螺旋传动学习.pptx

根据螺旋线头数：单头螺纹（n=1）用于联接 双头螺纹（n=2）如图 多线螺纹（n2）用于传动按牙型:三角形螺纹联接螺纹 矩形、梯形、锯齿形螺纹传动螺纹按位置：内螺纹在圆柱孔的内表面形成的螺纹 外螺纹在圆柱的外表面形成的螺纹 根据螺旋线绕行方向：左旋如图 右旋常用补充知识：（一）螺纹的分类第1页/共53页锯齿形螺纹三角形螺纹（普通螺纹（粗牙、细牙）、管螺纹）矩形螺纹梯形螺纹 第2页/共53页1）大径d(D)：公称直径2）小径d1(D1)：计算强度3）中径d2=(d+d1)/2（二）螺纹的主要参数：4）螺距P 5）导程S6）线数n：S=nP 7）升角 tan=nP/d28）牙型角补充知识结束 第3页/共53页螺旋传动按作用分类：1）读数螺旋机构 用于测量微量长度和传递数值反映被测物理量大小的螺旋机构 2）传动螺旋机构 以传递运动为主，用于变换、传播运动和产生微量位移，调节零部之间相对位置的螺旋机构 3）传力螺旋机构 一般传递的载荷较大、速度较低 螺旋传动按其接触面间的摩擦性质，可分为：1）滑动螺旋传动 2）滚动螺旋传动 3）静压螺旋传动（流体液压）第4页/共53页第二节第二节 滑动螺旋传动滑动螺旋传动一、滑动螺旋传动的特点（1）降速传动比大转角很大，直线位移量很小，结构紧凑（2）具有增力的作用给主动件一个小转矩，从动件可获得大Fa（3）能自锁时（4）效率低，磨损快二、滑动螺旋传动的型式及应用a螺母固定，螺杆转动并移动 第5页/共53页特点：1)优点：精度高，结构简单，不需支承螺杆的轴承，消 除了轴承误差对传动精度的影响。2)缺点：外廓尺寸较大，几乎是工作行程的二倍。刚性较差，仅适用于行程较短的情况。a螺母固定，螺杆转动并移动 第6页/共53页图9-2测微目镜示数螺旋传动 转动手轮6，螺杆3转动并移动，因而推动分划板框2移动，螺杆的移动距离即分划板的移动距离，并直接从刻度套筒4和5中读出。第7页/共53页b螺杆传动、螺母移动 优点：结构紧凑，所占轴向空间略大于螺杆的工作行程，刚度较大，适用于工作行程较大的场合，精度较高。缺点：零件较多，影响传动精度。此时螺母要限制转动综合工艺性、装调等方面的因素，一般应用较广泛，如车床的走刀机构、工具显微镜工作台的纵向传动机械等。第8页/共53页图9-3测量显微镜纵向测微螺旋转动手轮1（与螺杆2固连），螺母3产生移动，通过片簧7带动工作台8移动。移动距离通过游标刻尺9及手轮1的读数鼓读出。第9页/共53页c螺母转动，螺杆移动 特点：结构要求限制螺母移动和螺杆的转动，结构较为复杂，故应用较少。d螺杆固定 螺母又转又移 特点：结构简单、紧凑，但精度低，结构上难于实现运动的连续传递，在多数常合下使用不便，故应用较少，用作简易调整装置。第10页/共53页e差动螺旋 差动螺旋传动是上述基本传动型式的组合 螺杆3左、右两段螺纹旋向相同，导程分别为Ph1和Ph2 可动螺母的移动距离 若Ph1与Ph2相差很小，l很小微动装置 如螺杆3左右两段旋向相反：快速移动螺旋快速夹紧装置 第11页/共53页 螺旋副中力的关系、效率和自锁1.矩形螺纹已知：升角，摩擦系数f，载荷FQ求：A等速上升与等速下降时，水平力F的大小，沿斜面上升的效率及其自锁条件解：滑块上升 考虑A的平衡：补充知识：第12页/共53页滑块下降 滑块上升时输入功：滑块上升的有效功：滑块上升时的效率：第13页/共53页滑块下降时：若 ，则 F 0，不加支持力F，滑块在FQ的作用下不会自动下滑自锁滑块上升时，越大则效率越高，当=45-/2时，效率最高，但升角过大加工太困难，一般 螺母强度 验算螺母螺纹强度 剪切强度：弯曲强度：（五）驱动力矩、效率和自锁 保证螺旋副转动灵活，反行程自锁 驱动力作用下，主动件 传力 从动件 升角，V当量摩擦角 ，螺纹牙型半角第19页/共53页轴向载荷作用下，如螺旋副不自锁，从动件 传力主动件 如要求自锁：0 自锁条件：要求尽量高使转动灵活 第20页/共53页四、滑动螺旋传动的设计原则（一）传动型式的选择 根据其各自的传动特点，及实际工作情况的要求：如精度、结构、刚度和传动其它特殊要求等（二）螺纹类型的确定 精密机械中，螺旋传动螺纹的类型多用普通三角形螺纹和梯形螺纹。a)传动精度高低：精度要求高,用三角螺纹b)传动功率的大小：大用梯形螺纹，小用三角螺纹（细牙）c)微动灵敏度：细牙三角螺纹的微动灵敏度较高d)自锁性能（即不能反向传动），三角螺纹的自锁性能好传动中一般用梯形，但当螺距t25，受压螺杆应进行稳定性验算 3为避免周期误差应选用单头螺纹,传动精度高。4小转角大位移的情况用多头螺纹。第23页/共53页（五）螺纹公差 螺纹精度 公差带 公差带大小 即 公差等级旋合长度 公差带位置 即 基本偏差 必须规定公差带在多大的旋合长度范围内有效。旋合长度分长、中、短三种，表96一般按中等长度考虑，旋合长度，累积误差，仅用公差带大小不能表示 精度 将不同的公差等级（即公差带大小）和基本偏差（即公差带位置）组合，可得最终公差带。例7H，8g（H7，g81998国标）第24页/共53页 螺纹公差带的选用，表9-8 6级公差基本级 *公差带优先选择 H/h配合最小间隙为零，多采用此配合G/h，H/g保证间隙，适用于要求快速装卸的螺纹GB5796.386：传动丝杠、螺母副中30梯形螺纹JB288692：梯形螺纹丝杠，螺母精度标准第25页/共53页螺纹公差带的标记:M 20 2/2 左5H 6H/5g 6g S大径 导程 线数 左旋内螺纹中径公差带 内螺纹顶径公差带 外螺纹中径公差带 外螺纹顶径公差带 旋合长度 相同时只标一个第26页/共53页（六）螺旋副零件与滑板联接结构的确定 螺旋副零件与滑板的联接结构对螺旋副的磨损和传动精度都有影响。结构设计要求：1、消除空回 2、提高传动精度 3、减少螺旋副的磨损 常见联接结构：1刚性联接结构 第27页/共53页2弹性联接结构 第28页/共53页3活动联接结构 第29页/共53页五、影响螺旋传动精度的因素及提高传动精度的措施传动精度螺杆与螺母间实际相对运动保持理论值的准确程度（一）螺纹参数误差 1螺距误差 单个螺距误差螺距累积误差螺杆的单个螺距误差和累积螺距误差皆影响传动精度 螺母的单个螺距误差和累积螺距误差不影响传动精度在精密螺旋传动中螺杆的精度螺母的精度 第30页/共53页2中径误差 大、小径处有较大间隙，互不接触，中径为配合尺寸 为使螺杆与螺母转动灵活、储存润滑油 应对中径上的间隙加以控制3牙型半角误差 当螺纹各牙间牙型角有差异，会引起螺距变化，从而影响传动精度 牙型角在螺纹全长上变化不大（一次装刀切削），对传动精度影响小第31页/共53页（二）螺杆轴向窜动误差 螺杆轴肩端面与轴承止推面不垂直，有1、2的偏差 第32页/共53页（三）偏斜误差 螺杆的轴线方向与移动件运动方向不平行（四）温度误差 由于温度（工作温度与制造温度的不同）引起的螺杆长度和螺距发生变化第33页/共53页为减小误差，可以提高制造精度，但单纯提高精度，成本高，所以可以采用某些结构措施提高传动精度：1、螺距误差校正装置 螺杆1螺母2导杆3校正尺4第34页/共53页步骤：a）精确测出每个位置，螺距误差Pb）计算出螺母应在每个位置的附加转角c）制出校正面的形状 该校正装置可校正综合螺距误差由于螺距误差、中径误差、牙型半角误差所引起的误差第35页/共53页例：坐标镗床螺距误差校正装置 螺杆9螺母4（工作台）校正尺3导杆1转动杆2杠杆5利用校正原理还可校正温度误差，将校正尺制成直尺，并相对螺杆轴线倾斜角即可 第36页/共53页2、消除螺杆轴向窜动 螺杆2，滚珠5，弹簧4，定位砧6第37页/共53页六、消除螺旋传动的空回的方法 空回由于存在间隙，螺杆改变转动方向时，螺母不会立即反向，而是螺杆转一定角度后，螺母开始反向运动空回引起传动误差 消除空回1）消除间隙 2）消除间隙的影响第38页/共53页（一）利用单向作用力 弹簧1使螺杆与螺母保持单面接触 第39页/共53页（二）利用调整螺母 1径向调整法螺母径向可收缩使间隙变小a开槽螺母 b卡簧式螺母c对开螺母 d对开螺母 +紧定螺钉第40页/共53页2轴向调整法 a开槽螺母 b刚性双螺母 c弹性双螺母 第41页/共53页（三）利用塑料螺母利用塑料的弹性 聚乙烯、尼龙制作螺母，用金属压圈压紧第42页/共53页第三节第三节 滚珠螺旋传动（略）滚珠螺旋传动（略）组成：丝杆、螺母、滚珠和滚珠循环返回装置等四个部分 一、滚珠螺旋传动的特点1、传动效率高90%，为同类型普通螺旋传动效率的三倍。2、传动精度高，可进行无间隙传动，并消除弹性空间，有较高定位精度。3、传动具有可逆性，不能自锁4工艺复杂，成本高，寿命长工作原理：图96第43页/共53页二、滚珠螺旋传动的结构型式与类型（一）螺纹滚道法向截形常用截形 单圆弧形 双圆弧形 单圆弧结构简单，易高精度，接触角随初始间隙和Fa会变化。，承载，轴向刚度不稳定 双圆弧不变，滚道底不与滚珠接触可放润滑油，f下降，加工，检验，修整比较困难。（二）滚珠循环方式1内循环第44页/共53页滚珠在循环过程中始终与螺杆保持接触，反向器的回珠槽具有空间曲面，加工复杂。2外循环滚珠在返回时与螺杆 脱离接触的循环 外循环 螺旋槽式插管式端盖式第45页/共53页（三）消除轴向间隙的调整预紧方法 轴向间隙 引起 空回误差螺杆上装配两个螺母，相对压紧，消除轴向间隙，常用的调整预紧方法：1垫片调隙式适用于一般精度 2螺纹调隙式 3齿差调隙式调整精度高，结构复杂，加工、装配工艺性差第46页/共53页三、滚珠螺旋副的精度、代号和标记方法（一）滚珠螺旋副的精度螺母的行程误差空回误差影响螺旋副精度的因素动态变形误差（参数误差、机构误差、受力后的变形）标准：JB/T3162.2911 2 3 4 5 7 10级精度共七级最高 最低（二）滚珠螺旋副的代号和标记方法1代号表9-99-11包括滚珠的循环方式，结构特征代号、预紧方式第47页/共53页2标记方法1 2 3 4 5 6 7 8 9 两位两位循环方式预紧方式结构特征公称直径公称导程螺纹旋向负荷钢球圈数类型（P，T）精度等级C D M 5 0 1 0 3 P 3 例：外循环插管式双螺母垫片预紧导管埋入式公称直径50mm导程10mm负荷钢球3圈定位滚珠螺旋副3级精度第48页/共53页第四节第四节 静压螺旋传动简介（略）静压螺旋传动简介（略）一、工作原理油以PS进入内螺纹侧面的油腔，再回油箱螺杆无外载荷时，螺纹牙两侧油压，间隙相等，螺杆保持位置螺杆受轴向力Fa（偏左时）间隙、油压（两侧）发生改变，两侧油压差承载（左）Pr1Pr2(Pr1-Pr2=Fa)（左）h1h2螺杆受径向力Fr下侧与上侧的油压间隙改变，其差承载下侧油压间隙，上侧油压间隙螺杆一端受Fr倾覆相应油压，间隙改变，其差承载 第49页/共53页每一个螺旋面上设有三个以上的油腔，可承受Fa，Fr，倾覆力矩二、特点1摩擦阻力小，效率高（99%）2寿命长3传动平稳（无爬行现象）4传动及定位精度高5传动可逆，应加止逆转机构 6需可靠的供油系统，螺母结构复杂，加工困难第50页/共53页本章重点1、滑动螺旋传动的型式2、差动螺旋的运动关系3、螺纹的效率计算4、螺纹公差5、影响螺旋传动精度的因素第51页/共53页第九章结束第52页/共53页感谢您的观看！第53页/共53页