機械設計基礎 第十二章螺旋傳動

1、機械設計機械設計第十二章第十二章 螺旋傳動螺旋傳動 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 第二節(jié)第二節(jié) 滑動螺旋傳動的設計滑動螺旋傳動的設計 第三節(jié)第三節(jié) 其他螺旋傳動簡介其他螺旋傳動簡介 主要內容利用螺桿和螺母組成的螺旋副來實現(xiàn)傳動要求利用螺桿和螺母組成的螺旋副來實現(xiàn)傳動要求將回轉運動變?yōu)橹本€運動，并傳遞運動或動力。將回轉運動變?yōu)橹本€運動，并傳遞運動或動力。結構緊湊、傳動均勻、準確、平穩(wěn)、易于自鎖等結構緊湊、傳動均勻、準確、平穩(wěn)、易于自鎖等優(yōu)點。優(yōu)點。第一節(jié) 概述一、螺旋傳動的類型和應用一、螺旋傳動的類型和應用 1. 螺旋傳動類型螺旋傳動類型 按照用途不同按照用途不同:傳力螺旋傳力螺旋傳導螺旋傳導螺旋調整

2、螺旋調整螺旋第一節(jié) 概述（1）傳力螺旋）傳力螺旋 （傳遞動力為主）（傳遞動力為主）特點：特點： 低速低速 間歇工作間歇工作 傳遞軸向力大傳遞軸向力大 自鎖自鎖應用：舉重器應用：舉重器 螺旋千斤頂螺旋千斤頂 螺旋壓力機螺旋壓力機第一節(jié) 概述（2）傳導螺旋）傳導螺旋（傳遞運動為主）（傳遞運動為主） 應用：機床進給絲杠應用：機床進給絲杠特點：特點： 速度高速度高 連續(xù)工作、連續(xù)工作、 精度高精度高第一節(jié) 概述（3）調整螺旋）調整螺旋 （調整并固定零件間的相對位置（調整并固定零件間的相對位置 ）特點：受力較小且不經常轉動特點：受力較小且不經常轉動 應用：帶傳動張緊裝置、機床卡盤、軋鋼機軋應用：帶傳動張

3、緊裝置、機床卡盤、軋鋼機軋輥下壓螺旋。輥下壓螺旋。第一節(jié) 概述按摩擦性質的不同，螺旋傳動又可分為按摩擦性質的不同，螺旋傳動又可分為 滑動摩擦螺旋傳動滑動摩擦螺旋傳動（簡稱滑動螺旋）（簡稱滑動螺旋） 滾動摩擦螺旋傳動滾動摩擦螺旋傳動（簡稱滾動螺旋（簡稱滾動螺旋/滾珠絲杠）滾珠絲杠） 靜壓滑動摩擦螺旋傳動靜壓滑動摩擦螺旋傳動（簡稱靜壓螺旋）。（簡稱靜壓螺旋）。第一節(jié) 概述（1）滑動螺旋）滑動螺旋優(yōu)點：構造簡單、傳動比大，承載能力高，加工優(yōu)點：構造簡單、傳動比大，承載能力高，加工 方便、傳動平穩(wěn)、工作可靠、易于自鎖。方便、傳動平穩(wěn)、工作可靠、易于自鎖。第一節(jié) 概述缺點：低速或進行運動微調時可能出現(xiàn)爬

4、行現(xiàn)象；缺點：低速或進行運動微調時可能出現(xiàn)爬行現(xiàn)象； 摩擦阻力大，傳動效率低（一般為摩擦阻力大，傳動效率低（一般為3060）；）； 螺紋間有側向間隙，反向時有空行程；螺紋間有側向間隙，反向時有空行程； 磨損較大磨損較大 應用：廣泛應用于機床的進給、分度、定位等機構，應用：廣泛應用于機床的進給、分度、定位等機構， 如壓力機、千斤頂?shù)膫髁β菪?。如壓力機、千斤頂?shù)膫髁β菪取＃?）滾動螺旋）滾動螺旋第一節(jié) 概述應用應用: 于精密和數(shù)控機床、測試機械、儀器的傳動于精密和數(shù)控機床、測試機械、儀器的傳動 和調整螺旋，車輛、飛機上的傳動螺旋。和調整螺旋，車輛、飛機上的傳動螺旋。缺點：結構復雜，制造困難；抗

5、沖擊能力差。缺點：結構復雜，制造困難；抗沖擊能力差。優(yōu)點：優(yōu)點： 摩擦阻力小，傳動效率高（摩擦阻力小，傳動效率高（90以上）；以上）； 運轉平穩(wěn)，低速時不爬行，啟動時無抖動；運轉平穩(wěn)，低速時不爬行，啟動時無抖動； 經調整和預緊可實現(xiàn)高精度定位；經調整和預緊可實現(xiàn)高精度定位； 傳動具有可逆性，如果運用于禁止逆轉的場傳動具有可逆性，如果運用于禁止逆轉的場 合，需要加設防逆轉機構；合，需要加設防逆轉機構； 使用壽命長。使用壽命長。第一節(jié) 概述（3）靜壓螺旋）靜壓螺旋優(yōu)點：螺桿與螺母被油膜隔開優(yōu)點：螺桿與螺母被油膜隔開,摩擦力小摩擦力小,效率高效率高99 運轉平穩(wěn)運轉平穩(wěn) ，無爬行；，無爬行； 反向時

6、無空行程反向時無空行程 定位精度高；定位精度高； 磨損小，壽命長等優(yōu)點磨損小，壽命長等優(yōu)點.缺點：結構復雜，制造較難，供油系統(tǒng)要求高。缺點：結構復雜，制造較難，供油系統(tǒng)要求高。應用：精密機床應用：精密機床 的進給、的進給、 分度機構分度機構 傳動螺旋傳動螺旋第一節(jié) 概述 二、螺旋傳動的運動關系二、螺旋傳動的運動關系1. 一般螺旋機構一般螺旋機構 2SL (rad)角時，螺母軸向移動的位移為角時，螺母軸向移動的位移為螺桿轉螺桿轉第一節(jié) 概述導程2. 差動螺旋機構差動螺旋機構差動螺旋機構差動螺旋機構（A、B兩段螺旋旋向相同兩段螺旋旋向相同 ） 2)(BASSL應用：分度機構應用：分度機構 測微機構

7、測微機構60)(nSSvBA 鏜床微量進給裝置鏜床微量進給裝置第一節(jié) 概述復式螺旋機構復式螺旋機構兩螺旋的旋向相反，螺母軸向移動的位移相疊加兩螺旋的旋向相反，螺母軸向移動的位移相疊加2)(BASSL60)(nSSvBA應用：應用： 快速靠近或快速靠近或 離開的場合。離開的場合。 如車鉤快速如車鉤快速 合攏或分開合攏或分開 裝置。裝置。第一節(jié) 概述一、結構與材料一、結構與材料 螺母結構：螺母結構： 整體螺母整體螺母 組合螺母組合螺母 剖分螺母剖分螺母 1. 滑動螺旋的結構滑動螺旋的結構組合螺母組合螺母 螺桿：右旋結構，特殊情況下螺桿：右旋結構，特殊情況下 采用左旋螺紋。采用左旋螺紋。 第二節(jié) 滑

8、動螺旋傳動的設計2. 螺桿與螺母常用材料螺桿與螺母常用材料螺桿和螺母材料應具有螺桿和螺母材料應具有 較高的耐磨性較高的耐磨性 足夠的強度足夠的強度 良好的工藝性。良好的工藝性。螺桿：鋼螺桿：鋼螺母：青銅、鋼或鑄鐵（尺寸較小或輕載高速傳動）螺母：青銅、鋼或鑄鐵（尺寸較小或輕載高速傳動） 第二節(jié) 滑動螺旋傳動的設計二、二、耐磨性計算耐磨性計算 phHdFPhzdFAFp22 phFPd2耐磨性計算尚無完善的計算方耐磨性計算尚無完善的計算方法，通過限制螺紋副接觸面上法，通過限制螺紋副接觸面上的壓強的壓強 p 作為計算條件作為計算條件 第二節(jié) 滑動螺旋傳動的設計螺紋工作螺紋工作圈數(shù)圈數(shù),一般一般10H

9、螺母PblF/zhdd1FD1Dd2校核公式校核公式設計公式設計公式=H/d2三、螺母螺紋牙的強度校核三、螺母螺紋牙的強度校核彎曲強度校核公式為彎曲強度校核公式為 b22b362zDbFhDbhzF剪切強度校核公式為剪切強度校核公式為 DbzF第二節(jié) 滑動螺旋傳動的設計螺紋大徑螺紋大徑一圈螺紋沿螺紋大徑展開圖一圈螺紋沿螺紋大徑展開圖四、螺桿強度校核四、螺桿強度校核 23122122ca16/343dTdF)tan(2v2dFT螺桿受軸向力螺桿受軸向力F及轉矩及轉矩T的作用的作用, 第二節(jié) 滑動螺旋傳動的設計第四強度理論確定危險截面的計算應力第四強度理論確定危險截面的計算應力 螺紋小徑螺紋小徑五、螺桿穩(wěn)定性校核五、螺桿穩(wěn)定性校核螺桿的穩(wěn)定性條件為螺桿的穩(wěn)定性條件為SFFc第二節(jié) 滑動螺旋傳動的設計穩(wěn)定性安全系數(shù)2.55臨界載荷，與螺桿的柔度有關六、自鎖性校核六、自鎖性校核vvarctan f第二節(jié) 滑動螺旋傳動的設計一、滾動螺旋傳動簡介一、滾動螺旋傳動簡介滾動螺旋傳動是在具有圓弧形螺旋槽的螺桿和螺母滾動螺旋傳動是在具有圓弧形螺旋槽的螺桿和螺母之間連續(xù)裝填若干滾動體（多用鋼球），當傳動工之間連續(xù)裝填若干滾動體（多用鋼球），當傳動工作，滾動體沿螺紋滾道滾動并形成循環(huán)。作，滾動體沿螺紋滾道滾動并形成循環(huán)。內內循循環(huán)環(huán)外外循循環(huán)環(huán)第三節(jié) 其他螺旋傳動簡