6、螺旋传动解析

1、螺旋传动学习目标及考纲要求1.熟悉螺纹的种类、应用和主要参数，正确识读螺纹标记。2了解螺旋传动应用形式，掌握差动螺旋传动移距的计算方法。知识梳理、螺纹的形成和种类1螺纹是在圆柱表面或圆锥表面，沿螺旋线所形成具有规定牙型的连续凸起或凹沟。2 螺纹的种类（见表 1-6-1 ）表 1-6-1分类方法分类备注按加工表面分类外螺纹圆柱或圆锥外表面上形成的螺纹。内螺纹圆柱或圆锥内表面上形成的螺纹。按旋向分类右旋螺纹顺时针旋入的螺纹 。左旋螺纹逆时针旋入的螺纹。按线数分类单线螺纹单线螺纹是沿一条螺旋线形成的螺纹。多线螺纹多线螺纹是沿两条或两条以上的螺旋线形成的螺纹。按螺纹牙型分类三角形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹

2、矩形螺纹按用途分类连接螺纹起到连接作用。传动螺纹起到传递运动和动力作用。二、螺纹的应用1 连接螺纹（1）普通螺纹（牙型角a为60 °）（见表1-6-2 ）表 1-6-2普通螺纹种类应用特点粗牙普通螺纹一般连接用粗牙螺纹。细牙普通螺纹细牙普通螺纹用于薄壁零件或使用粗牙对零件强度影响较大的零件，也 用于承受冲击、振动或交变载荷的连接和微调装置。细牙螺纹与粗牙螺 纹相比，自锁性更好，对螺纹零件强度削弱较小，缺点是细牙螺纹容易 滑扣。（2）管螺纹（牙型角a为55°）（见表1-6-3 ）表 1-6-3管螺纹种类特点应用非螺纹密封 的管螺纹其内、外螺纹都是圆柱螺纹，连接本身不 具有密封

3、性能。多用于水、油、气的管路以及 电器管路系统的联接中。用螺纹密封 的管螺纹圆锥内螺纹与圆锥外螺纹连接，圆柱内螺纹与圆锥外螺纹连接，这两种连接本身具 有一定的密封性能。适用于管子、管接头、旋塞、 阀门和其他螺纹联结附件， 多 用于高温、高压和润滑系统。112 .传动螺纹（见表 1-6-4 ）种类表 1-6-4牙型特点及应用梯形螺纹锯齿形螺纹矩形螺纹f I. MPmIh牙型为等腰梯形，牙型角 a =30° 图中D,d 内、外螺纹大径（公称直径）D2,d2 内、外螺纹中径Di ,di 内、外螺纹小径P螺距H原始三角形高度Hi 基本牙型高度才 / / TVJ;/-/r-Z4：峯/厶fpi承

4、载侧牙侧角为3°，非承载侧牙牙型为锯齿形，侧角为30°图中D,d 内、外螺纹大径（公称直径）D2,d2 内、外螺纹中径Di ,di 内、外螺纹小径P螺距H原始三角形高Hi,hi 内、外螺纹牙型高度牙型为矩形，牙型角为0 °,牙宽等于螺距的一半牙根强度高，对中性好，传 动精度高，加工工艺性好， 与矩形螺纹相比，效率略低, 广泛应用于各种传递运动和 力的螺旋机构中。综合梯形螺纹牙根强度高和 矩形螺纹传动效率高的优 点，外螺纹牙根有相当大圆 角，以减小应力集中。广泛 用于单向受力的传动机构。矩形螺纹尚未标准化，牙根 强度低，对中精度低，磨损 后难于补偿和修复，但传动 效

5、率高，主要用于传力机构。三、普通螺纹主要参数（见表 1-6-5 ）表 1-6-5参数名称参数定义备 注大径（D, d）与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想 圆柱的直径。一般规定为螺纹公称直径。小径（D,d1）与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想 圆柱的直径。5D(d1)=D ( d )-2- H ,8H =0.866P。中径（D2,d2）是一个假想圆柱的直径，该圆柱母线通过牙 型上沟槽和凸起相等。3C2(d2)=D ( d ) 2x_ H8H =0.866P。螺距（P）螺距是相邻两牙中径线上对应点之间的轴 向距离。导程（Ph）指同一条螺旋线上相邻两牙中径线上对应 点之间的轴向距离。与螺距的关系

6、疋：Ph -nP;单 线螺纹n-1，螺距等于导程。牙型角（a ）是指螺纹牙型上相邻两牙侧间的夹角，普通螺纹牙型角为60 °。螺纹牙型上牙侧与螺纹轴线 垂直平面间的夹角称为牙侧 角。螺纹升角（0 ）螺纹升角又称导程角，是指螺纹中径圆柱 上，螺旋线切线与垂直于螺纹轴线的平面间 的夹角。螺纹升角越小，自锁性越好； 螺纹升角越大，自锁性越差， 传动效率越高。四、螺纹的标记1.普通螺纹标记（见表 1-6-6 ）表 1-6-6普通螺纹标记标记要求螺纹代号螺纹特征代号螺纹特征代号M公称直径大径螺距细牙普通螺纹公称直径X螺距表示，粗牙普通螺纹不标螺距旋向左旋螺纹在螺纹代号之后加注“LH ”字，右旋不

7、标公差带 代号中径公差带代号公差带代号由表示公差等级的数字和表示基本偏差的字母组 成，大写字母用于表示内螺纹，小写字母用于表示外螺纹。前者表示中径公差带代号，后者表示顶径公差带代号。如果 中径公差带代号和顶径公差带代号相同，则只标注一个公差 带代号。顶径公差带代号旋合长度 代号长旋合长度L使用中等旋合长度不标注其代号，特殊需要可注出旋合长度 的数值。中等旋合长度N短旋合长度S螺纹副标注：内、外螺纹基本参数元全相冋才能旋合在一起组成螺纹副，其标注与螺纹标注基本相冋，但需冋时注出内、外螺纹公差带代号，并用“/”分开，左边表示内螺纹公差带 代号，右边表示外螺纹公差带代号。如：M12 6H/6g。2.

8、管螺纹标记（见表 1-6-7 ）表 1-6-7管螺纹标记标记要求用螺纹 密封管 螺纹特征代号Rc圆锥内螺纹，Rp圆柱内螺纹，R圆锥外螺纹尺寸代号单位为英寸，不是 mm。旋向右旋螺纹不标注，左旋螺纹在尺寸代号之后标注“LH ”。非螺纹 密封管 螺纹特征代号特征代号用G表示。尺寸代号单位为英寸，不是 mm。公差等级代号公差等级代号，外螺纹有 A、B两种，内螺纹只有一种不标记。旋向右旋螺纹不标注，左旋螺纹在尺寸代号之后标注“LH ”。螺纹副标注：内、外螺纹装配在一起，其标记用“/”分开，左边表示内螺纹，右边表示外1133螺纹，例如： G1-/ G1-B LH、Rc1-/ R2 1LH。22443.普

9、通螺纹标记（见表 1-6-8 ）表 1-6-8普通螺纹标记标记要求螺纹代号螺纹特征代号螺纹特征代号Tr公称直径大径导程（P螺距）单线梯形螺纹：X螺距，多线螺纹代号：X导程（P螺距）。旋向左旋螺纹在螺纹代号之后加注“LH ”字，右旋不标公差带 代号中径公差带代号由表示公差等级的数字和表示基本偏差的字母组成，小写字 母表示外螺纹，大写字母表示内螺纹。旋合长度 代号长旋合长度L 中等旋合长度N使用中等旋合长度不标注其代号，特殊需要可注出旋合长度 的数值。螺纹副标注：配在一起的螺旋副需冋时标注内、外螺纹公差带代号且用“/”分开，斜线左 边表示内螺纹公差带代号，斜线右边表示外螺纹公差带代号。例如：Tr3

10、6X 12 （P6） 6H/6e。四、螺纹连接预紧和防松方法1.螺纹连接的主要类型（见表 1-6-9）螺纹连接类型表 1-6-9图例螺栓连接1L厂AIHR普通螺栓连接铰制孔螺栓连接特点及应用普通螺栓连接：螺栓与孔 壁有间隙，孔的加工精度较低, 装拆方便，广泛用于承受轴向 载荷，两连接件较薄，易制成 通孔，能从两边进行安装的场 合；铰制孔连接：螺栓与被连 接件铰制孔采用过渡配合，孔 需精制，用于承受横向载荷或 需精确固定被连接件相互位置 的场合螺纹连接类型图例特点及应用双头螺柱连接螺钉连接f ' -p-a紧定螺钉连接双头螺柱一端拧入较厚零 件，另一端穿过较薄零件并与 螺母配合，实现连接。

11、用于被 连接件之一较厚不宜做成通 孔、材料较软且需经常拆卸的 场合。拧入被连接件深度与被 连接件材料有关螺钉通过较薄连接件的通 孔，直接旋入较厚的被连接件 之中，不需使用螺母，即可实 现零件的连接。结构紧凑，用 于被连接件之一较厚，受力不 大，不需经常拆卸的场合紧定螺钉旋入被连接件的 螺纹孔中，其尾部顶住另一被 连接件的表面或凹坑中，固定 它们的相对位置，也可以传递 不大的力和转矩2.螺纹连接的防松在静载荷作用下或温度变化不大的情况下，螺纹连接不会松脱，这种性能称为螺纹的自锁性。螺纹自锁性条件是螺纹升角小于螺纹副材料当量摩擦角。对在冲击、振动、变载荷作用下，或工作温度变化较大的螺纹连接，必须采

12、取有效的防松措施。（见表1-6-10 ）表 1-6-10图示螺纹防松方法摩 擦 力 防 松弹簧垫圈原理及应用通过弹簧垫圈被压缩后产生反 弹力，保持螺纹副间压紧力及 摩擦力而起到防松作用。弹簧 垫圈切口尖端应处于逆向 置，用于一般螺纹连接防松。双螺母六角开槽螺母与开口销圆螺母与 止动垫片机 械 防 松止动垫圈串联钢丝通过两对螺母拧紧，在螺 母与螺栓之间形成内力而增大 摩擦力。结构简单，用于低速、 重载场合。槽形螺母拧紧后，用开口 销穿过螺栓尾部小孔和螺母的 槽，防止螺母与螺杆发生相对 转动，也可以用普通螺母拧紧 后进行配钻销孔。使垫圈内舌嵌入螺栓（轴） 的槽内，拧紧螺母后将垫圈外 舌之一褶嵌于螺

13、母的一个槽内 实现防松。螺母拧紧后，将单耳或双 耳止动垫圈分别向螺母和被联 接件的侧面折弯贴紧，实现防 松。用低碳钢钢丝穿入各螺钉头部的孔内，将各螺钉串联起来，使其相互制动。这种结构需要注意钢丝穿入的方向。永 久 防 松点冲、点焊点焊螺母拧紧后在螺纹末端冲 点破坏螺纹，或将螺母、螺栓 焊接在一起，实现防松永久防松还可以将螺旋表 面涂上粘结剂，拧紧螺母后， 粘结剂自行固化实现防松。五、普通螺旋传动1. 普通螺旋传动的基本概念螺旋传动是利用螺旋副来传递运动和（或）动力的一种机械传动，可以方便地把主动件的回转运动转变成从动件的直线运动。2. 普通螺旋传动的类型（见表 1-6-11 ）表 1-6-11

14、应用实例应用形式螺母固定不动，螺杆 回转并作直线运动£固走甜口声母台虎钳工作过程螺母与固定钳口连接成 整体且固定不动，螺杆与活 动钳口通过转动副连接。转 动手柄，使螺杆回转并移动, 并带动活动钳口移动而实现 工件的夹紧和松开。螺旋压力机、千分尺也 是采用此结构形式。螺杆固定不动，螺母 回转并作直线运动/ZZ/曙母二:疇杆螺旋千斤顶螺杆与底座连成整体且 固定不动，手柄与螺母连成 一体，托盘套在螺母上。转 动手柄，使螺母回转并直线 移动，从而支顶工件或放下 工件。插齿机刀架传动结构也 是采用此种形式。螺杆回转，螺母作直 线运动iUUi -r工作台机床滑板移动机构螺母与工作台连成整 体，螺

15、杆与机架通过转动副 连接。摇动手柄，使螺杆回 转，螺母带动工作台实现左 右直线移动。此结构广泛应用于车床 大、中、小滑板移动机构及 其他机床工作台移动机构。15螺母回转，螺杆作直 线运动嚅杆另一个螺旋副，螺杆Li=N PhiL2=N Ph2（活动螺母实际移动距离）【例2】（1）（2）螺母与机架通过回转副 连接，螺杆与观察镜连成整 体。转动螺母，螺杆带动观 察镜上下移动。压力试验机上观察镜3 .普通螺旋传动的特点（1 ）结构简单，工作连续，传动平稳、无噪声。（2）承载能力大，传动精度高。（3）摩擦损失大，传动效率低。4.普通螺旋传动直线运动方向判定*4工宀巾螺杆和螺母，一个转动 一个移动T与大拇

16、指指向相反 左右手定则一个固定，另一个既转 动又移动T与大拇指指向相同5 .普通螺旋传动的计算直线移动距离：L=N Ph 直线移动速度：v=nPh六、差动螺旋传动1. 定义：由两个螺旋副组成的使活动的螺母与螺杆产生差动（即不一致）的螺旋传动。2. 差动螺旋传动组成 由两个螺旋副组成，一个螺旋副螺杆和螺母一个转动、一个移动；和螺母一个固定不动，一个既转动又移动。3差动螺旋传动的计算螺杆相对于固定螺母的移动距离： 活动螺母相对于螺杆的移动距离： 活动螺母相对于固定螺母的移动距离L=N （ Phi± Ph2）+”号，当两螺纹旋向相同时，公式中用“一”号。当两螺纹旋向相反时，公式中用“计算结

17、果为正值时，活动螺母实际移动方向与螺杆移动方向相同，计算结果为负值时， 活动螺母实际移动方向与螺杆移动方向相反。典例精析【例1】M30X 2 6g中的30指的是（）A 大径 B 中径 C 小径 D 公称直径E 顶径答：本题解题的关键是能正确识读普通螺纹的标记。普通螺纹螺纹特征代号的数字“ 30”既是大径也是公称直径，从标注中“ 6g”看出该螺纹是外螺纹，由“外螺纹的大径就是顶径”，所以E也是正确选项。因此本题正确答案是 A、D E。如图1-6-1所示车床刀架进给结构，1为螺母，2为丝杠，3为机架，问：若丝杠回转5圈，车刀移动距离为多少？若丝杠转速为0.5r/min，车刀移动速度为多少？若丝杠回

18、转方向向下，车刀移动方向如何？图 1-6-15圈，螺母(车刀)移动距离为:(mm)答：本题解题的关键是理解普通螺旋传动的计算和方向的判断。由丝杠代号Tr40 X 12 ( P6)可知为双线梯形右旋螺纹，导程为12mm ;丝杠与螺母传动形式属于螺杆回转，螺母直线移动的普通螺旋传动。(1) 导程Ph =12mm，丝杠回转L=N Ph=5 X 12=6O(2) 车刀(螺母)移动速度为：(mm/min)(3 )用右手法则判别(四指与丝杠回转方向一致，大拇指指向与螺母移动方向相反)，螺母(车刀)向左移动。【例3】如图1-6-2所示，Phi=4mm，Ph2=3.5mm，螺杆3两段螺纹均为右旋，若手轮图示方

19、向转过90 °，问移动螺杆2相对于螺杆3移动距离为多少？移动螺杆2相对于机架的实际移动距离为多少？九1Ph图 1-6-2v=nPh=0.5 X 12=6由图可知移动螺杆 2只能移动不能回转； 螺杆 2组成答：本题解题的关键是会分析差动螺旋传动。3与手轮4固定连接在一起，螺杆 3的外螺纹与机架组成螺旋副，内螺纹与移动螺杆 螺旋副。移动螺杆2相对于螺杆3的移动属于普通螺旋传动，移动距离为：L= Ph2=曲 X 3.5=0.875mm36O36O0移动螺杆2相对于机架的实际移动距离为:90°1L=36O0（Ph1" Ph2）=14 - 3.5）=0.125mm同步精练一

20、、填空题1 .顺时针旋入的螺纹是 2. 梯形螺纹的牙型角是 ，普通螺纹的牙型角是3. 梯形螺纹牙根强度 ，对中性O锯齿形螺纹牙根强度 中性，效率4.5._螺纹。，锯齿形螺纹的牙型角是 ，管螺纹的牙型角是.，矩形螺纹的牙型角是 o，加工工艺性，但与矩形螺纹比较，效率_，效率。矩形螺纹牙根强度 ，对M10X 2-6h的公称直径 ，螺距为，中径公差带代号为 径公差带代号为 , 6指的是, h指的是，旋向是是 （填“外螺纹”或“内螺纹”），是 （填“粗牙”或“细牙”）普通螺纹，旋合长度代号为 OG1/2是 （填“用螺纹密封”或“非螺纹密封”）的管螺纹，是 （填“内螺纹”或“外螺纹”R1/4中的R指的是

21、，若是“ Rc 指的是指的是OTr40 X 14 （ P7） 7e-100 的螺距是 是, 100 是 O螺栓联接，螺栓与被联接件之间采用过渡配合，孔需精制，主要用于承 受横向载荷或须精确固定被连接件相互位置的场合。螺旋传动是利用 来传递运动和动力的一种机械传动，主要把主动件的 动转变成从动件的 运动。10. 螺纹千分尺中螺旋传动机构，螺距为0.5mm，若微分套筒旋转一转，螺杆移动距离为mm;若微分套筒圆周均分 50格，则每转一格，螺杆移动 二、判断题11. 台虎钳丝杠上的螺纹为三角螺纹。12. 为增强连接的紧密性，连接螺纹大多采用单线螺纹。13. Rp1/2中的1/2表示公称直径为 1/2m

22、m。14. 细牙普通螺纹比粗牙普通螺纹的自锁性差，但细牙螺纹零件的强度削弱少，6.7e&9.扣。15. 螺旋传动属于平面传动机构。16. 普通螺旋传动承载能力大，传动效率高。17. 相互旋合的内外螺纹其旋向相反。三、选择题18. 螺纹的公称直径是指（A .螺纹的小径C.外螺纹顶径或内螺纹底径19. 以下是细牙普通螺纹的是（A . M20-6H B. Tr30 X 6，导程是，线数是）OB .螺纹的中径D .外螺纹底径或内螺纹顶径，顶，若是“ Rp”mm O(容易滑()C. G1/220. 加工工艺性好、牙根强度和对中性都好的是（ A .梯形 B .锯齿形 C.矩形21. （A .梯形D

23、. M20 X 2LH）螺纹。D .三角形）螺纹广泛用于单向受力的传动机构中。B .锯齿形C.矩形D .三角形1922.下列属于摩擦力防松的是()。A .圆螺母与止动垫片B .六角开槽螺母与开口销23 如图1-6-3所示螺旋传动属于(A .螺杆转动，螺母作直线移动C.螺杆固定不动，螺母回转并作直线移动C 定位焊 D 弹性垫圈)的螺旋传动形式。B 螺母转动，螺杆作直线移动D 螺母固定不动，螺杆回转并作 直线移动图 1-6-3图 1-6-424. 如图1-6-4所示为双线左旋螺纹，导程为12mm ;若手柄转180 °，则螺母A .向右移动 6mmB .向左移动 6mmC.向左移动 12mmD .向右移动 12mm四、计算题25.(1)(2)图1-6-5所示差动微调螺旋传动机构，若旋钮 旋钮2相对机架移动距离和移动方向； 方头螺杆1移动距离和移动方向。2按图示方向回转2转，试求:Ti:24X£LJlTrtSXI. 5LH1方头螺杆图 1-6-526.(1)图1-6-6所示为一差动螺旋千斤顶。上螺旋与承受载荷的托盘相连，不能旋转；下 螺杆与底座相连，中间用套筒分别与上下螺杆组成螺旋副 程10mm，右旋，要求套筒向右旋转一周时，托盘向上移动 下螺