第五章螺旋传动.ppt

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1、第九章第九章 螺旋传动螺旋传动西安工业大学光电学院9 91 1 概概 述述主要作用：主要作用：将旋转运动变为直线运动。将旋转运动变为直线运动。螺旋传动的分类螺旋传动的分类示数螺旋传动示数螺旋传动传力螺旋传动传力螺旋传动一般螺旋传动一般螺旋传动按其作用分按其作用分按接触面间摩擦按接触面间摩擦 的性质分的性质分滑动螺旋传动滑动螺旋传动滚动螺旋传动滚动螺旋传动静压螺旋传动静压螺旋传动9 92 2 滑动螺旋传动滑动螺旋传动1滑动螺旋的特点滑动螺旋的特点1.降速传动比大；降速传动比大；2.具有增力作用；具有增力作用；3.能自锁（螺旋线的升角小于摩擦角）；能自锁（螺旋线的升角小于摩擦角）；4.效率低、磨损

2、快，不适用于高速和大功率传动。效率低、磨损快，不适用于高速和大功率传动。2螺纹的形成、类型、主要参数及其运动规律螺纹的形成、类型、主要参数及其运动规律1.形成形成2.类类型型：三三角角形形螺螺纹纹，矩矩形形螺螺纹纹，梯梯形形螺螺纹纹和矩齿形螺纹和矩齿形螺纹3.主要参数主要参数1）大径）大径d：2）小径）小径d1：3）中径）中径d2：4）螺距）螺距P：5）线数）线数(头数头数)n:6）导程）导程s：7）螺旋升角：）螺旋升角：8）牙形角）牙形角螺杆（或螺母）的位移螺杆（或螺母）的位移螺距螺距螺旋线头数螺旋线头数螺杆和螺母间的相对转角螺杆和螺母间的相对转角导导程程，螺螺杆杆上上同同一一螺螺旋旋线线旋

3、旋转转 弧弧度度后后的的轴向距离轴向距离4.滑动螺旋副的运动规律滑动螺旋副的运动规律1.螺母固定，螺杆转动并移动；螺母固定，螺杆转动并移动；2.螺杆转动，螺母移动螺杆转动，螺母移动3.螺母转动，螺杆移动螺母转动，螺杆移动4.螺杆固定，螺母转动并移动螺杆固定，螺母转动并移动5.差动螺旋传动差动螺旋传动2133滑动螺旋传动形式滑动螺旋传动形式四、滑动螺旋传动的计算四、滑动螺旋传动的计算失失效效形形式式：螺螺纹纹的的磨磨损损、螺螺杆杆的的变变形形及及螺螺杆杆和和螺纹牙的断裂螺纹牙的断裂1.耐磨性计算耐磨性计算轴向载荷轴向载荷螺距螺距螺母高度，螺母高度，mm螺纹中径，螺纹中径，mm螺纹工作高度，螺纹工

4、作高度，mm梯形和矩形螺纹梯形和矩形螺纹 三角形螺纹三角形螺纹 令令设计计算设计计算整体式螺母整体式螺母剖分式螺母剖分式螺母螺纹工作圈数：螺纹工作圈数：2.刚度计算刚度计算轴向载荷作用下，螺距的变化量：轴向载荷作用下，螺距的变化量：转矩作用下，螺距的转角量：转矩作用下，螺距的转角量：则螺距的变化量：则螺距的变化量：在轴向载荷和转矩作用下，螺距的变化量：在轴向载荷和转矩作用下，螺距的变化量：弹性模量和剪切弹性模量弹性模量和剪切弹性模量螺杆螺纹段截面面积和极惯性矩螺杆螺纹段截面面积和极惯性矩1m长度上螺距变化量：长度上螺距变化量：3.强度计算强度计算螺杆强度计算螺杆强度计算螺母螺纹强度计算螺母螺纹

5、强度计算剪切强度：剪切强度：弯曲强度：弯曲强度：aa梯形螺纹：梯形螺纹：矩形螺纹：矩形螺纹：锯齿形螺纹：锯齿形螺纹：4.稳定性验算稳定性验算螺杆的稳定条件：螺杆的稳定条件：安全系数：安全系数：2.54临界轴向载荷：临界轴向载荷：螺杆支承系数螺杆支承系数截面惯性矩截面惯性矩 长度系数，与螺杆的支承情况有关长度系数，与螺杆的支承情况有关5.驱动力矩、效率和自锁的计算驱动力矩、效率和自锁的计算驱动力矩：驱动力矩：诱导摩擦角诱导摩擦角转动螺母一周，输入功为：转动螺母一周，输入功为：推动负载所作的有用功为：推动负载所作的有用功为：效率为：效率为：自锁条件：自锁条件：5滑动螺旋传动的设计原则滑动螺旋传动的

6、设计原则（三）螺旋副材料的确定（三）螺旋副材料的确定 总总要要求求：较较好好的的耐耐磨磨性性，较较小小的的摩摩擦擦系系数数，良良好好的加工性的加工性 根据用途、精度等级和热处理要求选定根据用途、精度等级和热处理要求选定（一）传动型式的选择（一）传动型式的选择 根据每种传动型式的特点和具体情况根据每种传动型式的特点和具体情况（二）螺纹类型的确定（二）螺纹类型的确定 三角形和梯形螺纹三角形和梯形螺纹（四）主要参数的确定（四）主要参数的确定1.螺距和螺纹线数的确定：螺距和螺纹线数的确定：螺距选标准。螺距选标准。相对位移大选较大的螺距或多线螺纹；相对位移大选较大的螺距或多线螺纹；精度要求高选单线螺纹精

7、度要求高选单线螺纹2.螺杆直径的确定：螺杆直径的确定：3.螺杆螺纹部分的长度：螺杆螺纹部分的长度：螺杆直径和长度、螺距、螺旋线头数和螺母高度螺杆直径和长度、螺距、螺旋线头数和螺母高度类比法类比法（五）螺纹公差（五）螺纹公差公差带公差带螺纹公差螺纹公差旋合长度旋合长度螺纹副标记：螺纹副标记：M12x1.5 左左-6H/5g6g-S螺纹类型螺纹类型公称直径公称直径螺距螺距旋向旋向内螺纹中径和顶径公差带内螺纹中径和顶径公差带外螺纹中径公差带外螺纹中径公差带外螺纹顶径公差带外螺纹顶径公差带旋合长度旋合长度（六）螺旋副零件和滑板联接结构的确定（六）螺旋副零件和滑板联接结构的确定1.刚性联接结构刚性联接结

8、构2.弹性联接结构弹性联接结构3.活动联接结构活动联接结构6影响螺旋传动精度的因素及提高传动精影响螺旋传动精度的因素及提高传动精度的措施度的措施（一）影响因素（一）影响因素1.螺纹参数误差螺纹参数误差螺距误差螺距误差 （单个螺距误差和螺距累积误差）（单个螺距误差和螺距累积误差）中径误差中径误差牙形半角误差牙形半角误差（四）温度误差（四）温度误差2.螺旋传动机构装置误差螺旋传动机构装置误差2.偏斜误差偏斜误差1.螺杆轴向窜动误差螺杆轴向窜动误差3.温度误差温度误差（二）提高螺旋传动精度的措施（二）提高螺旋传动精度的措施1.采用误差补偿机构提高螺距精度采用误差补偿机构提高螺距精度2.改进螺杆轴肩的

9、结构改进螺杆轴肩的结构3.改进移动零件与滑块的连接方法改进移动零件与滑块的连接方法7螺旋传动的空回螺旋传动的空回1.空回空回u定定义义：螺螺杆杆的的转转动动方方向向改改变变时时，螺螺杆杆转转动动某某一一角角度后，螺母才开始反向运动的现象；度后，螺母才开始反向运动的现象；u原因原因：螺纹结合处的间隙：螺纹结合处的间隙2.消除螺旋传动空回的方法消除螺旋传动空回的方法利用单向作用力消除空回利用单向作用力消除空回利用调节装置消除空回利用调节装置消除空回径向调节法径向调节法轴向调节法轴向调节法利用塑料螺母消除空回利用塑料螺母消除空回9 93 3 滚动螺旋传动滚动螺旋传动一、概述一、概述u摩擦性质为滚动摩

10、擦。摩擦性质为滚动摩擦。u滚动螺旋传动是在具有圆弧形螺旋槽的螺杆和螺母滚动螺旋传动是在具有圆弧形螺旋槽的螺杆和螺母之间连续装填若干滚动体（多用钢球），当传动工之间连续装填若干滚动体（多用钢球），当传动工作时，滚动体沿螺纹滚道滚动并形成循环。作时，滚动体沿螺纹滚道滚动并形成循环。组成：螺杆组成：螺杆 螺母螺母 滚珠滚珠 滚珠循环返回装置滚珠循环返回装置二、特点二、特点1.优点：优点：传动效率高（可达传动效率高（可达90%），起动力矩小，），起动力矩小，传动灵活平稳，定位精度高，正逆运动效率相同，传动灵活平稳，定位精度高，正逆运动效率相同，可实现逆传动可实现逆传动,磨损小，寿命长。磨损小，寿命长。

11、2.缺点：缺点：不自锁，需附加自锁装置，抗振性差，结不自锁，需附加自锁装置，抗振性差，结构复杂，制造工艺要求高，成本较高。构复杂，制造工艺要求高，成本较高。三、滚珠螺旋传动的结构形式三、滚珠螺旋传动的结构形式（一）螺纹滚道法向截面（一）螺纹滚道法向截面1.单圆弧单圆弧2.双圆弧双圆弧（二）滚珠循环方式（二）滚珠循环方式1.内循环内循环2.外循环外循环四、滚珠螺旋副的精度四、滚珠螺旋副的精度1.JB/T 3162.2-91中规定了两个类型中规定了两个类型：P类定位滚珠螺旋副和类定位滚珠螺旋副和T类传动滚珠螺旋副类传动滚珠螺旋副 7个精度等级：个精度等级：1，2，3，4，5，7，102.标记方法标

12、记方法9 94 4 静压螺旋传动静压螺旋传动 液体摩擦，靠外部液压系统提供压力油，压液体摩擦，靠外部液压系统提供压力油，压力油进入螺杆与螺母螺纹间的油缸，促使螺杆、力油进入螺杆与螺母螺纹间的油缸，促使螺杆、螺母、螺纹牙间产生压力油膜而分隔开螺母、螺纹牙间产生压力油膜而分隔开 一、概述一、概述 1.1.摩擦系数小，效率高（摩擦系数小，效率高（9999）；）；2.2.寿命长；寿命长；3.3.工作稳定，低速时无爬行现象；工作稳定，低速时无爬行现象；4.4.传动精度和定位精度高；传动精度和定位精度高；5.5.具有传动可逆性，必要时应设置防止逆转机构；具有传动可逆性，必要时应设置防止逆转机构；6.6.螺

13、母结构复杂（需密封）；螺母结构复杂（需密封）；7.7.需一稳压供油系统、成本较高。需一稳压供油系统、成本较高。二、特点二、特点例题例题1.要求设计一微动装置中的差动螺杆。可动螺母的行程为要求设计一微动装置中的差动螺杆。可动螺母的行程为2mm，手柄转动为，手柄转动为8周。螺杆的公称直径周。螺杆的公称直径 。现。现从从GB193-81中查出公称直径中查出公称直径 时，螺杆的可选时，螺杆的可选螺距为：粗牙螺距为：粗牙 ，细牙，细牙 ，1.25，1。其单位为。其单位为mm。试选择所需螺距。试选择所需螺距 和和 。2.螺旋千分尺如图。圆锥标尺刻有螺旋千分尺如图。圆锥标尺刻有100条刻线，如果每条刻条刻线，如果每条刻线对应的螺杆轴向位移为线对应的螺杆轴向位移为0.005mm。螺杆采用单头螺纹，。螺杆采用单头螺纹，试求其螺距。试求其螺距。