螺旋传动Screw Drives

1、用途：回转运动直线运动 1、螺旋传动的类型、螺旋传动的类型 按使用要求分为三类 1.1. 传力螺旋 以传递动力为主，以较小的力矩产生较大的轴向力。 Fa T V 螺旋起重器 螺旋压力机 T Fa 螺旋传动 1.2.传导螺旋 以传递运动为主，对运动精度要求高。 T Fa 例：车床刀架进给机构 主轴转速n 卡 盘 顶 尖 螺旋传动 1.3. 调整螺旋 用以调整并固定零部件之间的相对位置 例：传动带张紧装置 螺旋传动 2、滑动螺旋的结构和材料、滑动螺旋的结构和材料 2.1. 滑动螺旋的结构 底座 螺钉 挡圈 螺杆 紧定螺钉 螺母 手柄 托杯 2.2. 螺杆和螺母的材料 螺杆：要求有足够的强度和耐磨性

2、； 螺母：除了有足够的强度，和螺杆材料 配合时摩擦系数小并耐磨。 螺旋传动常用材料见表511 螺旋传动 3、螺旋传动的设计计算、螺旋传动的设计计算 主要失效形式：磨损 计算过程： 由耐磨性条件确定参数校核 可能失效形式：螺杆强度不足，螺杆刚度不足而丧失稳定，螺纹牙剪断。 3.1. 耐磨性计算以限制压强为耐磨性条件： 轴向力(N) 螺纹中径(mm) 螺纹牙工作高度(mm) 参与接触的螺纹圈数 22 p hHd FP hud F A F p MPa 螺纹螺距(mm) 螺母高度(mm) 为了导出设计公式，令 65.0 8.0 , 2 2 2 2 2 p F d p F d ph F d dH d H

3、 对于矩形和梯形螺纹，h=0.9P,则 对于矩形和梯形螺纹，h=0.75P，则 材料的许用压力 (MPa)，见表512 整体螺母1.2 2.5 剖分螺母2.5 3.5 算出螺纹中径d2后，按国家标准选取相应的大径和螺距。 对于有自锁要求的，验算自锁条件：vv f f arctan cos arctan 表512 滑动螺旋副的许用压强p及摩擦系数 螺杆螺母材料 钢铸铁 许用压强( MPa ) 淬火钢青铜 滑动速度（m/min) 低速 10 612 2.4 612 1013 47 0.060.08 1318 钢钢 低速 7.513 0.110.17 0.120.15 螺旋传动 2. 螺杆强度计算

4、载荷特征：拉（压）扭组合 轴向力F产生驱动力矩T产生 按第四强度理论，当量应力e: 4 3 1 33 2 1 2 2 2 22 d T F AW T A F T ce MPa d1螺纹小径(mm); 螺杆材料许用应力（Mpa），见表513； F 轴向力(N); T 扭矩，按螺杆实际受力情况确定； W螺杆螺纹段抗扭截面系数( mm); A螺杆螺纹段抗扭截面面积( mm2)。 螺旋传动 3. 螺母螺纹牙的强度校核 可能失效形式：螺纹牙根部剪断。 校核公式： 参加接触的螺纹圈数 螺纹牙根部宽度 梯形螺纹b=0.65P 锯齿形螺纹b=0.74P 螺母大径或螺杆小径 螺母材料许用弯曲 应力, 见表513

5、。 F 6 2 bb uDb Fl Dbu F MPa MPa b l 螺母材料许用切应力, 见表513。 螺旋传动 4. 螺母外径与凸缘的强度计算 校核公式： 螺母材料许用拉伸 应力, =0.83 b 。 )( 4 )3.12.1( 22 3 DD F bb D4 D D3 H a 螺母凸缘的强度计算： 凸缘与底座接触表面的挤压强度计算： )( 4 2 3 2 4 PP DD F )(5 . 1 6 )( 4 1 2 3 34 2 3 34 bb aD DDF aD DDF W M 凸缘根部的弯曲强度计算： 长度系数；见表514。 螺旋传动 5. 螺杆稳定性校核 Fa Fa Fa Fa 与其

6、临界载荷FC有关的因素有材料、螺杆柔度（长细比） ： i l i危险截面惯性半径，i = d1/4 (mm); l螺杆最大工作长度，(mm); 1) 100时， 材料弹性模量，钢材：E=2.06105 MPa 危险截面惯性矩，d14 /64 mm4 2) 40100时， 细长杆在较大轴向力作用下，会丧失稳定性。 2 2 )( l EI FC N B470MPa的优质碳素钢： 4 )57. 2461( 2 1 d FC N B370MPa的普通碳素钢： 4 )12. 1304( 2 1 d FC N 返回通道 返回通道 反向器（反回通道） 返回通道 a) 外循还b) 内循还 滚动螺旋简介 结构结

7、构 滚动螺旋简介 主要优点 1. 摩擦损失小，效率在90%以上； 2. 磨损很小, 传动精度高； 3. 不具自锁性，可变直线运动为旋转运动，效率可达80%. 主要缺点 1. 结构复杂，制造困难，加工成本高； 2. 为防止逆转，需另加自锁机构。 螺旋起重器 底座 螺钉 挡圈 螺杆 紧定螺钉 螺母 手柄 托杯 螺纹联接习题课 1. 如图所示的几种螺栓联接，在结构上有何错误？试予改正。 2. 试回答以下问题： 2.1. 上述几种螺栓联接各能承受什么方面的外载荷？ 2.2. 在螺栓、螺钉和双头螺柱的联接中，被联接件的光孔直径为什么比 螺纹外径大？ 2.3.铰制孔用螺栓（受剪螺栓）的螺纹外径为什么比无螺

8、纹部分的直径小？ 2.4.双头螺柱联接，为什么要将螺尾旋入螺纹孔内？可采用哪些方法旋入？ 3. 两根直径80的转轴用凸缘联轴器联接，所传递的转矩= 1.20*106 Nmm， 载荷稳定，拟用六个螺栓组成螺栓联接。 3.1.用普通螺栓联接，螺栓材料为35钢，接触面间摩擦系数f =015，螺栓均匀 分布在220的圆周上（不控制预紧力），求螺栓直径。 3.2.如改用铰制孔用螺栓联接，联轴器材料为HT25-47，试求螺栓直径。 3.3.根据结构定出普通螺栓各部分尺寸。即（1）弹簧垫圈尺寸；（2）螺母 高度；（3）螺尾长度，（4）螺纹余留长度；（5）螺栓突出螺母末端的长 度；（6）倒角；（7）螺栓的计算

9、长度；（8）钉头尺寸，（9）螺孔直径； （10）扳手空间。 第2题解答： 2.1. 在螺栓、螺钉和双头螺柱的联接，可承受轴向或横向外载荷；铰制孔用 螺栓联接一般只用来承受横向外载荷。 2.2.可以降低孔的加工精度要求，安装方便；可避免在装拆时碰坏螺栓的螺 纹。 2.3.为了确保无螺纹部分承受横向外载荷，且可避免损坏螺栓螺纹和铰制孔。 2.4.将螺纹螺尾部分挤入螺纹孔内，是为了构成局部横向收缩，以便螺栓在 螺纹孔中固定。旋紧双头螺柱的方法有：利用双螺母；利用带螺纹的套筒 扳手。 大作业：设计螺旋千斤顶，F为轴向载荷，H为抬起高度，画千斤顶装配图 （1：1或1：2）及设计计算说明书。 已知条件： 第一组 F=4000N，H=300mm ； 第二组F=5000N，H=200mm ； 第三组F=4500N，H=250mm ； 每个人工作量： 1、绘制千斤顶装配图一张； 2、设计计算说明书一份。 大作业思考题： 1、螺旋用的是矩形、梯形还是三角形螺纹，为什么？ 2、螺旋和螺母可能有哪