第5章螺旋傳動

1、杜永平螺紋聯(lián)接八、螺旋傳動（八、螺旋傳動（helical drive）1. 分類分類 按用途分按用途分傳力螺旋傳力螺旋（screw of transmission power）傳導(dǎo)螺旋傳導(dǎo)螺旋（screw of transmission motion）傳遞動力為主傳遞動力為主間歇工作間歇工作速度不高速度不高需要自鎖需要自鎖調(diào)整螺旋調(diào)整螺旋（adjusting screw）傳遞運動為主傳遞運動為主連續(xù)工作連續(xù)工作速度較高速度較高傳動精度和效率要高傳動精度和效率要高調(diào)整、固定零件位置調(diào)整、固定零件位置不經(jīng)常轉(zhuǎn)動不經(jīng)常轉(zhuǎn)動杜永平螺紋聯(lián)接 按摩擦性質(zhì)分按摩擦性質(zhì)分滑動螺旋（滑動螺旋（sliding s

2、crew）滾動螺旋（滾動螺旋（rolling screw）結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)簡單易于自鎖易于自鎖摩擦阻力大摩擦阻力大傳動效率低傳動效率低傳動精度低傳動精度低靜壓螺旋（靜壓螺旋（pressure screw）結(jié)構(gòu)復(fù)雜結(jié)構(gòu)復(fù)雜摩擦阻力小摩擦阻力小傳動效率高傳動效率高結(jié)構(gòu)復(fù)雜結(jié)構(gòu)復(fù)雜摩擦阻力小摩擦阻力小傳動效率高傳動效率高需供油系統(tǒng)需供油系統(tǒng)杜永平螺紋聯(lián)接2. 滑動螺旋的結(jié)構(gòu)和材料滑動螺旋的結(jié)構(gòu)和材料 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)運動轉(zhuǎn)變方式有：運動轉(zhuǎn)變方式有：螺桿轉(zhuǎn)動，螺母移動螺桿轉(zhuǎn)動，螺母移動機床進(jìn)機床進(jìn)給絲桿給絲桿起重起重螺旋螺旋螺母轉(zhuǎn)動，螺桿移動螺母轉(zhuǎn)動，螺桿移動螺母固定，螺桿轉(zhuǎn)動及移動螺母固定，螺桿轉(zhuǎn)動及移動螺桿固

3、定，螺母螺桿固定，螺母轉(zhuǎn)動及移動轉(zhuǎn)動及移動杜永平螺紋聯(lián)接螺母結(jié)構(gòu)螺母結(jié)構(gòu)整體螺母整體螺母結(jié)構(gòu)簡單，但由磨損產(chǎn)生的軸向間結(jié)構(gòu)簡單，但由磨損產(chǎn)生的軸向間隙不能補償，只是用于精度要求較低的螺旋。隙不能補償，只是用于精度要求較低的螺旋。組合螺母組合螺母結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但可以定期地調(diào)整，以結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但可以定期地調(diào)整，以消除軸向間隙，避免反向轉(zhuǎn)動時的空行程。消除軸向間隙，避免反向轉(zhuǎn)動時的空行程。剖分式螺母剖分式螺母結(jié)構(gòu)復(fù)雜，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但可以補償旋合螺紋的但可以補償旋合螺紋的磨損。磨損?；瑒勇菪穆菁y類型有矩滑動螺旋的螺紋類型有矩形、梯形和鋸齒形。形、梯形和鋸齒形。杜永平螺紋聯(lián)接 材料材料a、螺桿、螺桿低速輕載：

4、不經(jīng)熱處理的低速輕載：不經(jīng)熱處理的Q235、Q275、45；較高速重載：熱處理的較高速重載：熱處理的40Cr、65Mn、20CrMnTi；精密傳導(dǎo)：熱處理的精密傳導(dǎo)：熱處理的9Mn2V、CrWMn、38CrMoAl。b、螺母、螺母一般傳動：一般傳動：ZQSn10l、ZQSn663重載低速：重載低速：ZQAl94、ZHAl66632重載調(diào)整：重載調(diào)整：35、球墨鑄鐵、球墨鑄鐵低速輕載：耐磨鑄鐵低速輕載：耐磨鑄鐵大尺寸：鋼或鑄鐵做外套，內(nèi)孔澆鑄青銅大尺寸：鋼或鑄鐵做外套，內(nèi)孔澆鑄青銅高速：鋼或鑄鐵做外套，內(nèi)孔澆鑄巴氏合金。高速：鋼或鑄鐵做外套，內(nèi)孔澆鑄巴氏合金。杜永平螺紋聯(lián)接3. 螺旋傳動的設(shè)計計

5、算螺旋傳動的設(shè)計計算 失效形式及校核內(nèi)容失效形式及校核內(nèi)容主要失效形式：磨損主要失效形式：磨損校核：校核：受力較大的傳力螺旋：校核螺桿危險剖面及螺紋受力較大的傳力螺旋：校核螺桿危險剖面及螺紋牙的強度；牙的強度；精密的傳導(dǎo)螺旋：校核螺桿的剛度；精密的傳導(dǎo)螺旋：校核螺桿的剛度；長徑比很大的螺桿：校核其穩(wěn)定性；長徑比很大的螺桿：校核其穩(wěn)定性；高速長螺桿：校核其臨界轉(zhuǎn)速；高速長螺桿：校核其臨界轉(zhuǎn)速；要求自鎖的螺桿：校核其自鎖性。要求自鎖的螺桿：校核其自鎖性。杜永平螺紋聯(lián)接 耐磨性計算耐磨性計算工作面上的壓力工作面上的壓力p：A螺紋承壓面積（螺紋承壓面積（ mm2）；）；22phHdFPhudFAFpd

6、2螺紋中徑（螺紋中徑（mm）；）；h螺紋工作高度（螺紋工作高度（mm）；）；u螺紋工作圈數(shù)，螺紋工作圈數(shù)，uHP H螺母高度（螺母高度（ mm ）P螺距（螺距（ mm ）；）；F軸向力（軸向力（N）；）；杜永平螺紋聯(lián)接令令 Hd2，則，則 Hd2，代入整理后得，代入整理后得矩形和梯形螺紋，矩形和梯形螺紋，h0.5P，則，則 2phFPd30的鋸齒形螺紋，的鋸齒形螺紋，h0.75P，則，則 8 . 02pFd：整體螺母：整體螺母：1.22.5； 剖分螺母，兼作支承螺母：剖分螺母，兼作支承螺母：2.53.5； 傳動精度高、載荷大、壽命長：傳動精度高、載荷大、壽命長：4。螺紋工作圈數(shù)不易超過螺紋工作

7、圈數(shù)不易超過10圈。圈。65. 02pFd杜永平螺紋聯(lián)接 自鎖條件自鎖條件 螺桿的強度計算螺桿的強度計算vvffarctancosarctan式中：式中：)( 3)(32222TcaWTAFF軸向壓力（軸向壓力（N）；）；A危險剖面面積（危險剖面面積（mm2）；）；WT抗扭截面模量（抗扭截面模量（mm3）；）；T扭矩（扭矩（Nmm）；）；螺桿材料的許用應(yīng)力（螺桿材料的許用應(yīng)力（MPa）。）。杜永平螺紋聯(lián)接 螺母螺紋牙的強度計算螺母螺紋牙的強度計算剪切強度：剪切強度：彎曲強度：彎曲強度：DbuFAF剪式中：式中：b牙根部的厚度牙根部的厚度(mm)，62bbuDbFlWM矩形螺紋矩形螺紋b0.5P

8、，梯形螺紋梯形螺紋b0.65P，鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋b0.75P；l彎曲力臂彎曲力臂(mm) ，22DDl杜永平螺紋聯(lián)接 螺母外徑與凸緣強度計算螺母外徑與凸緣強度計算a、bb剖面拉伸應(yīng)力剖面拉伸應(yīng)力b、凸緣與底座接觸表面擠壓強度凸緣與底座接觸表面擠壓強度)(1.3)F2 . 1 (4223DD考慮摩擦力考慮摩擦力 螺母許用拉伸應(yīng)力螺母許用拉伸應(yīng)力(Mpa)，0.83bc、凸緣根部的彎曲強度凸緣根部的彎曲強度)(42324ppDDF許用擠壓應(yīng)力許用擠壓應(yīng)力(Mpa)，p(1.51.7)b)(5 . 164)(23342334bbaDDDFaDDDFWM杜永平螺紋聯(lián)接 螺桿的穩(wěn)定性驗算螺桿的穩(wěn)定性

9、驗算穩(wěn)定條件：穩(wěn)定條件：SSCFcrFSS SSC穩(wěn)定性計算安全系數(shù)穩(wěn)定性計算安全系數(shù) SS 穩(wěn)定性安全系數(shù)穩(wěn)定性安全系數(shù)Fcr螺桿臨界壓力螺桿臨界壓力 按按Sli選用不同的公式選用不同的公式：傳力傳力：SS3.55.0傳導(dǎo)傳導(dǎo)：SS2.54.0精密或水平精密或水平：SS4s10022)( lEIFcr拉壓彈性模數(shù)拉壓彈性模數(shù)E2.06105 (Mpa)螺桿危險剖面的慣性矩螺桿危險剖面的慣性矩(mm 4)杜永平螺紋聯(lián)接s 100，且，且B480 Mpa的優(yōu)質(zhì)碳鋼的優(yōu)質(zhì)碳鋼s100，且，且B380 Mpa的普通碳鋼的普通碳鋼4)12. 1304(21dFscrs40時，不必進(jìn)行穩(wěn)定性校核。時，不必進(jìn)行穩(wěn)定性校核。4)57. 2461(21dFscr杜永平螺紋聯(lián)接在在 Sli 公式中：公式中： 螺桿長度系數(shù)，查表；螺桿長度系數(shù)，查表； l 螺桿工作長度螺桿工作長度(mm) ，446441214121ddddIii螺