代號不注），“L”指長旋合長度。2-4 螺旋傳動(dòng) 螺旋傳動(dòng)是利用螺桿和螺母組成的螺旋副來實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)要求。它主要用于將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，同時(shí)傳遞動(dòng)力。如圖所示，借助開合螺母與長螺桿嚙合實(shí)現(xiàn)車床縱向進(jìn)

8、給運(yùn)動(dòng)。機(jī)床刀架進(jìn)給機(jī)構(gòu)螺旋傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，承載能力大，傳動(dòng)平穩(wěn)無噪聲，能實(shí)現(xiàn)自鎖要求，傳動(dòng)精度高，被廣泛應(yīng)用于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)、螺旋起重機(jī)和螺旋壓力機(jī)中，缺點(diǎn)是螺紋之間產(chǎn)生較大的相對滑動(dòng)，摩擦磨損嚴(yán)重，傳動(dòng)效率低.但由于滾動(dòng)螺旋和靜壓螺旋的應(yīng)用使磨損和效率問題得到了很大的改善。螺旋傳動(dòng)在機(jī)床、起重機(jī)械、鍛壓設(shè)備等場合應(yīng)用廣泛。 常用螺旋傳動(dòng)有：普通螺旋傳動(dòng)、相對位移螺旋傳動(dòng)、差動(dòng)位移螺旋傳動(dòng)和滾珠螺旋傳動(dòng)。 1 、普通螺旋傳動(dòng)普通螺旋傳動(dòng)是由螺桿和螺母組成的簡單螺旋副。其螺桿（或螺母）的移動(dòng)方向不僅與螺桿(或螺母)的回轉(zhuǎn)方向有關(guān)，還和螺旋方向有關(guān)。螺桿或螺母的移動(dòng)方向可用左、右手螺旋法則來

9、判定：左旋螺桿（或螺母）伸左手，右旋螺桿（或螺母）伸右手，并半握拳，四指順著螺桿（或螺母）的旋轉(zhuǎn)方向，大拇指的指向即為螺桿（或螺母）的移動(dòng)方向。若螺桿原地轉(zhuǎn)動(dòng)，螺母移動(dòng)時(shí)，與大拇指指向相反方向，即為螺母移動(dòng)方向。 在普通螺旋傳動(dòng)中，螺桿(或螺母)的移動(dòng)距離，由導(dǎo)程決定。即：L=nPh式中： L移動(dòng)距離，mmmin； n轉(zhuǎn)速，rmin； Ph導(dǎo)程，mm。螺桿或螺母移動(dòng)方向判定V=nPh=2512=300mm/minL=nPh=262=24mmn=L/Ph=0.24/6=0.04r 普通螺旋傳動(dòng)的應(yīng)用形式有： （1）螺母不動(dòng)，螺桿回轉(zhuǎn)并作直線運(yùn)動(dòng)：如千斤頂、臺(tái)式虎鉗等； （2）螺桿不動(dòng)，螺母回轉(zhuǎn)并

10、作直線運(yùn)動(dòng)：如龍門刨床垂直刀架的水平移動(dòng)、千斤頂?shù)?；（移?dòng)方向與大拇指方向相同） 螺桿位移的臺(tái)式虎鉗螺旋千斤頂（3）螺桿原地回轉(zhuǎn)，螺母作直線運(yùn)動(dòng)：多用于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)，如車床大溜板的縱向進(jìn)給和中溜板的橫向進(jìn)給；（4）螺母原位回轉(zhuǎn)，螺桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)：如應(yīng)力試驗(yàn)機(jī)上的觀察鏡螺旋調(diào)整裝置。（移動(dòng)方向與大拇指方向相反）螺桿原位回轉(zhuǎn)，螺母往復(fù)運(yùn)動(dòng)螺母原位回轉(zhuǎn)螺桿往復(fù)運(yùn)動(dòng) 2 、差動(dòng)螺旋傳動(dòng) 下圖為差動(dòng)螺旋傳動(dòng)在自動(dòng)定心夾具上的應(yīng)用實(shí)例。差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu) 在螺桿1上，A段為左旋螺紋，B段為右旋螺紋，這兩段螺紋的導(dǎo)程相等。當(dāng)螺桿1在支架3的支承內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩個(gè)滑動(dòng)螺母2和4將產(chǎn)生較快的相對運(yùn)動(dòng)，以等速趨近或遠(yuǎn)離，達(dá)到使

11、夾具自動(dòng)定心的要求。 相對位移螺旋傳動(dòng)，常用于機(jī)械加工的自動(dòng)定心裝置和常用兩腳劃規(guī)中。 在有些微調(diào)裝置如測微器、分度機(jī)構(gòu)、機(jī)床刀具微調(diào)機(jī)構(gòu)中，常希望在主動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)較大角度時(shí)，從動(dòng)件只作微量位移。這時(shí)可采用差動(dòng)位移螺旋傳動(dòng)。如圖所示，螺桿1分別與機(jī)架3及活動(dòng)螺母2組成a和b兩段螺旋副， a段為固定螺母，b段為活動(dòng)螺母，它不能回轉(zhuǎn)而能沿機(jī)架導(dǎo)向槽內(nèi)移動(dòng)，兩段螺紋旋向相同，當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，螺母2的實(shí)際移動(dòng)距離為：差動(dòng)位移螺旋機(jī)構(gòu) L=n(PhaPhb）如兩段螺紋旋向相反，則實(shí)際移動(dòng)距離為： L=n(PhaPhb）式中：L活動(dòng)螺母實(shí)際移動(dòng)距離； n絲桿1的轉(zhuǎn)速； Pha固定螺母的導(dǎo)程； Phb活動(dòng)螺母的導(dǎo)程。 計(jì)算結(jié)果L為“+”值，說明活動(dòng)螺母2的實(shí)際移動(dòng)方向與螺桿1相同，反之，與螺桿1移動(dòng)方向相反。4、滾珠螺旋傳動(dòng) 普通螺旋傳動(dòng)具有許多優(yōu)點(diǎn)，但其螺旋副的摩擦是滑動(dòng)摩擦，磨損嚴(yán)重，影響傳動(dòng)精度，效率低，不能滿足高速度、高效率和高精度的傳動(dòng)要求。為改善螺旋傳動(dòng)的功能，可將螺旋副做成滾道，并在滾道間充滿滾珠，使螺旋副的摩擦成為滾動(dòng)摩擦，這種螺旋稱為滾珠螺旋或滾珠絲杠。滾珠螺旋按滾珠循環(huán)方式可分為外循環(huán)式和內(nèi)循環(huán)式兩種。滾珠螺旋傳動(dòng) 滾珠螺旋傳動(dòng)的特點(diǎn)： （1）摩擦損失小，效率較高（90以上），摩擦因數(shù)約為0.0020.005，且與運(yùn)轉(zhuǎn)速度關(guān)系不大，所以起動(dòng)轉(zhuǎn)矩接近于運(yùn)轉(zhuǎn)