螺旋傳動 (2)ppt課件.ppt

1、螺旋傳動知識培訓,1,螺旋傳動的概述,螺旋傳動是精密機械中常用的一種傳動型式。它是利用螺桿與螺母的相對運動，將旋轉運動變?yōu)橹本€運動。 其運動關系為,2,螺旋傳動按其在精密機械中的作用，可分為：,調整螺旋 傳力螺旋 傳導螺旋,3,用以調整、固定零件的相對位置，如機床、儀器及測試裝置中的微調機構的螺旋。調整螺旋不經(jīng)常轉動，一般在空載下調整。,（1）調整螺旋,4,測微目鏡示數(shù)螺旋傳動,轉動手輪6，螺桿3轉動并移動，推動分劃板框2移動，螺桿的移動距離即分劃板的移動距離，并直接從刻度套筒4和5中讀出。,5,它以傳遞動力為主，要求以較小的轉矩產(chǎn)生較大的軸向推力，用以克服工件阻力，如螺旋壓力機、螺旋千斤頂?shù)?/p>

2、。這種傳力螺旋主要是承受很大的軸向力，一般為間歇性工作，每次的工作時間較短，工作速度也不高，通常具有自鎖能力。傳力螺旋傳動承受的載荷較大，因此要有足夠的強度。,（2）傳力螺旋,6,它以傳遞運動為主，有時也承受較大的軸向載荷，如機床進給機構的螺旋等。傳導螺旋常需在較長的時間內連續(xù)工作，工作速度較高，因此要求具有較高的傳動精度。,（3）傳導螺旋,7,1）滑動螺旋傳動 2）滾動螺旋傳動 3）靜壓螺旋傳動,螺旋傳動按其按接觸面間摩擦的性質分為:,8,滑動螺旋 滑動螺旋結構簡單，便于制造，易于自鎖，應用范圍較廣。但主要缺點是摩擦阻力大，傳動效率低（一般為30%40%)，磨損快，傳動精度低。,9,滾動螺旋

3、 滾動螺旋傳動具有傳動效率高、啟動力矩小、傳動靈敏平穩(wěn)、工作壽命長等優(yōu)點，故目前在機床、汽車、航空、航天及武器等制造業(yè)中應用頗廣。缺點是制造工藝比較復雜，特別是長螺桿更難保證熱處理及磨削工藝質量，剛性和抗振性能較差。,10,靜壓螺旋 為了降低螺旋傳動的摩擦，提高傳動效率，并增強螺旋傳動的剛性和抗振性能，可以將靜壓原理應用于螺旋傳動中，制成靜壓螺旋。,11,降速傳動比大 螺距一般很小，在轉角很大的情況下，能獲得很小的直線位移量，可大大縮短機構的傳動鏈； 結構簡單、緊湊、傳動精度高，工作平穩(wěn)。 具有增力作用 只要給主動件一個較小的轉矩，從動件即獲得較大的軸向力 能自鎖 螺旋線升角小于摩擦角時，螺旋

4、傳動具有自鎖作用。 效率低、磨損快 螺旋工作面為滑動摩擦，傳動效率低（3040），磨損快，不適于高速和大功率傳動。,第二節(jié) 滑動螺旋傳動,一、滑動螺旋傳動的特點,12,二、滑動螺旋傳動的型式及應用,（1）螺母固定，螺桿轉動并移動,（2）螺桿轉動，螺母移動,（3）螺母轉動，螺桿移動,（4）螺桿固定，螺母轉動并移動,13,（1）螺母固定，螺桿轉動并移動,螺旋起重器,14,這種傳動型式的螺母本身起著支承作用，螺桿不需另加軸承，從而簡化了結構，消除了螺桿與軸承之間可能產(chǎn)生的軸向竄動，利于提高傳動精度。 缺點是所占軸向尺寸較大（為螺桿行程的兩倍加上螺母高度），剛性較差。因此僅適用于行程短（25mm）的情

5、況。,15,測微目鏡,16,（2）螺桿轉動，螺母移動,17,這種傳動型式的特點是結構緊湊（所占軸向尺寸取決于螺母高度及行程大小），剛度較大。 與上種情況相比，當工作行程相同時，它的軸向尺寸幾乎可縮為前者的一半，因此適用于工作行程較長的情況。但這種結構需要兩個支承，同時要限制螺母轉動，結構比較復雜，不利于提高傳動精度。,18,這種傳動型式需要限制螺桿轉動和螺母移動，結構比較復雜，所占空間又較大，應用較少。,（3）螺母轉動，螺桿移動,19,這種傳動型式，結構復雜、緊湊，但在多數(shù)場合下使用不方便，應用較少。,（4）螺桿固定，螺母轉動并移動,20,滑動螺旋傳動的失效形式 螺紋的磨損 螺桿的變形 螺桿或

6、螺紋牙的斷裂 滑動螺旋傳動的計算 耐磨性 剛度 穩(wěn)定性 強度 驅動力矩、效率、自鎖,三、滑動螺旋傳動的計算,21,（一）傳動型式的選擇 （二）螺紋類型的確定 示數(shù)螺旋傳動多采用三角形螺紋，傳力螺旋傳動采用梯形螺紋。,四、滑動螺旋傳動的設計原則,22,螺桿和螺母的材料應根據(jù)用途、精度等級及熱處理要求等條件選定。對材料總的要求是具有良好的耐磨性和易于加工。為了減小磨損，螺桿和螺母最好選用不同的材料，同時，應使螺桿的硬度高于螺母的硬度，以保護價格較貴和對傳動精度影響較大的螺桿。,（三）螺旋副材料的確定,23,螺旋傳動的主要參數(shù)有：螺桿直徑和長度、螺距、螺旋線頭數(shù)和螺母高度等。 在一般情況下，這些參數(shù)

7、可參照同類機構用類比的方法確定。但對于重要傳動進行必要的校核計算。,（四）主要參數(shù)的確定,（五）螺紋公差,24,滾珠螺旋傳動是在螺桿和螺母間放入適量的滾珠，使滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦的螺旋傳動。滾珠螺旋傳動由螺桿、螺母、滾珠和滾珠循環(huán)返回裝置四部分組成。,第三節(jié) 滾珠螺旋傳動,25,當螺桿轉動時，滾珠沿螺紋滾道滾動。為了防止?jié)L珠沿滾道面掉出來，螺母上設有滾珠循環(huán)返回裝置，構成了一個滾珠循環(huán)通道，滾珠從滾道的一端滾出后，沿著循環(huán)通道返回另一端，重新進入滾道，從而構成一閉合回路。,26,1）傳動效率高，一般可達90以上，約為滑動螺旋傳動效率的三倍； 2）傳動精度高； 3）具有傳動的可逆性，但不能自鎖，

8、用于垂直升降傳動時，需附加制動裝置； 4）制造工藝復雜，成本較高，但使用壽命長，維護簡單。,一、滾珠螺旋傳動的特點,27,按用途和制造工藝不同，滾珠螺旋傳動的結構型式有多種，它們的主要區(qū)別在于螺紋滾道法向截形、滾珠循環(huán)方式、消除軸向間隙的調整預緊的方法等三方面。,二、滾珠螺旋傳動的結構型式與類型,28,螺紋滾道法向截形是指通過滾珠中心且垂直于滾道螺旋面的平面和滾道表面交線的形狀。常用的截形有單圓弧形和雙圓弧形兩種。,（一）螺紋滾道法向截形,29,單圓弧形的特點是砂輪成型比較簡單，易于得到較高的精度。但接觸角隨著初始間隙和軸向力大小而變化，因此，效率、承載能力和軸向剛度均不夠穩(wěn)定。 雙圓弧形的接

9、觸角在工作過程中基本保持不變，效率、承載能力和軸向剛度穩(wěn)定，并且滾道底部不與滾珠接觸，可貯存一定的潤滑油和贓物，使磨損減小。但雙圓弧形砂輪修整、加工、檢驗比較困難。,30,1、 內循環(huán) 滾珠在循環(huán)過程中始終與螺桿保持接觸的循環(huán)叫內循環(huán)。,（二）滾珠循環(huán)方式,31,在同一個螺母上，具有循環(huán)回路的數(shù)目稱為列數(shù)，內循環(huán)的列數(shù)通常有二到四列（即一個螺母上裝有24個反向器）。滾珠在每一循環(huán)中繞經(jīng)螺紋滾道的圈數(shù)稱為工作圈數(shù)。內循環(huán)的工作圈數(shù)是一列只有一圈，因而回路短，滾珠流暢性好，效率高。此外，徑向尺寸小，零件少，裝配簡單。內循環(huán)的缺點是反向器的回珠槽具有空間曲面，加工較復雜。,32,2、 外循環(huán) 滾珠在

10、返回時與螺桿脫離接觸的循環(huán)稱為外循環(huán)。按結構的不同，外循環(huán)分為螺旋槽式、插管式和端蓋式三種。,33,螺旋槽式是直接在螺母1外圓柱面上銑出螺旋線形的凹槽作為滾珠循環(huán)通道，凹槽的兩端鉆出兩個通孔分別與螺紋滾道相切，同時用兩個導珠器 4引導滾珠3通過該兩通孔，用套筒2或螺母座內表面蓋住凹槽 ，從而構成滾珠循環(huán)通道。螺旋槽式結構工藝簡單，易于制造，螺母徑向尺寸小。缺點是擋珠器剛度較差，容易磨損。,34,插管式是用彎管2代替螺旋槽式中的凹槽， 把彎管的兩端插入螺母3上與螺紋滾道相切的兩個通孔內，外加壓板1用螺釘固定，用彎管的端部或其它形式的擋珠器引導滾珠4進出彎管，以構成循環(huán)通道。插管式結構簡單，工藝性

11、好，適于批量生產(chǎn)。 缺點是彎管突出在螺母的外部，徑向尺寸較大，若用彎管端部作擋珠器，耐磨性較差。,35,端蓋式是在螺母1上鉆有一個縱向通孔作為滾珠返回通道，螺母兩端裝有銑出短槽的端蓋2，短槽端部與螺紋滾道相切，并引導滾珠返回通道，構成滾珠循環(huán)回路。端蓋式的優(yōu)點是結構緊湊，工藝性好。缺點是滾珠通過短槽時容易卡住。,36,（三）消除軸向間隙的調整預緊方法,如果滾珠螺旋副中有軸向間隙或在載荷作用下滾珠與滾道接觸處有彈性變形，則當螺桿反向轉動時，將產(chǎn)生空回誤差。,37,為了消除空回誤差， 在螺桿上裝配兩個螺母1和2，調整兩個螺母的軸向位置，使兩個螺母中的滾珠在承受載荷之前就以一定的壓力分別壓向螺桿螺紋

12、滾道相反的側面，使其產(chǎn)生一定的變形，從而消除了軸向間隙，也提高了軸向剛度。,38,1、墊片調隙式 調整墊片2的厚度，可使螺母1產(chǎn)生軸向移動，以達到消除軸向間隙和預緊的目的。這種方法結構簡單，可靠性高，剛性好。為了避免調整時拆卸螺母，墊片可制成剖分式。其缺點是 精確調整比較困難，并且 當滾道磨損時不能隨意調 整，除非更換墊圈。,39,2、螺紋調隙式 螺母1的外端有凸緣，螺母3加工有螺紋的外端伸出螺母座外，以兩個圓螺母鎖緊。旋轉圓螺母即可調整軸向間隙和預緊。這種方法結構緊湊，工作可靠，調整方便。缺點是不很精確。鍵4的作用是防止兩個螺母的相對轉動。,40,3、齒差調隙式 在螺母1和2的凸緣上切出齒數(shù)

13、相差一個齒的外齒輪，把其裝入螺母座中分別與具有相應齒數(shù)的內齒輪3和4嚙合。調整時，先取下內齒輪，將兩個螺母相對螺母座同方向轉動一定的齒數(shù)，然后把內齒輪復位固定。此時，兩個螺母之間產(chǎn)生相應的軸向位移，從而達到調整的目的。,這種方法調整精度很高，工作可靠。但結構復雜，加工工藝和裝配性能較差。,41,滾珠螺旋副的精度包括螺母的行程誤差和空回誤差。影響滾珠螺旋副精度的因素同滑動螺旋副一樣，主要是螺旋副的參數(shù)誤差、機構誤差和受軸向力后滾珠與螺紋滾道面的接觸變形、螺桿剛度不足引起的螺紋變形等所產(chǎn)生的動態(tài)變形誤差。,三、滾珠螺旋副的精度,42,在JB標準中，根據(jù)滾珠螺旋副的使用范圍和要求分為兩個類型 （P類

14、定位滾珠螺旋副和T類傳動滾珠螺旋副）。七個精度等級，即l、2、3、4、5、7和10級，1級精度最高，依次遞減。標準中規(guī)定了滾珠螺旋副的螺距公差和公稱直徑尺寸變動量的公差，并給出了各項參數(shù)的檢驗方法、各類型的檢驗項目和各精度等級的滾珠螺旋副行程偏差和行程變動量。,43,滾珠絲杠,44,一、靜壓螺旋傳動的工作原理,第四節(jié) 靜壓螺旋傳動,45,為了降低螺旋傳動的摩擦，提高傳動效率，并增強螺旋傳動的剛性和抗震性能，可以將靜壓原理應用于螺旋傳動中，制成靜壓螺旋。在靜壓螺旋中，螺桿仍為一具有梯形螺紋的普通螺桿，但在螺母每圈螺紋牙兩個側面的中徑處，各開有34個油腔，壓力油通過節(jié)流器進入油腔，產(chǎn)生一定的油腔壓力。,46,當螺桿未受載荷時，螺桿的螺紋牙位于螺母螺紋牙的中間位置，處于平衡狀態(tài)。此時，螺桿螺紋牙的兩側間隙相等，經(jīng)螺紋牙兩側流出的油的流量相等。因此，油腔壓力也相等。當螺桿受軸向載荷時，螺桿沿受載方向產(chǎn)生一位移，螺紋牙一側間隙增大，另一側間隙減