机械设计基础 第十二章螺旋传动

1、机械设计机械设计第十二章第十二章 螺旋传动螺旋传动 第一节第一节 概述概述 第二节第二节 滑动螺旋传动的设计滑动螺旋传动的设计 第三节第三节 其他螺旋传动简介其他螺旋传动简介 主要内容利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动要求利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动要求将回转运动变为直线运动，并传递运动或动力。将回转运动变为直线运动，并传递运动或动力。结构紧凑、传动均匀、准确、平稳、易于自锁等结构紧凑、传动均匀、准确、平稳、易于自锁等优点。优点。第一节 概述一、螺旋传动的类型和应用一、螺旋传动的类型和应用 1. 螺旋传动类型螺旋传动类型 按照用途不同按照用途不同:传力螺旋传力螺旋传导螺旋传导螺旋调整

2、螺旋调整螺旋第一节 概述（1）传力螺旋）传力螺旋 （传递动力为主）（传递动力为主）特点：特点： 低速低速 间歇工作间歇工作 传递轴向力大传递轴向力大 自锁自锁应用：举重器应用：举重器 螺旋千斤顶螺旋千斤顶 螺旋压力机螺旋压力机第一节 概述（2）传导螺旋）传导螺旋（传递运动为主）（传递运动为主） 应用：机床进给丝杠应用：机床进给丝杠特点：特点： 速度高速度高 连续工作、连续工作、 精度高精度高第一节 概述（3）调整螺旋）调整螺旋 （调整并固定零件间的相对位置（调整并固定零件间的相对位置 ）特点：受力较小且不经常转动特点：受力较小且不经常转动 应用：带传动张紧装置、机床卡盘、轧钢机轧应用：带传动张

3、紧装置、机床卡盘、轧钢机轧辊下压螺旋。辊下压螺旋。第一节 概述按摩擦性质的不同，螺旋传动又可分为按摩擦性质的不同，螺旋传动又可分为 滑动摩擦螺旋传动滑动摩擦螺旋传动（简称滑动螺旋）（简称滑动螺旋） 滚动摩擦螺旋传动滚动摩擦螺旋传动（简称滚动螺旋（简称滚动螺旋/滚珠丝杠）滚珠丝杠） 静压滑动摩擦螺旋传动静压滑动摩擦螺旋传动（简称静压螺旋）。（简称静压螺旋）。第一节 概述（1）滑动螺旋）滑动螺旋优点：构造简单、传动比大，承载能力高，加工优点：构造简单、传动比大，承载能力高，加工 方便、传动平稳、工作可靠、易于自锁。方便、传动平稳、工作可靠、易于自锁。第一节 概述缺点：低速或进行运动微调时可能出现爬

4、行现象；缺点：低速或进行运动微调时可能出现爬行现象； 摩擦阻力大，传动效率低（一般为摩擦阻力大，传动效率低（一般为3060）；）； 螺纹间有侧向间隙，反向时有空行程；螺纹间有侧向间隙，反向时有空行程； 磨损较大磨损较大 应用：广泛应用于机床的进给、分度、定位等机构，应用：广泛应用于机床的进给、分度、定位等机构， 如压力机、千斤顶的传力螺旋等。如压力机、千斤顶的传力螺旋等。（2）滚动螺旋）滚动螺旋第一节 概述应用应用: 于精密和数控机床、测试机械、仪器的传动于精密和数控机床、测试机械、仪器的传动 和调整螺旋，车辆、飞机上的传动螺旋。和调整螺旋，车辆、飞机上的传动螺旋。缺点：结构复杂，制造困难；抗

5、冲击能力差。缺点：结构复杂，制造困难；抗冲击能力差。优点：优点： 摩擦阻力小，传动效率高（摩擦阻力小，传动效率高（90以上）；以上）； 运转平稳，低速时不爬行，启动时无抖动；运转平稳，低速时不爬行，启动时无抖动； 经调整和预紧可实现高精度定位；经调整和预紧可实现高精度定位； 传动具有可逆性，如果运用于禁止逆转的场传动具有可逆性，如果运用于禁止逆转的场 合，需要加设防逆转机构；合，需要加设防逆转机构； 使用寿命长。使用寿命长。第一节 概述（3）静压螺旋）静压螺旋优点：螺杆与螺母被油膜隔开优点：螺杆与螺母被油膜隔开,摩擦力小摩擦力小,效率高效率高99 运转平稳运转平稳 ，无爬行；，无爬行； 反向时

6、无空行程反向时无空行程 定位精度高；定位精度高； 磨损小，寿命长等优点磨损小，寿命长等优点.缺点：结构复杂，制造较难，供油系统要求高。缺点：结构复杂，制造较难，供油系统要求高。应用：精密机床应用：精密机床 的进给、的进给、 分度机构分度机构 传动螺旋传动螺旋第一节 概述 二、螺旋传动的运动关系二、螺旋传动的运动关系1. 一般螺旋机构一般螺旋机构 2SL (rad)角时，螺母轴向移动的位移为角时，螺母轴向移动的位移为螺杆转螺杆转第一节 概述导程2. 差动螺旋机构差动螺旋机构差动螺旋机构差动螺旋机构（A、B两段螺旋旋向相同两段螺旋旋向相同 ） 2)(BASSL应用：分度机构应用：分度机构 测微机构

7、测微机构60)(nSSvBA 镗床微量进给装置镗床微量进给装置第一节 概述复式螺旋机构复式螺旋机构两螺旋的旋向相反，螺母轴向移动的位移相叠加两螺旋的旋向相反，螺母轴向移动的位移相叠加2)(BASSL60)(nSSvBA应用：应用： 快速靠近或快速靠近或 离开的场合。离开的场合。 如车钩快速如车钩快速 合拢或分开合拢或分开 装置。装置。第一节 概述一、结构与材料一、结构与材料 螺母结构：螺母结构： 整体螺母整体螺母 组合螺母组合螺母 剖分螺母剖分螺母 1. 滑动螺旋的结构滑动螺旋的结构组合螺母组合螺母 螺杆：右旋结构，特殊情况下螺杆：右旋结构，特殊情况下 采用左旋螺纹。采用左旋螺纹。 第二节 滑

8、动螺旋传动的设计2. 螺杆与螺母常用材料螺杆与螺母常用材料螺杆和螺母材料应具有螺杆和螺母材料应具有 较高的耐磨性较高的耐磨性 足够的强度足够的强度 良好的工艺性。良好的工艺性。螺杆：钢螺杆：钢螺母：青铜、钢或铸铁（尺寸较小或轻载高速传动）螺母：青铜、钢或铸铁（尺寸较小或轻载高速传动） 第二节 滑动螺旋传动的设计二、二、耐磨性计算耐磨性计算 phHdFPhzdFAFp22 phFPd2耐磨性计算尚无完善的计算方耐磨性计算尚无完善的计算方法，通过限制螺纹副接触面上法，通过限制螺纹副接触面上的压强的压强 p 作为计算条件作为计算条件 第二节 滑动螺旋传动的设计螺纹工作螺纹工作圈数圈数,一般一般10H

9、螺母PblF/zhdd1FD1Dd2校核公式校核公式设计公式设计公式=H/d2三、螺母螺纹牙的强度校核三、螺母螺纹牙的强度校核弯曲强度校核公式为弯曲强度校核公式为 b22b362zDbFhDbhzF剪切强度校核公式为剪切强度校核公式为 DbzF第二节 滑动螺旋传动的设计螺纹大径螺纹大径一圈螺纹沿螺纹大径展开图一圈螺纹沿螺纹大径展开图四、螺杆强度校核四、螺杆强度校核 23122122ca16/343dTdF)tan(2v2dFT螺杆受轴向力螺杆受轴向力F及转矩及转矩T的作用的作用, 第二节 滑动螺旋传动的设计第四强度理论确定危险截面的计算应力第四强度理论确定危险截面的计算应力 螺纹小径螺纹小径五、螺杆稳定性校核五、螺杆稳定性校核螺杆的稳定性条件为螺杆的稳定性条件为SFFc第二节 滑动螺旋传动的设计稳定性安全系数2.55临界载荷，与螺杆的柔度有关六、自锁性校核六、自锁性校核vvarctan f第二节 滑动螺旋传动的设计一、滚动螺旋传动简介一、滚动螺旋传动简介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，滚动体沿螺纹滚道滚动并形成循环。作，滚动体沿螺纹滚道滚动并形成循环。内内循循环环外外循循环环第三节 其他螺旋传动简