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第二章 螺旋传动新第1页，本讲稿共38页引言 观察这些装置，分析它们是怎样工作的？有什么共同特征？第2页，本讲稿共38页引言 以上装置都应用了以上装置都应用了螺旋传动螺旋传动，可以发现它们工作时，可以发现它们工作时，螺旋传动螺旋传动的作用是利用内、的作用是利用内、外螺纹组成的螺旋副将旋转运动变换为直线运动。外螺纹组成的螺旋副将旋转运动变换为直线运动。第3页，本讲稿共38页主要内容普通螺纹的主要参数普通螺纹的主要参数2螺旋传动的应用形式螺旋传动的应用形式4 螺纹的种类和应用螺纹的种类和应用3 1 螺纹的代号标注螺纹的代号标注3 3第4页，本讲稿共38页 螺纹的种类和应用螺纹的种类和应用3 12、螺旋线：、螺旋线：当动点当动点A既沿圆柱（圆锥）既沿圆柱（圆锥）母线做等速直线运动，同时又绕圆柱（圆锥）母线做等速直线运动，同时又绕圆柱（圆锥）轴线作等角速旋转运动时，则动点轴线作等角速旋转运动时，则动点A的运动轨迹的运动轨迹称为螺旋线。称为螺旋线。1、螺纹螺纹：沿螺旋线沿螺旋线加工加工出具有一定出具有一定几何形状的沟槽称为螺纹。几何形状的沟槽称为螺纹。螺纹的形成螺纹的形成第5页，本讲稿共38页 螺纹的种类和应用螺纹的种类和应用3 1螺纹的种类螺纹的种类21、按螺纹的牙型分、按螺纹的牙型分三角螺纹三角螺纹第6页，本讲稿共38页 螺纹的种类和应用螺纹的种类和应用3 1螺纹的种类螺纹的种类2、按螺旋线的方向分、按螺旋线的方向分左旋螺纹左旋螺纹右旋螺纹右旋螺纹说明：说明：1、顺时针方向旋入的为右旋螺纹 2、相互旋合的内 外螺 纹，其旋向相 同，公称直径相同。第7页，本讲稿共38页 螺纹的种类和应用螺纹的种类和应用3 1螺纹的种类螺纹的种类3、按螺旋线的线数分、按螺旋线的线数分单线螺纹单线螺纹多线螺纹多线螺纹第8页，本讲稿共38页 螺纹的种类和应用螺纹的种类和应用3 1螺纹的种类螺纹的种类4、按螺旋线形成的表面分、按螺旋线形成的表面分内螺纹内螺纹外螺纹外螺纹第9页，本讲稿共38页 螺纹的种类和应用螺纹的种类和应用3 1螺纹的种类螺纹的种类5、按螺纹的用途不同分、按螺纹的用途不同分连接螺纹连接螺纹传动螺纹传动螺纹普通螺纹普通螺纹管螺纹管螺纹第10页，本讲稿共38页 普通螺纹的主要参数普通螺纹的主要参数2普通螺纹普通螺纹即三角形螺纹。牙型为三角形，一般分为即三角形螺纹。牙型为三角形，一般分为粗牙和细牙螺纹两种，广泛用于各种紧固粗牙和细牙螺纹两种，广泛用于各种紧固连接。连接。第11页，本讲稿共38页 普通螺纹的主要参数普通螺纹的主要参数2有关直径有关直径螺纹大径（公称直径）：螺纹大径（公称直径）：D（内）（内）d(外)与外螺纹牙顶或内 螺纹牙底相重合的假想圆柱面的直径。螺纹中径：螺纹中径：D2(内)d2(外)一假想圆柱面的直径，该圆柱的母线 通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方。螺纹小径：螺纹小径：D1(内)d1(外)与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相 重合的假想圆柱面的直径。第12页，本讲稿共38页 普通螺纹的主要参数普通螺纹的主要参数2有关角度有关角度螺纹升角螺纹升角：在中径圆柱上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴在中径圆柱上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面之间的夹角。线的平面之间的夹角。牙型角牙型角：相邻两牙侧间的夹角，相邻两牙侧间的夹角，=600第13页，本讲稿共38页 普通螺纹的主要参数普通螺纹的主要参数2螺距和导程螺距和导程螺距螺距P：相邻两牙在中径上对应两点间的轴向距离。相邻两牙在中径上对应两点间的轴向距离。导程导程Ph：同一条螺旋线上相邻两牙在中径上对应两点间的轴向距离。同一条螺旋线上相邻两牙在中径上对应两点间的轴向距离。导程和螺距的关系：导程和螺距的关系：Ph=ZPZ:线数线数第14页，本讲稿共38页 螺纹的代号标注螺纹的代号标注3普通螺纹普通螺纹特征特征代号代号公称公称直径直径螺距螺距旋旋向向中径、顶径中径、顶径公差带代号公差带代号内内/外公差带外公差带配合代号配合代号旋合旋合长度长度例：例：M106H表示直径表示直径10mm，螺距，螺距1.5mm，中径顶径公差带为，中径顶径公差带为6H的普通粗牙内螺纹；的普通粗牙内螺纹；M1016g表示直径表示直径10mm，螺距，螺距1mm，中径顶径公差带为中径顶径公差带为6g的普通细牙外螺纹的普通细牙外螺纹说明：说明：同一公称直径的普通螺纹可以有多种螺距，其中螺距最大的为粗牙螺纹，其余为细牙螺纹。在标注时，细牙螺纹要标出螺距。第15页，本讲稿共38页螺纹的代号标注螺纹的代号标注3普通螺纹普通螺纹例例2 2：M20 X 2 M20 X 2 左左6H/5g6g6H/5g6gS S旋合长度旋合长度外螺纹顶径公差带外螺纹顶径公差带外螺纹中径公差带外螺纹中径公差带内螺纹中径和顶径公差带内螺纹中径和顶径公差带左旋左旋螺距：螺距：2mm2mm公称直径：公称直径：20mm20mm特征代号特征代号第16页，本讲稿共38页螺纹的代号标注螺纹的代号标注3梯形螺纹梯形螺纹例：例：Tr24Tr2410（P5）LH7H7H内螺纹中径公差带内螺纹中径公差带左旋左旋螺距：螺距：5mm5mm导程导程:10mm:10mm特征代号：梯形螺纹特征代号：梯形螺纹公称直径公称直径:24mm:24mm第17页，本讲稿共38页螺纹的代号标注螺纹的代号标注3管螺纹管螺纹非螺纹密封非螺纹密封螺螺 纹纹 密密 封封特征代号特征代号Rp：圆柱内螺纹GR：圆锥外螺纹Rc：圆锥内螺纹标注示例标注示例G1A LHRc2 LHRp2R2 LH1：尺寸代号A：外螺纹公差 等级代号LH：左旋2：尺寸代号LH：左旋2：尺寸代号2：尺寸代号LH：左旋第18页，本讲稿共38页 练习题练习题1一、选择一、选择1、普通螺纹指（）、普通螺纹指（）三角螺纹梯形螺纹矩形螺纹三角螺纹梯形螺纹矩形螺纹、普通螺纹的公称直径是指螺纹的（）、普通螺纹的公称直径是指螺纹的（）大径中径小径大径中径小径、同一公称普通螺纹可以有多种螺距，其中，螺距（）的为粗牙螺纹。、同一公称普通螺纹可以有多种螺距，其中，螺距（）的为粗牙螺纹。最小中间最大最小中间最大、双线螺纹的导程等于螺距的（）、双线螺纹的导程等于螺距的（）倍倍倍倍.5倍倍第19页，本讲稿共38页 练习题练习题1二、判断二、判断1、按用途不同，螺纹可分为连接螺纹和传动螺纹。（）、按用途不同，螺纹可分为连接螺纹和传动螺纹。（）、顺时针方向旋入的螺纹为右旋螺纹。（）、顺时针方向旋入的螺纹为右旋螺纹。（）、相互旋合的内外螺纹，其旋向相同，公称直径相同。（、相互旋合的内外螺纹，其旋向相同，公称直径相同。（）、普通螺纹同一公称直径只能有一种螺距。（）、普通螺纹同一公称直径只能有一种螺距。（）第20页，本讲稿共38页螺旋传动的应用形式螺旋传动的应用形式4概述概述1、什么是螺旋传动？、什么是螺旋传动？利用螺杆和螺母组成的螺旋副将利用螺杆和螺母组成的螺旋副将旋转旋转 运动变为运动变为直线直线运动的传动方式。运动的传动方式。2、螺旋传动的类型、螺旋传动的类型普通螺旋传动普通螺旋传动差动螺旋传动差动螺旋传动滚珠螺旋传动滚珠螺旋传动第21页，本讲稿共38页普通螺旋传动普通螺旋传动4.1普通螺旋传动的应用形式普通螺旋传动的应用形式1、螺母固定不动，螺杆回转并作直线运动、螺母固定不动，螺杆回转并作直线运动2、活动钳口4、螺母3、固定钳口1、螺杆台台虎虎钳钳2、螺杆固定不动，螺母回转并作直线运动、螺杆固定不动，螺母回转并作直线运动第22页，本讲稿共38页普通螺旋传动的应用形式普通螺旋传动的应用形式3、螺杆回转，螺母作直线运动、螺杆回转，螺母作直线运动4、螺母回转，螺杆作直线运动、螺母回转，螺杆作直线运动观察镜螺杆螺母机架普通螺旋传动普通螺旋传动4.1第23页，本讲稿共38页普通螺旋传动直线移动方向的判定普通螺旋传动直线移动方向的判定1、影响移动方向的因素、影响移动方向的因素螺纹旋向螺纹旋向螺纹回转方向螺纹回转方向螺旋传动应用形式螺旋传动应用形式2、移动方向的判定方法：、移动方向的判定方法：左右手法则左右手法则普通螺旋传动普通螺旋传动4.1第24页，本讲稿共38页普通螺旋传动直线移动方向的判定普通螺旋传动直线移动方向的判定2、移动方向的判定方法：、移动方向的判定方法：应用形式应用形式应用实例应用实例判定方法判定方法螺母（杆）螺母（杆）不动，螺杆不动，螺杆（母）回转（母）回转并移动并移动螺杆（母）螺杆（母）回转，螺母回转，螺母（杆）移动（杆）移动手握拳，四指指向与螺杆（螺母）手握拳，四指指向与螺杆（螺母）回转方向相同，大拇指竖直，则大回转方向相同，大拇指竖直，则大拇指指向即为主动件螺杆（螺母）拇指指向即为主动件螺杆（螺母）的移动方向。的移动方向。手握拳，四指指向与主动件螺杆手握拳，四指指向与主动件螺杆（螺母）回转方向相同，大拇指竖（螺母）回转方向相同，大拇指竖直，则大拇指指向的相反方向即为直，则大拇指指向的相反方向即为从动件螺母（螺杆）的移动方向。从动件螺母（螺杆）的移动方向。普通螺旋传动普通螺旋传动4.1第25页，本讲稿共38页普通螺旋传动直线移动距离的计算普通螺旋传动直线移动距离的计算直线移动距离的计算：直线移动距离的计算：N：转动的圈数：转动的圈数Ph：螺纹导程：螺纹导程例例1、普通螺旋传动中，已知左旋双线螺杆的螺距为普通螺旋传动中，已知左旋双线螺杆的螺距为8mm，若螺杆按图示方向回转两周，螺母移动了多少，若螺杆按图示方向回转两周，螺母移动了多少距离？方向如何？距离？方向如何？解：移动距离解：移动距离 L=NPh=NPZ=282=32mm 移动方向：左移移动方向：左移普通螺旋传动普通螺旋传动4.1L=NPh第26页，本讲稿共38页 引言引言差动螺旋传动差动螺旋传动4.2到底什么是到底什么是差动呢？差动呢？一列火车以一列火车以12KM（200M/min）的时速在缓慢的从）的时速在缓慢的从火车站自西向东运行，一个人在火车上以火车站自西向东运行，一个人在火车上以9KM(150M/min)的时速向相反的方向运动，一分钟的时速向相反的方向运动，一分钟后那人离火车站的距离是多少？后那人离火车站的距离是多少？答案：答案：200-150=50m所谓差动指的是所谓差动指的是主从动件运动不主从动件运动不一致的运动形式一致的运动形式第27页，本讲稿共38页 差动螺旋传动原理差动螺旋传动原理差动螺旋传动差动螺旋传动4.2活活动动螺螺母母固固定定螺螺母母组组合合螺螺杆杆机机架架手手柄柄及及转转盘盘说明：说明：组合螺杆由两段螺距或旋向不同的螺杆组合为一体，分别与活动螺母和固组合螺杆由两段螺距或旋向不同的螺杆组合为一体，分别与活动螺母和固定螺母配合，组成两组螺旋副。当螺杆回转时，螺杆相对于固定螺母、活动螺母定螺母配合，组成两组螺旋副。当螺杆回转时，螺杆相对于固定螺母、活动螺母相对于螺杆均有直线运动，最终体现为活动螺母的运动，形成一种差动关系。相对于螺杆均有直线运动，最终体现为活动螺母的运动，形成一种差动关系。由两个螺旋副组成的使由两个螺旋副组成的使活动螺母与螺杆产生差动的活动螺母与螺杆产生差动的螺旋传动称为螺旋传动称为差动螺旋传动。差动螺旋传动。第28页，本讲稿共38页 差动螺旋传动原理差动螺旋传动原理差动螺旋传动差动螺旋传动4.2螺杆活动螺母固定螺母（机架）设固定螺母和活动螺母同为右设固定螺母和活动螺母同为右旋，当如图所示方向回转螺杆旋，当如图所示方向回转螺杆一圈时，活动螺母的移动方向一圈时，活动螺母的移动方向如何？移动距离如何计算？如何？移动距离如何计算？如果固定螺母仍为右旋，而活如果固定螺母仍为右旋，而活动螺母为左旋，仍按如图所示动螺母为左旋，仍按如图所示方向回转螺杆一圈时，活动螺方向回转螺杆一圈时，活动螺母的移动方向和距离如何？母的移动方向和距离如何？L=Ph1-Ph2如为如为“+”，则左移，则左移如为如为“一一”，则右移，则右移L=Ph1+Ph2 左移左移第29页，本讲稿共38页差动螺旋传动活动螺母移动距离的计算及方向的判别差动螺旋传动活动螺母移动距离的计算及方向的判别差动螺旋传动差动螺旋传动4.2螺杆上螺杆上两段螺两段螺纹的旋纹的旋向相同向相同螺杆上螺杆上两段螺两段螺纹的旋纹的旋向相反向相反形式形式移动距离的计算移动距离的计算移动方向的确定移动方向的确定应用实例应用实例L=N（Ph1 Ph2）L=N（Ph1+Ph2）1、螺杆方向按普通螺旋传动移动方向确定2、计算结果为“+”时，活动螺母实际移动方向与螺杆相同。3、计算结果为“”时，活动螺母实际移动方向与螺杆相反。活动螺母可以产生极小位移，因此可以方便地实现微量调节。1、螺杆方向按普通螺旋传动移动方向确定2、活动螺母实际移动方向与螺杆相同。活动螺母可以产生很大的位移，因此可以用于需快速移动或调整两构件相对位置的装置中。第30页，本讲稿共38页差动螺旋传动活动螺母移动距离的计算及方向的判别差动螺旋传动活动螺母移动距离的计算及方向的判别差动螺旋传动差动螺旋传动4.2例：已知一差动螺旋传动，如图所示，两螺旋副均为右旋，其中，PhA=1.5mm;PhB=1mm。当手轮顺时针（自右向左看）旋转2周时，活动螺母向哪个方向运动，距离是多少？解：解：L=N(PhA-PhB)=2(1.5-1)=1mm运动方向：运动方向：向左向左BA第31页，本讲稿共38页滚珠螺旋传动简介滚珠螺旋传动简介4.3组成：组成：滚珠滚珠2、螺杆、螺杆3、螺母、螺母4、滚珠循环装置滚珠循环装置1工作过程：工作过程：当螺杆或螺母转动时，滚动体在螺杆与螺母间的螺纹滚当螺杆或螺母转动时，滚动体在螺杆与螺母间的螺纹滚道内滚动，使螺杆和螺母间为滚动摩擦，从而提高传动效率道内滚动，使螺杆和螺母间为滚动摩擦，从而提高传动效率和传动精度。和传动精度。第32页，本讲稿共38页滚珠螺旋传动简介滚珠螺旋传动简介4.3应用特点：应用特点：优点：滚动摩擦阻力小、摩擦损失小。传动优点：滚动摩擦阻力小、摩擦损失小。传动 效率高、传动时运动稳定、动作灵敏效率高、传动时运动稳定、动作灵敏缺点：结构复杂，外形尺寸较大，制造技缺点：结构复杂，外形尺寸较大，制造技 术要求高，因此成本也较高。术要求高，因此成本也较高。应用场合：应用场合：第33页，本讲稿共38页 练习题练习题2一、选择一、选择1、普通螺旋传动中，从动件直线移动方向与（）有关。、普通螺旋传动中，从动件直线移动方向与（）有关。螺纹的回转方向螺纹的旋向螺纹的回转方向螺纹的旋向A与与B两项两项、车床床鞍的移动采用了（）的传动形式。、车床床鞍的移动采用了（）的传动形式。螺母固定不动，螺杆回转并作直线运动螺母固定不动，螺杆回转并作直线运动 螺杆固定不动，螺母回转并作直线运动螺杆固定不动，螺母回转并作直线运动C 螺杆回转，螺母移动螺杆回转，螺母移动3、（）具有传动效率高、传动精度高、摩擦损失小、寿命长的优点。、（）具有传动效率高、传动精度高、摩擦损失小、寿命长的优点。普通螺旋传动滚珠螺旋传动差动螺旋传动普通螺旋传动滚珠螺旋传动差动螺旋传动CBBC4、（）多用于车辆转向机构及对传动精度要求较高的场合。、（）多用于车辆转向机构及对传动精度要求较高的场合。普通螺旋传动滚珠螺旋传动差动螺旋传动普通螺旋传动滚珠螺旋传动差动螺旋传动第34页，本讲稿共38页 练习题练习题2二、计算：二、计算：1、一普通螺旋传动机构，双线螺杆驱动螺母作直线运动，螺距为、一普通螺旋传动机构，双线螺杆驱动螺母作直线运动，螺距为6mm，求：，求：（1）螺杆转两周时，螺母的移动距离为多少？）螺杆转两周时，螺母的移动距离为多少？（2）螺杆转速为）螺杆转速为25r/min时，螺母的移动速度为多少？时，螺母的移动速度为多少？2、如图所示差动螺旋传动，螺旋副、如图所示差动螺旋传动，螺旋副a：Pha=2mm，左旋；螺旋副，左旋；螺旋副b：Phb=2.5mm，左旋；求：左旋；求：ab（1）当螺杆按图示方向转）当螺杆按图示方向转0.5周时，活动螺母相对周时，活动螺母相对于导轨的移动距离为多少？方向如何？于导轨的移动距离为多少？方向如何？（2）若螺旋副）若螺旋副b改为右旋，当螺杆按图示方向转改为右旋，当螺杆按图示方向转0.5周时，活动螺母相对于导轨的移动距离为多少？方周时，活动螺母相对于导轨的移动距离为多少？方向如何？向如何？（答案：24mm）（答案：300mm/min）（答案：0.25mm 左移）（答案：2.25mm 右移）第35页，本讲稿共38页小结螺纹的种类螺纹的种类按牙型按旋向按线数按加工表面按用途螺距和导程牙形角普通螺纹的主要参数普通螺纹的主要参数有关直径有关角度大径中径小径螺纹升角导程Ph螺距PPh=nP螺纹的代号标注螺纹的代号标注普通螺纹：普通螺纹：M20 X 2 M20 X 2 左左6H/5g6g6H/5g6gS S梯形螺纹：梯形螺纹：Tr24Tr2410（P5）LH7H7H管螺纹管螺纹螺纹密封螺纹密封:RC、RP、R非螺纹密封：非螺纹密封：G第36页，本讲稿共38页小结螺旋传动的应用形式螺旋传动的应用形式普通螺旋传动普通螺旋传动应用形式应用形式从动件直线移动方向的判定：左右手法则从动件直线移动方向的判定：左右手法则差动螺旋传动差动螺旋传动活动螺母移动距离的计算：活动螺母移动距离的计算：方向的判别：方向的判别：L=N（Ph1 Ph2）利用结果的正负号来判断利用结果的正负号来判断滚珠螺旋传动滚珠螺旋传动组成组成应用特点应用特点第37页，本讲稿共38页END第38页，本讲稿共38页