精密機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第九章

1、第九章 螺旋傳動(dòng)序 準(zhǔn)備知識(shí)一、螺紋的形成二、螺紋的種類(lèi) 1. 三角形螺紋 2. 梯形螺紋 3. 矩形螺紋左旋、右旋螺紋單頭、多頭螺紋2序 準(zhǔn)備知識(shí)螺紋基本參數(shù)大徑d螺紋的最大直徑，公稱(chēng)直徑（螺紋的規(guī)格）。小徑d1螺紋的最小直徑，強(qiáng)度計(jì)算時(shí)常作為螺桿危險(xiǎn)剖面的計(jì)算直徑。中徑d2螺紋軸向剖面內(nèi)牙厚與牙間相等處的一假想圓柱面直徑，近似等于螺紋平均直徑 。螺紋受力分析時(shí)以中徑為準(zhǔn)，也是確定螺紋幾何參數(shù)和配合性質(zhì)的直徑。序 準(zhǔn)備知識(shí)螺紋基本參數(shù)螺距P螺紋相鄰兩個(gè)牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離。導(dǎo)程Ph同一根螺旋線上相鄰兩個(gè)牙中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離。升角 中徑處螺旋線的切線與垂直于軸線的平面的夾

2、角。牙型角螺紋牙形上，兩相鄰牙側(cè)間的夾角。序 準(zhǔn)備知識(shí)三頭螺紋（圖中僅畫(huà)出兩條）1）三角形螺紋（普通螺紋） 牙型角為60 ，可以分為粗牙和細(xì)牙，粗牙用于一般聯(lián)接；與粗牙螺紋相比，細(xì)牙由于在相同公稱(chēng)直徑時(shí)，螺距小，螺紋深度淺，導(dǎo)程和升角也小，自鎖性能好，宜用于薄壁零件和微調(diào)裝置。 序 準(zhǔn)備知識(shí)2）梯形螺紋 牙型角為30，是應(yīng)用最為廣泛的傳動(dòng)螺紋。序 準(zhǔn)備知識(shí)3）矩形螺紋 牙型角為0，適于作傳動(dòng)螺紋。序 準(zhǔn)備知識(shí)螺旋傳動(dòng)：利用螺桿和螺母組成的螺旋副將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)方式。 運(yùn)動(dòng)關(guān)系為：式中 l 螺桿（或螺母）的位移。 螺桿和螺母間的相對(duì)轉(zhuǎn)角。第一節(jié) 概述螺旋傳動(dòng)分類(lèi)按螺旋傳動(dòng)在精密機(jī)械中

3、的作用分為1）示數(shù)螺旋，進(jìn)給傳動(dòng)。精度高，空回小。2）傳力螺旋（1 2）。強(qiáng)度高3）一般螺旋傳動(dòng)。僅傳遞運(yùn)動(dòng)，無(wú)特殊要求。按其接觸面間摩擦的性質(zhì)分為1）滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)2）滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)。3）靜壓螺旋傳動(dòng)。第一節(jié) 概述一、滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的形式1）螺母固定，螺桿旋轉(zhuǎn)并移動(dòng)。(千斤頂1) 螺母軸向固定但旋轉(zhuǎn)，螺桿軸向移動(dòng)。 (千斤頂2)2）螺桿固定，螺母旋轉(zhuǎn)并移動(dòng)。 螺桿軸向固定但旋轉(zhuǎn)，螺母移動(dòng)。螺桿移動(dòng)，軸向空間2倍工作行程螺母厚度螺母移動(dòng)，軸向空間工作行程螺母厚度第二節(jié) 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)螺紋加工一、滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的形式怎樣獲得0.05mm的位移量？ 0.05mm導(dǎo)程？（常規(guī)螺紋螺距最小0.35mm） 0.5

4、mm導(dǎo)程，10等分刻度分度盤(pán)？3）差動(dòng)螺旋 旋向相同 旋向相反第二節(jié) 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)雙向螺旋二、滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的特點(diǎn)：1）降速傳動(dòng)比大。2）能自鎖。（圖9-9）3）具有增力作用。4）效率低，磨損快。第二節(jié) 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)三、滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的計(jì)算 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的主要失效形式 螺紋磨損，螺桿變形，螺桿或螺紋牙的斷裂。 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的計(jì)算內(nèi)容耐磨性計(jì)算剛度計(jì)算穩(wěn)定性計(jì)算強(qiáng)度計(jì)算 驅(qū)動(dòng)力矩、效率和自鎖計(jì)算第二節(jié) 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)四、滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)原則 傳動(dòng)形式的選擇 參見(jiàn)前述滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)形式 螺紋類(lèi)型的確定第二節(jié) 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)示數(shù)螺旋傳動(dòng)傳力螺旋傳動(dòng) 螺旋副材料的確定 螺桿成本高，對(duì)精度影響大，故螺桿硬，螺母

5、軟。螺桿：強(qiáng)度高、耐磨性好、工藝性好。 如：Q235、Y40Mn、45、50、 65Mn、40Cr、9Mn2V、38CrMoAlA、GCr15等。螺母：耐磨性、減摩性好。如：鑄鐵、青銅 主要參數(shù)的確定 包括：螺桿直徑和長(zhǎng)度、牙型、螺距、頭數(shù)、螺母厚度等。 第二節(jié) 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng) 螺旋副零件與滑板聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)的確定 剛性聯(lián)接結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，聯(lián)結(jié)剛度大，多用于受力較大的傳動(dòng)中。螺旋副位移方向與滑板運(yùn)動(dòng)方向間易發(fā)生干涉。 第二節(jié) 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)圖9-6 螺旋副零件與滑板聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)的確定 彈性聯(lián)接結(jié)構(gòu) 適用于受力較小的精密螺旋傳動(dòng)。第二節(jié) 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)圖9-5 螺旋副零件與滑板聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)的確定 活動(dòng)聯(lián)接結(jié)構(gòu) 徹底

6、排除螺旋副與滑板運(yùn)動(dòng)方向間的干涉，需要封閉力F。第二節(jié) 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)圖9-11五、影響螺旋傳動(dòng)精度的因素及改進(jìn)措施 螺紋參數(shù)誤差 螺距誤差單個(gè)螺距誤差 螺紋全長(zhǎng)上，任意單個(gè)實(shí)際螺距對(duì)基本螺距的偏差的最大代數(shù)差。 螺距累積誤差 規(guī)定的螺紋長(zhǎng)度內(nèi)，任意兩同側(cè)螺紋面間實(shí)際距離對(duì)公稱(chēng)尺寸的偏差的最大代數(shù)差。第二節(jié) 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng) 螺紋參數(shù)誤差 中徑誤差 螺旋副中，大徑、小徑并無(wú)相對(duì)接觸，中徑是配合尺寸，因此要控制中徑變動(dòng)量。第二節(jié) 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng) 牙型半角誤差 螺紋牙型半角可能偏離標(biāo)準(zhǔn)值。但是，如果采用一把刀，一次裝卡，牙型半角誤差在螺紋全長(zhǎng)上一般變化不大。圖9-12 螺桿軸向竄動(dòng)誤差 偏斜誤差 溫度誤差

7、第二節(jié) 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)圖9-13圖9-14提高精度的方法 螺距誤差校正裝置第二節(jié) 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)圖9-15第二節(jié) 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)六、消除螺旋傳動(dòng)空回的方法 空回螺桿旋轉(zhuǎn)方向改變，在螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)某一角度后，螺母才產(chǎn)生反向運(yùn)動(dòng)。原因是螺桿、螺母?jìng)鲃?dòng)副存在間隙。 利用單向作用力圖9-4 利用調(diào)整螺母 徑向調(diào)整法 利用不同結(jié)構(gòu)，使螺母產(chǎn)生徑向收縮，以減小傳動(dòng)副間隙。第二節(jié) 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)圖9-17 軸向調(diào)整法 利用雙螺母軸向預(yù)緊消除傳動(dòng)副間隙。第二節(jié) 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng) 塑料螺母圖9-18圖9-19小結(jié)：人為強(qiáng)迫螺母（或螺母的螺紋）變形，形成非標(biāo)準(zhǔn)、與螺桿自適應(yīng)螺紋，達(dá)到消除間隙，從而消除空回的目的。 第二節(jié) 滑動(dòng)螺旋

8、傳動(dòng)滾珠螺旋傳動(dòng) 螺桿、螺母、滾珠、滾珠循環(huán)返回裝置一、滾珠螺旋傳動(dòng)的特點(diǎn)： 除螺旋傳動(dòng)的一般特點(diǎn)外，尚有如下特點(diǎn)：1）傳動(dòng)效率高，啟動(dòng)力矩小。2）傳動(dòng)精度高。3）具有傳動(dòng)的可逆性，不能自鎖。4）壽命長(zhǎng)，維護(hù)簡(jiǎn)單。5）制造工藝復(fù)雜，成本高。第三節(jié) 滾珠螺旋傳動(dòng)二、滾珠螺旋傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)與類(lèi)型 螺紋滾道法向截型 單圓弧型 工藝簡(jiǎn)單，運(yùn)行特性不夠穩(wěn)定。 雙圓弧型 工藝難度大，有利潤(rùn)滑，運(yùn)行特性穩(wěn)定。單圓弧型雙圓弧型第三節(jié) 滾珠螺旋傳動(dòng)圖9-21接觸角 滾珠循環(huán)方式 內(nèi)循環(huán)式 流暢性好，徑向尺寸小，反向器加工復(fù)雜。第三節(jié) 滾珠螺旋傳動(dòng)圖9-24 插管式 滾珠循環(huán)方式 外循環(huán)方式：工藝性好，徑向尺寸大。（1）螺旋槽式第三節(jié) 滾珠螺旋傳動(dòng) 滾珠循環(huán)方式（2）插