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第5章续螺旋传动螺纹联接本讲稿第一页，共十六页螺纹联接按摩擦性质分按摩擦性质分滑动螺旋（滑动螺旋（slidingscrew）滚动螺旋（滚动螺旋（rollingscrew）结构简单结构简单易于自锁易于自锁摩擦阻力大摩擦阻力大传动效率低传动效率低传动精度低传动精度低静压螺旋（静压螺旋（pressurescrew）结构复杂结构复杂摩擦阻力小摩擦阻力小传动效率高传动效率高结构复杂结构复杂摩擦阻力小摩擦阻力小传动效率高传动效率高需供油系统需供油系统本讲稿第二页，共十六页螺纹联接2、滑动螺旋的结构和材料、滑动螺旋的结构和材料结构结构运动转变方式有：运动转变方式有：螺杆转动，螺母移动螺杆转动，螺母移动机床进机床进给丝杆给丝杆起重起重螺旋螺旋螺母转动，螺杆移动螺母转动，螺杆移动螺母固定，螺杆转动及移动螺母固定，螺杆转动及移动螺杆固定，螺杆固定，螺母转动及螺母转动及移动移动本讲稿第三页，共十六页螺纹联接螺母结构螺母结构整整体体螺螺母母结结构构简简单单，但但由由磨磨损损产产生生的的轴轴向向间间隙隙不能补偿，只是用于精度要求较低的螺旋。不能补偿，只是用于精度要求较低的螺旋。组组合合螺螺母母结结构构复复杂杂，但但可可以以定定期期地地调调整整，以以消消除除轴向间隙，避免反向转动时的空行程。轴向间隙，避免反向转动时的空行程。剖剖分分式式螺螺母母结结构构复复杂杂，但但可可以以补补偿偿旋旋合合螺螺纹纹的的磨磨损。损。滑滑动动螺螺旋旋的的螺螺纹纹类类型型有有矩矩形、梯形和锯齿形。形、梯形和锯齿形。本讲稿第四页，共十六页螺纹联接材料材料a、螺杆、螺杆低速轻载：不经热处理的低速轻载：不经热处理的Q235、Q275、45；较高速重载：热处理的较高速重载：热处理的40Cr、65Mn、20CrMnTi；精密传导：热处理的精密传导：热处理的9Mn2V、CrWMn、38CrMoAl。b、螺母、螺母一般传动：一般传动：ZQSn10l、ZQSn663重载低速：重载低速：ZQAl94、ZHAl66632重载调整：重载调整：35、球墨铸铁、球墨铸铁低速轻载：耐磨铸铁低速轻载：耐磨铸铁大尺寸：钢或铸铁做外套，内孔浇铸青铜大尺寸：钢或铸铁做外套，内孔浇铸青铜高速：钢或铸铁做外套，内孔浇铸巴氏合金。高速：钢或铸铁做外套，内孔浇铸巴氏合金。本讲稿第五页，共十六页螺纹联接3、螺旋传动的设计计算、螺旋传动的设计计算失效形式及校核内容失效形式及校核内容主要失效形式：磨损主要失效形式：磨损校核：校核：受受力力较较大大的的传传力力螺螺旋旋：校校核核螺螺杆杆危危险险剖剖面面及及螺螺纹纹牙牙的强度；的强度；精密的传导螺旋：校核螺杆的刚度；精密的传导螺旋：校核螺杆的刚度；长径比很大的螺杆：校核其稳定性；长径比很大的螺杆：校核其稳定性；高速长螺杆：校核其临界转速；高速长螺杆：校核其临界转速；要求自锁的螺杆：校核其自锁性。要求自锁的螺杆：校核其自锁性。本讲稿第六页，共十六页螺纹联接耐磨性计算耐磨性计算工作面上的压力工作面上的压力p：A螺纹承压面积（螺纹承压面积（mm2）；）；d2螺纹中径（螺纹中径（mm）；）；h螺纹工作高度（螺纹工作高度（mm）；）；u螺纹工作圈数，螺纹工作圈数，uHP H螺母高度（螺母高度（mm）P螺距（螺距（mm）；）；F轴向力（轴向力（N）；）；本讲稿第七页，共十六页螺纹联接令令Hd2，则，则Hd2，代入整理后得，代入整理后得矩形和梯形螺纹，矩形和梯形螺纹，h0.5P，则，则30的锯齿形螺纹，的锯齿形螺纹，h0.75P，则，则：整体螺母：整体螺母：1.22.5；剖分螺母，兼作支承螺母：剖分螺母，兼作支承螺母：2.53.5；传动精度高、载荷大、寿命长：传动精度高、载荷大、寿命长：4。螺纹工作圈数不易超过螺纹工作圈数不易超过10圈。圈。本讲稿第八页，共十六页螺纹联接自锁条件自锁条件螺杆的强度计算螺杆的强度计算式中：式中：F轴向压力（轴向压力（N）；）；A危险剖面面积（危险剖面面积（mm2）；）；WT抗扭截面模量（抗扭截面模量（mm3）；）；T扭矩（扭矩（Nmm）；）；螺杆材料的许用应力（螺杆材料的许用应力（MPa）。）。本讲稿第九页，共十六页螺纹联接螺母螺纹牙的强度计算螺母螺纹牙的强度计算剪切强度：剪切强度：弯曲强度：弯曲强度：式中：式中：b牙根部的厚度牙根部的厚度(mm)，矩形螺纹矩形螺纹b0.5P，梯形螺纹梯形螺纹b0.65P，锯齿形螺纹锯齿形螺纹b0.75P；l弯曲力臂弯曲力臂(mm)，本讲稿第十页，共十六页螺纹联接螺母外径与凸缘强度计算螺母外径与凸缘强度计算a、bb剖面拉伸应力剖面拉伸应力b、凸缘与底座接触表面挤压强度、凸缘与底座接触表面挤压强度考虑摩擦力考虑摩擦力螺母许用拉伸应力螺母许用拉伸应力(Mpa)，0.83bc、凸缘根部的弯曲强度、凸缘根部的弯曲强度许用挤压应力许用挤压应力(Mpa)，p(1.51.7)b本讲稿第十一页，共十六页螺纹联接螺杆的稳定性验算螺杆的稳定性验算稳定条件：稳定条件：SSCFcrFSS SSC稳定性计算安全系数稳定性计算安全系数 SS稳定性安全系数稳定性安全系数Fcr螺杆临界压力螺杆临界压力按按Sli选用不同的公式：选用不同的公式：传力：传力：SS3.55.0传导：传导：SS2.54.0精密或水平：精密或水平：SS4s100拉压弹性模数拉压弹性模数E2.06105(Mpa)螺杆危险剖面的惯性矩螺杆危险剖面的惯性矩(mm4)本讲稿第十二页，共十六页螺纹联接s100，且，且B480Mpa的优质碳钢的优质碳钢s100，且，且B380Mpa的普通碳钢的普通碳钢s40时，不必进行稳定性校核。时，不必进行稳定性校核。本讲稿第十三页，共十六页螺纹联接在在Sli公式中：公式中：螺杆长度系数，查表；螺杆长度系数，查表；l 螺杆工作长度螺杆工作长度(mm)，i螺杆危险剖面的惯性半径螺杆危险剖面的惯性半径(mm)两端支承，取支点间的距离，两端支承，取支点间的距离，一端螺母支承，支点取螺母中点；一端螺母支承，支点取螺母中点；本讲稿第十四页，共十六页螺纹联接Ssc稳定条件：稳定条件：SSCFcrFSS不满足此条件不满足此条件怎么办？怎么办？Fcr增大螺杆小径增大螺杆小径d1本讲稿第十五页，共十六页螺纹联接九、螺纹的公差配合与检测九、螺纹的公差配合与检测1、螺纹的公差原则、螺纹的公差原则影响螺纹互换性的主要因素是螺距误差、牙型半角误差和中径偏差。螺距误差体现为多个螺距的螺距累计误差。对联接螺纹，主要保证可旋合性和一定的联接强度，应采用包容原则来处理，即标准中只规定中径公差，而螺距误差和半角误差都由中径公差来综合控制。螺纹的大径和小径，主要是旋合时不发生干涉，标准对外螺纹大径和内螺纹小径规定了较大的公差值，对外螺纹小径和内螺纹大径没有规定公差值，只规定了保证旋合时不会发生干涉。本讲稿第十六页，共十六页