1、第九章第九章 螺旋傳動(dòng)螺旋傳動(dòng)第九章 螺旋傳動(dòng)參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)第九章 螺旋傳動(dòng)第一節(jié)第一節(jié) 概述概述運(yùn)動(dòng)關(guān)系運(yùn)動(dòng)關(guān)系2hPl 螺紋分：左旋和右旋螺紋分：左旋和右旋螺紋有單頭螺紋有單頭和多頭和多頭第九章 螺旋傳動(dòng)二、二、中徑中徑d d2 2（d+dd+d1 1）/2/2大大徑徑（公稱直徑）（公稱直徑）小徑小徑（計(jì)算直徑）（計(jì)算直徑）螺紋升角：螺紋升角：牙型角牙型角線數(shù)線數(shù) 螺距：相鄰兩牙螺距：相鄰兩牙上對(duì)應(yīng)點(diǎn)的距離上對(duì)應(yīng)點(diǎn)的距離導(dǎo)程：沿螺旋線轉(zhuǎn)一導(dǎo)程：沿螺旋線轉(zhuǎn)一周所移動(dòng)的軸向距離周所移動(dòng)的軸向距離接觸高度：內(nèi)外螺紋接觸高度：內(nèi)外螺紋旋合后的接觸面的徑旋合后的接觸面的徑向高度向高度第九章 螺旋傳

2、動(dòng)21、按螺紋形狀分：、按螺紋形狀分：第九章 螺旋傳動(dòng)1 1）三角形螺紋（普通螺）三角形螺紋（普通螺紋）紋） 牙型角為牙型角為6060 ，可，可以分為粗牙和細(xì)牙，粗以分為粗牙和細(xì)牙，粗牙用于一般聯(lián)接；與粗牙用于一般聯(lián)接；與粗牙螺紋相比，細(xì)牙由于牙螺紋相比，細(xì)牙由于在相同公稱直徑時(shí)，螺在相同公稱直徑時(shí)，螺距小，螺紋深度淺，導(dǎo)距小，螺紋深度淺，導(dǎo)程和升角也小，自鎖性程和升角也小，自鎖性能好，宜用于薄壁零件能好，宜用于薄壁零件和微調(diào)裝置。和微調(diào)裝置。 第九章 螺旋傳動(dòng)2 2）梯形螺紋）梯形螺紋 牙型角為牙型角為3030，是應(yīng)用最為廣泛的傳動(dòng)螺紋。，是應(yīng)用最為廣泛的傳動(dòng)螺紋。第九章 螺旋傳動(dòng)3 3）矩

3、形螺紋）矩形螺紋 牙型角為牙型角為0 0，適于作傳動(dòng)螺紋。，適于作傳動(dòng)螺紋。第九章 螺旋傳動(dòng)4 4）鋸齒型螺紋）鋸齒型螺紋 兩側(cè)牙型角分別為兩側(cè)牙型角分別為3 3和和3030，3 3的一側(cè)用來(lái)承受的一側(cè)用來(lái)承受載荷載荷, ,可得到較高效率；可得到較高效率；3030一側(cè)用來(lái)增加牙根強(qiáng)一側(cè)用來(lái)增加牙根強(qiáng)度度, ,適用于單向受載的傳動(dòng)螺紋。適用于單向受載的傳動(dòng)螺紋。第九章 螺旋傳動(dòng)如、螺旋壓力機(jī)、螺旋千斤頂。如、螺旋壓力機(jī)、螺旋千斤頂。3）一般螺旋傳動(dòng)）一般螺旋傳動(dòng)3、按螺旋面間的摩擦可分為：、按螺旋面間的摩擦可分為：1）滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)）滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)2）滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)）滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)3）靜壓螺旋傳動(dòng)）靜壓

4、螺旋傳動(dòng)2、精密機(jī)械中的螺旋按其作用可分為：、精密機(jī)械中的螺旋按其作用可分為：1）示數(shù)螺旋運(yùn)動(dòng)：精確地傳遞相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)位移）示數(shù)螺旋運(yùn)動(dòng)：精確地傳遞相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)位移 如：機(jī)床進(jìn)給、分度、測(cè)量?jī)x器的螺旋測(cè)微如：機(jī)床進(jìn)給、分度、測(cè)量?jī)x器的螺旋測(cè)微2）傳力螺旋運(yùn)動(dòng)：螺旋傳遞動(dòng)力）傳力螺旋運(yùn)動(dòng)：螺旋傳遞動(dòng)力第九章 螺旋傳動(dòng)第二節(jié)第二節(jié) 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)一、滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的特點(diǎn)一、滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的特點(diǎn)1）降速傳動(dòng)比大，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、精度）降速傳動(dòng)比大，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、精度高、平穩(wěn)的特點(diǎn)。高、平穩(wěn)的特點(diǎn)。2）具有增力作用或增力作用大）具有增力作用或增力作用大3）能自鎖）能自鎖4）效率低，

5、一般只有）效率低，一般只有3040，磨損大，不適應(yīng)，磨損大，不適應(yīng)高速、大功率場(chǎng)合。高速、大功率場(chǎng)合。第九章 螺旋傳動(dòng)1)大徑：大徑：d、D螺紋的公稱直徑螺紋的公稱直徑2)小徑：小徑：d1、D1強(qiáng)度計(jì)算用直徑強(qiáng)度計(jì)算用直徑4)螺距：螺距：P相鄰螺紋間的軸向距離相鄰螺紋間的軸向距離3)中徑：中徑：d2、D2確定幾何參數(shù)和配合性質(zhì)的直徑確定幾何參數(shù)和配合性質(zhì)的直徑6)螺紋升角：螺紋升角： 5)導(dǎo)程：導(dǎo)程：Ph沿螺旋線轉(zhuǎn)一周軸向移動(dòng)的距離沿螺旋線轉(zhuǎn)一周軸向移動(dòng)的距離7)牙形角：牙形角：nPPh22tandnPdPh第九章 螺旋傳動(dòng)1）螺母固定，螺桿旋轉(zhuǎn)并移動(dòng)。）螺母固定，螺桿旋轉(zhuǎn)并移動(dòng)。2）螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)

6、，螺母移動(dòng)。）螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，螺母移動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精度高優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精度高缺點(diǎn)：剛性差，軸向空間要缺點(diǎn)：剛性差，軸向空間要求大。求大。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、剛度大，優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、剛度大，適合工作行程較大的場(chǎng)合。適合工作行程較大的場(chǎng)合。第九章 螺旋傳動(dòng)第二節(jié)第二節(jié) 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)滑動(dòng)螺旋傳動(dòng))(221hhPPl3）差動(dòng)螺旋）差動(dòng)螺旋當(dāng)左右螺旋線方相向同時(shí)：當(dāng)左右螺旋線方相向同時(shí)：當(dāng)左右螺旋線方向相同時(shí)：當(dāng)左右螺旋線方向相同時(shí)：)(221hhPPl第九章 螺旋傳動(dòng)v耐磨性計(jì)算耐磨性計(jì)算v剛度計(jì)算剛度計(jì)算v穩(wěn)定性計(jì)算穩(wěn)定性計(jì)算v強(qiáng)度計(jì)算強(qiáng)度計(jì)算 v驅(qū)動(dòng)力矩、效率和自鎖計(jì)算驅(qū)動(dòng)力矩、效率和自鎖計(jì)算第二節(jié)

7、第二節(jié) 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)滑動(dòng)螺旋傳動(dòng) 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的主要失效形式滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的主要失效形式 螺紋磨損，螺桿變形，螺桿或螺紋牙的斷裂。螺紋磨損，螺桿變形，螺桿或螺紋牙的斷裂。 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的計(jì)算內(nèi)容滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的計(jì)算內(nèi)容第九章 螺旋傳動(dòng)1、耐磨性計(jì)算、耐磨性計(jì)算磨損是螺旋傳動(dòng)的主要失效形式，通常通過(guò)耐磨性計(jì)磨損是螺旋傳動(dòng)的主要失效形式，通常通過(guò)耐磨性計(jì)算確定螺桿的直徑和螺母的高度算確定螺桿的直徑和螺母的高度螺旋工作表面的壓強(qiáng)：螺旋工作表面的壓強(qiáng)：2PhHdPFpa工作高度工作高度h：矩形、梯形螺紋，：矩形、梯形螺紋，h=0.5P； 三角螺紋，三角螺紋，h=0.5413P取：?。?dH整體式螺母：整體

8、式螺母：5 . 22 . 1剖分式螺母：剖分式螺母：5 . 35 . 2則：則：2PhPFda螺母高度螺母高度H：10PHn第九章 螺旋傳動(dòng)2、剛度計(jì)算、剛度計(jì)算螺桿在載荷螺桿在載荷Fa和轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩T的作用下產(chǎn)生變形引起螺距的的作用下產(chǎn)生變形引起螺距的變化，從而影響螺旋傳動(dòng)的精度變化，從而影響螺旋傳動(dòng)的精度在在1米的螺紋上有米的螺紋上有1000mm/P(mm)個(gè)螺距，因而個(gè)螺距，因而10)164(1000642222lGdTPEdFPlaP螺距許用變化量螺距許用變化量l見見P197頁(yè)表頁(yè)表9-2第九章 螺旋傳動(dòng)3、穩(wěn)定性驗(yàn)算、穩(wěn)定性驗(yàn)算當(dāng)螺桿受軸向載荷當(dāng)螺桿受軸向載荷Fa較大且長(zhǎng)徑比較大時(shí)可能

9、失穩(wěn)較大且長(zhǎng)徑比較大時(shí)可能失穩(wěn)螺桿失穩(wěn)時(shí)的臨界載荷螺桿失穩(wěn)時(shí)的臨界載荷:22)( LEIFaac貫性矩貫性矩6442dIa長(zhǎng)度系數(shù)長(zhǎng)度系數(shù) 與螺桿的支撐情況有關(guān)與螺桿的支撐情況有關(guān)為方便計(jì)算，取為方便計(jì)算，取mE22支承系數(shù)，見支承系數(shù)，見P198表表9-3為保證不失穩(wěn)：為保證不失穩(wěn)：FaacSFFSmaxSF=2.5-4第九章 螺旋傳動(dòng)4、強(qiáng)度計(jì)算、強(qiáng)度計(jì)算按第四強(qiáng)度理論按第四強(qiáng)度理論)2 . 0(3)4(221221dTdFa螺桿的強(qiáng)度計(jì)算螺桿的強(qiáng)度計(jì)算螺紋的強(qiáng)度計(jì)算螺紋的強(qiáng)度計(jì)算抗剪強(qiáng)度：抗剪強(qiáng)度：dnbFa抗彎強(qiáng)度：抗彎強(qiáng)度：32babdnbhFb-螺紋根部寬度，螺紋根部寬度，b=0.

10、65Pn-螺紋扣數(shù)，螺紋扣數(shù)，n=H/P、b-見見P199表表9-4第九章 螺旋傳動(dòng)5、驅(qū)動(dòng)力矩、效率、自鎖的計(jì)算、驅(qū)動(dòng)力矩、效率、自鎖的計(jì)算矩形螺紋受力分析矩形螺紋受力分析)tan(atFF)tan(2222atFddFT非矩形螺紋非矩形螺紋2cosaNFF avaNfFffFfFF2cos)tan(22vaFdT第九章 螺旋傳動(dòng)效率計(jì)算效率計(jì)算螺紋轉(zhuǎn)動(dòng)一轉(zhuǎn)時(shí)，螺紋轉(zhuǎn)動(dòng)一轉(zhuǎn)時(shí)，輸入的功率：輸入的功率：)tan(221vaFdTw輸入的功率：輸入的功率：tan22dFPFwaha效率：效率：)tan(tan12vww自鎖計(jì)算自鎖計(jì)算自鎖時(shí)，自鎖時(shí)，F(xiàn)a為主動(dòng)力，為主動(dòng)力，T=00)tan(vv

11、第九章 螺旋傳動(dòng)四、滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)原則四、滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)原則1、傳動(dòng)形式的選擇、傳動(dòng)形式的選擇根據(jù)工作要求進(jìn)行選擇根據(jù)工作要求進(jìn)行選擇2、螺旋類型的選擇、螺旋類型的選擇示數(shù)示數(shù)-三角螺紋，傳力三角螺紋，傳力-梯形螺紋梯形螺紋3、螺旋副材料的選擇、螺旋副材料的選擇要求良好的耐磨性和加工性，螺桿和螺母最好要求良好的耐磨性和加工性，螺桿和螺母最好用不同的材料，并使螺桿的硬度高于螺母。用不同的材料，并使螺桿的硬度高于螺母。螺桿：可選用：螺桿：可選用：Y40Mn、45號(hào)鋼、號(hào)鋼、50號(hào)鋼號(hào)鋼 對(duì)重要的需進(jìn)行熱處理時(shí)：對(duì)重要的需進(jìn)行熱處理時(shí)：T10、T12、65Mn、40Cr、40WMn第九章 螺

12、旋傳動(dòng)螺母：錫青銅、黃銅、聚乙烯、尼龍、耐磨鑄鐵等。螺母：錫青銅、黃銅、聚乙烯、尼龍、耐磨鑄鐵等。4、主要參數(shù)：、主要參數(shù)：d、P、n、H等等螺桿螺紋部分長(zhǎng)度螺桿螺紋部分長(zhǎng)度Lw=Lg+H為保證螺桿剛度，為保證螺桿剛度，L/d12525，對(duì)于，對(duì)于L/dL/d1 12525時(shí)需時(shí)需進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算。進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算。5、螺紋副零件與滑板聯(lián)接的結(jié)構(gòu)、螺紋副零件與滑板聯(lián)接的結(jié)構(gòu)1）剛性聯(lián)接）剛性聯(lián)接第九章 螺旋傳動(dòng)2）彈性聯(lián)接）彈性聯(lián)接第九章 螺旋傳動(dòng)3）活動(dòng)聯(lián)接）活動(dòng)聯(lián)接六、滑動(dòng)螺旋的傳動(dòng)精度和空回六、滑動(dòng)螺旋的傳動(dòng)精度和空回1、傳動(dòng)精度、傳動(dòng)精度hPL2第九章 螺旋傳動(dòng)1）螺紋參數(shù)誤差：）螺紋參數(shù)

13、誤差：Ph、d2、l螺距誤差螺距誤差注意：螺母的螺距累積誤差對(duì)傳動(dòng)精度沒(méi)有影響。注意：螺母的螺距累積誤差對(duì)傳動(dòng)精度沒(méi)有影響。螺距累積誤差螺距累積誤差 規(guī)定的螺紋長(zhǎng)度內(nèi)，任意兩同側(cè)螺規(guī)定的螺紋長(zhǎng)度內(nèi)，任意兩同側(cè)螺紋面間實(shí)際距離對(duì)公稱尺寸的偏差的最大代數(shù)差。紋面間實(shí)際距離對(duì)公稱尺寸的偏差的最大代數(shù)差。單個(gè)螺距誤差單個(gè)螺距誤差 螺紋全長(zhǎng)上，任意單個(gè)實(shí)際螺距螺紋全長(zhǎng)上，任意單個(gè)實(shí)際螺距對(duì)基本螺距的偏差的最大代數(shù)差。對(duì)基本螺距的偏差的最大代數(shù)差。l中徑誤差中徑誤差螺旋副中，大徑、小徑并無(wú)相對(duì)接觸，中徑是配合螺旋副中，大徑、小徑并無(wú)相對(duì)接觸，中徑是配合尺寸，因此要控制中徑變動(dòng)量。尺寸，因此要控制中徑變動(dòng)量

14、。第九章 螺旋傳動(dòng)第二節(jié)第二節(jié) 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)2）螺桿軸向竄動(dòng)誤差：）螺桿軸向竄動(dòng)誤差：minmaxtanDl牙型半角誤差牙型半角誤差螺紋牙型半角可能偏離標(biāo)準(zhǔn)值。螺紋牙型半角可能偏離標(biāo)準(zhǔn)值。但是，如果采用一把刀，一次裝卡，牙型半角但是，如果采用一把刀，一次裝卡，牙型半角誤差在螺紋全長(zhǎng)上一般變化不大。誤差在螺紋全長(zhǎng)上一般變化不大。第九章 螺旋傳動(dòng)第二節(jié)第二節(jié) 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)圖9-83）偏斜誤差偏斜誤差212ll 4）溫度誤差溫度誤差twllt 第九章 螺旋傳動(dòng)第二節(jié)第二節(jié) 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)tanxyR空回空回螺桿旋轉(zhuǎn)方向改變，在螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)某一角度后，螺桿旋轉(zhuǎn)方向改變，在

15、螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)某一角度后，螺母才產(chǎn)生反向運(yùn)動(dòng)。原因是螺桿、螺母?jìng)鲃?dòng)副存在螺母才產(chǎn)生反向運(yùn)動(dòng)。原因是螺桿、螺母?jìng)鲃?dòng)副存在間隙。間隙。第九章 螺旋傳動(dòng)第二節(jié)第二節(jié) 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)1 1）利用單向作用力）利用單向作用力第九章 螺旋傳動(dòng)利用不同結(jié)構(gòu)，使螺母產(chǎn)生徑向收縮，以減小傳動(dòng)利用不同結(jié)構(gòu)，使螺母產(chǎn)生徑向收縮，以減小傳動(dòng)副間隙。副間隙。第二節(jié)第二節(jié) 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)2） 利用調(diào)整螺母利用調(diào)整螺母l徑向調(diào)整法徑向調(diào)整法第九章 螺旋傳動(dòng) 利用雙螺母軸向預(yù)緊消除傳動(dòng)副間隙。利用雙螺母軸向預(yù)緊消除傳動(dòng)副間隙。第二節(jié)第二節(jié) 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)l塑料螺母塑料螺母l軸向調(diào)整法軸向調(diào)整法第九章 螺

16、旋傳動(dòng)小結(jié)：小結(jié)： 人為強(qiáng)迫螺母（或螺母的螺紋）變形，形人為強(qiáng)迫螺母（或螺母的螺紋）變形，形成非標(biāo)準(zhǔn)、與螺桿自適應(yīng)螺紋，達(dá)到消除間隙，成非標(biāo)準(zhǔn)、與螺桿自適應(yīng)螺紋，達(dá)到消除間隙，從而消除空回的目的。從而消除空回的目的。 以上結(jié)構(gòu)表明，在無(wú)間隙的條件下，螺母以上結(jié)構(gòu)表明，在無(wú)間隙的條件下，螺母精度不影響螺旋傳動(dòng)精度。精度不影響螺旋傳動(dòng)精度。第二節(jié)第二節(jié) 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)第九章 螺旋傳動(dòng)第三節(jié)第三節(jié) 滾珠螺旋傳動(dòng)滾珠螺旋傳動(dòng)一、滾珠螺旋傳動(dòng)的特點(diǎn)一、滾珠螺旋傳動(dòng)的特點(diǎn)滾珠螺旋除具有滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的一般特點(diǎn)，此外還具滾珠螺旋除具有滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的一般特點(diǎn)，此外還具有：有：傳動(dòng)效率高，可達(dá)傳動(dòng)效率高

17、，可達(dá)90以上，以上，啟動(dòng)力矩小。啟動(dòng)力矩小。傳動(dòng)精度高傳動(dòng)精度高有傳動(dòng)的可逆性，但不能自鎖有傳動(dòng)的可逆性，但不能自鎖制造復(fù)雜、成本高，但壽命長(zhǎng)、維護(hù)簡(jiǎn)單。制造復(fù)雜、成本高，但壽命長(zhǎng)、維護(hù)簡(jiǎn)單。第九章 螺旋傳動(dòng)1 1、 螺紋滾道法向截型螺紋滾道法向截型工藝難度大，有利潤(rùn)工藝難度大，有利潤(rùn)滑，運(yùn)行特性穩(wěn)定?；\(yùn)行特性穩(wěn)定。單圓弧型單圓弧型雙圓弧型雙圓弧型第三節(jié)第三節(jié) 滾珠螺旋傳動(dòng)滾珠螺旋傳動(dòng)接觸角 單圓弧型單圓弧型工藝簡(jiǎn)單，運(yùn)行特工藝簡(jiǎn)單，運(yùn)行特性不夠穩(wěn)定。性不夠穩(wěn)定。雙圓弧型雙圓弧型第九章 螺旋傳動(dòng)內(nèi)循環(huán)式內(nèi)循環(huán)式內(nèi)循環(huán)式內(nèi)循環(huán)式 流暢性好，徑向尺寸小，反向器加工復(fù)雜。流暢性好，徑向尺寸小，反向器加工復(fù)雜。第三節(jié)第三節(jié) 滾珠螺旋傳動(dòng)滾珠螺旋傳動(dòng)外循環(huán)式外循環(huán)式螺旋槽式 插管式端蓋式2、 滾珠循環(huán)方式滾珠循環(huán)方式外循環(huán)式外循環(huán)式 工藝性好，徑向尺寸大。工藝性好，徑向尺寸大。第九章 螺旋傳動(dòng)螺紋調(diào)隙式螺紋調(diào)隙式齒差調(diào)隙式齒差調(diào)隙式墊片調(diào)隙式墊片調(diào)隙式第三節(jié)第三節(jié) 滾珠螺旋傳動(dòng)滾珠螺旋傳動(dòng)3 3、消除軸向間隙的調(diào)整預(yù)緊