老師課件第26章螺旋傳動

第2.6章 螺旋傳動設計螺旋的分類及應用螺旋傳動裝置的工作原理通過螺紋結構，將回轉運動轉化為軸向直線運動，同時傳遞能量和力。2.6.1螺紋的主要參數(shù)鋸齒形螺紋普通螺紋 矩形螺紋 梯形螺紋普通螺紋用于連接矩形、梯形用于傳力或傳遞運動螺紋的基本尺寸參數(shù)圖2-50螺紋的基本尺寸參數(shù)螺紋的基本尺寸參數(shù)大徑d：公稱直徑；小徑d1中徑d2螺距P線數(shù)n導程S

S=nP，螺紋升角8）旋向：左旋和右旋。tan

g

=

nPpd2螺旋的基本尺寸參數(shù)SP螺旋傳動的特點優(yōu)點傳動比大精度較高能夠實現(xiàn)自鎖結構簡單﹐傳動平穩(wěn)﹐無噪音缺點磨擦磨損大，效率較低螺旋傳動的特點傳動比大傳動比大，從而可用較小的轉矩得到較大的軸向推力常用于起重，夾緊等螺旋傳動的特點精度較高能夠準確地調整直線運動的距離和位置。常用于精密機械和測量儀器，特別適用于一些機構的微細調節(jié)。螺旋傳動的特點能夠實現(xiàn)自鎖螺旋升角小于摩擦角時，螺旋自鎖螺紋升角小，使得摩擦力的軸向分力大于正壓力的軸向分力，發(fā)生自鎖螺旋傳動的特點能夠實現(xiàn)自鎖適用于垂直舉起重物的機構自鎖壓紙機螺旋傳動的特點能夠實現(xiàn)自鎖對于水平推力的運動機構也能在任意位置得到精確定位如水平運動的機床工作臺進給機構夾緊裝置螺旋傳動的特點結構簡單﹐傳動平穩(wěn)﹐無噪音摩擦磨損大，效率較低螺紋失效螺旋傳動的分類按運動方式螺母固定，螺桿轉動并移動螺桿轉動，螺母作直線運動螺母旋轉并沿直線運動，螺桿固定螺母轉動，螺桿直線移動螺旋傳動的分類按用途

傳力螺旋傳導螺旋調整螺旋傳力螺旋夾緊裝置千斤頂壓紙機千斤頂傳力螺旋能以較小的轉矩獲得很大軸向力滑動摩擦螺旋螺母轉動，螺桿直線移動應用調整螺旋收音機的調整螺旋微調螺旋螺旋測微器螺旋傳動的分類按螺旋副的摩擦性質滑動摩擦螺旋滾動摩擦螺旋靜壓螺旋滑動摩擦螺旋滾動摩擦螺旋靜壓螺旋優(yōu)點：結構簡單、容易制造、傳力較大、能夠實現(xiàn)自鎖要求，應用廣泛。缺點：容易磨損、傳動效率低滾動摩擦阻力小傳動效率高>90%流體摩擦

傳動效率高>90%滾珠螺旋滾動螺旋的螺桿和螺母的螺紋滾道間置有適量的鋼球，轉動時鋼球為中間滾動體，沿螺紋滾道滾動，使螺桿和螺母的相對運動成為滾動磨擦，提高螺旋副的傳動效率高達98%滑動螺旋：傳動效率30%-40%?。?！滾珠螺旋逆?zhèn)鲃有式咏齻鲃?，可用于把直線運動轉換

為旋轉運動磨擦阻力穩(wěn)定，摩擦小，壽命長不自鎖，結構復雜鋼球經(jīng)導路出而復入，分外循環(huán)和內循環(huán)差動螺旋導程不同或旋向不同的螺紋零件和其它螺紋零件形成的螺旋傳動－螺紋導程不同－螺紋旋向相反差動螺旋導程不同旋向相反小結能夠產(chǎn)生微小位移的螺旋小導程螺紋

加工難度大

精度無法保證利用特殊大螺紋零件來產(chǎn)生微小位移 在生產(chǎn)上具有重要意義2.6.2滑動螺旋副的受力、失效分析及常用材料載荷：摩擦力矩、螺桿的壓（拉）力主要失效形式：磨損、螺紋牙的彎曲、剪切螺桿失穩(wěn)磨損2.6.2滑動螺旋副的受力、失效分析及常用材料設計準則：根據(jù)耐磨性計算螺桿的直徑等參數(shù)，同時對螺紋牙進行強度校核校核穩(wěn)定性和自鎖性螺旋材料選擇P98

表2-382.6.3螺旋傳動工作能力設計螺旋傳動的工作能力設計

螺旋副傳動設計的一般步驟滑動螺旋的工作能力設計1。耐磨性計算因磨損量不好計算，考慮磨合面的單位

正壓力，其許用值

與相對速度有關。螺紋副的耐磨性計算：￡

[

p]p

=FPpd2hH式（2-（MPa)66）設計之初的四個未知數(shù)處理方法----取系數(shù)來消除未知數(shù)的個數(shù)。令：2df

=

H則：2H

=

fd參照p99,經(jīng)驗數(shù)值選取可得到

d2

設計公式：2FPphf[

p]d

?表2-39滑動螺旋的工作能力設計2、強度計算螺桿的強度11)20.2d

3Tca=

(

4F

)2

+

3(pd

2s

=

s

2

+

3t2滑動螺旋的工作能力設計2、強度計算螺紋牙受力分析模型的建立

圖2-55懸臂梁模型（螺母）螺紋牙強度計算螺紋牙強度剪切強度￡

[t]t

=ZpdbF（螺母）螺紋牙強度計算螺紋牙強度齒根的彎曲強度bbWs

=

M

￡

[s

]Z

2F

hpdb2M

=

;W

=bb3FhZpdb2￡

[s

]s

=6表2-40滑動螺旋的工作能力設計4、自鎖性校核FFcrc?[S

]S

=3、受壓螺桿穩(wěn)定性計算表2-41，表2-42vvf=

arctan

fcos

bg

￡

j

=

arctan滑動螺旋的工作能力設計軸向載荷與運動方向相反時取“+”5、螺旋傳動效率h

=

tan

g

tan(g

–jv

)滑動螺旋設計的步驟典型設計：已知工作載荷和螺母的轉速選螺紋類型

選螺旋副材料根據(jù)螺母耐磨性（式2-66）確定螺旋中徑d2按照國標選取相應的公稱直徑d，初步確定螺旋主要參數(shù)：螺距P、中徑等，對有自鎖要求的校核自鎖性計算螺母高度H選螺距，計算旋合圈數(shù)Z，Z<10-12校核螺桿和螺母的強度、穩(wěn)定性、效率等其它：與地面接觸強度；手柄長度、直徑；自鎖；螺母防松等按螺旋副螺母耐磨性計算根據(jù)螺母耐磨性（式2-66）確定螺旋中徑d2求出d2后，按照國標選取相應的公稱直徑d初步確定螺旋主要參數(shù)：螺距、中徑等校核螺桿的強度（式2-68）校核螺母螺紋牙的強度：剪切強度--（式2-69）、彎曲強度（式2-70）螺母外徑與凸緣的強度計算螺母外徑懸置部分的拉伸強度凸緣與底座接觸表面的擠壓強度、凸緣根部的彎曲強度校核螺桿的穩(wěn)定性（式2-71）其它：與地面接觸強度；手柄長度、直徑；自鎖；螺母防松等7.1.2螺旋副的運動與受力螺旋副的受力分析1)矩形螺旋副的受力分析上推重物時,重物勻速上升下推重物時,重物勻速下滑重物的自由下滑力螺旋副的受力分析1)矩形螺旋副的受力分析222j

j=

Qtg(l

+

r)

d2旋轉阻力矩T

=

F上升時Fj

=Qtg(l

+r)d2ds阻力矩Ts

=

Qtg(l

-

r)

2

下降時F

=

Qtg（l

-

r)斜面上重物的受力分析（a）勻速上升 （b）勻速下降2)三角螺旋的受力分析與矩形螺旋比較