第6章螺旋傳動(dòng)傳動(dòng)

第6章螺旋傳動(dòng)設(shè)計(jì)6.1

螺旋傳動(dòng)類型及特點(diǎn)6.2

螺旋傳動(dòng)的材料及許用應(yīng)力6.3

滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)6.4

滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)簡(jiǎn)介（b）壓力機(jī)6.1

螺旋傳動(dòng)類型及特點(diǎn)螺旋傳動(dòng)的功用：根據(jù)用途的螺旋傳動(dòng)分類★利用螺桿和螺母實(shí)現(xiàn)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。傳力螺旋

傳導(dǎo)螺旋

調(diào)整螺旋FNTFNT★它既能將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，又能將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。（a）千斤頂（c）進(jìn)給機(jī)構(gòu)F以傳遞動(dòng)力為主，能承受較大的軸向力。一般為間歇性工作，每次工作時(shí)間較短，且工作速度不高。通常要求有自鎖功能。6.1.1

傳力螺旋以傳遞運(yùn)動(dòng)為主，有時(shí)也能承受較大的軸向力。傳導(dǎo)螺旋一般在一段時(shí)間內(nèi)連續(xù)工作，工作速度較高，因此要求較高的傳動(dòng)精度。6.1.2

傳導(dǎo)螺旋用于調(diào)整并固定零件或部件之間的相對(duì)位置，如機(jī)床卡盤、壓力機(jī)的調(diào)整螺旋等。調(diào)整螺旋不經(jīng)常轉(zhuǎn)動(dòng)，一般在空載下調(diào)整。6.1.3

調(diào)整螺旋托杯手柄螺母螺桿底座按照螺紋副的摩擦性質(zhì)分類滑動(dòng)螺旋滾動(dòng)螺旋（b）滾動(dòng)螺旋（a）滑動(dòng)螺旋1—螺桿2—回程通道3—滾珠

4—螺母滑動(dòng)螺旋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造，傳力大，易于自鎖，所以應(yīng)用最廣泛，但其缺點(diǎn)是摩擦阻力大，傳動(dòng)效率低（一般為30%~40%）；滾動(dòng)螺旋和靜壓螺旋的摩擦阻力小，傳動(dòng)效率高（一般為90%以上），但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造要求高，多用于高精度、高效率的機(jī)構(gòu)。6.2

螺旋傳動(dòng)的材料及許用應(yīng)力6.2.1

螺桿和螺母的材料足夠的強(qiáng)度，良好的耐磨性，螺桿和螺母材料配合時(shí)摩擦系數(shù)要小。對(duì)螺桿和螺母材料的要求：螺桿和螺母常用材料：用途螺桿螺母材料是否熱處理一般常用Q235、Q275、45和50鋼重載、高速的重要傳動(dòng)

是T12、40Cr、65Mn等是精密傳導(dǎo)螺旋傳動(dòng)中9Mn2V、38CrMoAl等

否

ZCuSn10Pb1、

ZCuAl9Fe4Ni4Mn2等，一般常用低速輕載可選用耐磨鑄鐵

否

否名稱6.2.2

滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的許用壓強(qiáng)配對(duì)材料鋼對(duì)鑄鐵鋼對(duì)青銅淬火鋼對(duì)青銅許用壓強(qiáng)〔p〕速度V<12m/min4～77～1010～13低速，如人力驅(qū)動(dòng)等10～1815～25—表6.1螺旋副的許用壓強(qiáng)〔p〕/MPa

滑動(dòng)螺旋主要承載：轉(zhuǎn)矩、軸向力主要失效形式：磨損工作能力驗(yàn)算的內(nèi)容：螺桿危險(xiǎn)截面、螺紋牙的強(qiáng)度驗(yàn)算螺桿的穩(wěn)定性計(jì)算耐磨性計(jì)算

6.3

滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)耐磨性計(jì)算—主要是限制螺紋工作面間的壓力；6.3.1耐磨性計(jì)算耐磨性的校核公式為hzπd2F—螺桿受的軸向力，N；—螺紋中徑，mm；—螺紋工作高度，mm；

—參加旋合的圈數(shù)；

—螺母旋合段的長(zhǎng)度，mm；—螺矩，mm；

—許用壓強(qiáng)；以上參數(shù)選取見教材相關(guān)內(nèi)容。耐磨性的設(shè)計(jì)公式為主要針對(duì)螺紋牙的塑性變形和斷裂6.3.2

螺桿牙的強(qiáng)度計(jì)算螺紋牙的主要失效形式：剪切、擠壓破壞計(jì)算一般只針對(duì)螺母的螺紋牙計(jì)算的力學(xué)模型的建立：★將螺母的螺紋牙看作寬度為πD的懸臂梁。★假設(shè)螺母每圈所承受的平均壓力為F/Z，★并作用在螺紋中徑為直徑的圓周上螺母螺紋圈的受力πDπD2F/Z螺紋牙危險(xiǎn)截面的剪切強(qiáng)度條件螺紋牙危險(xiǎn)截面的彎曲強(qiáng)度條件Z—相旋合的螺紋圈數(shù)；b—螺紋牙根部的厚度，mm

；l—彎曲力臂，mm；

—螺母材料的許用剪應(yīng)力，Mpa

；—螺母材料的許用彎曲應(yīng)力，Mpa。aab

6.3.3

螺桿強(qiáng)度計(jì)算螺桿強(qiáng)度計(jì)算適應(yīng)的對(duì)象：工作時(shí)螺桿危險(xiǎn)截面的應(yīng)力：轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的剪應(yīng)力軸向力產(chǎn)生的拉（或壓）應(yīng)力。受力很大的螺桿其強(qiáng)度條件為：也可表示為：公式中各參數(shù)（見下頁）

—螺桿螺紋端的危險(xiǎn)截面面積，mm;—螺桿螺紋段的抗扭截面模量，mm3，

—螺桿所受的扭矩，N·mm

，—螺桿材料的許用應(yīng)力，Mpa

。見表6.2。

—螺桿螺紋小徑，mm；

—螺桿所受的軸向拉力（或壓力），N；6.3.4

螺桿的穩(wěn)定性計(jì)算須作穩(wěn)定性計(jì)算的情況：★長(zhǎng)徑比大的受壓螺桿，★所受的軸向力F大于某一臨界值Fc螺桿失穩(wěn)：在過大壓力作用下，細(xì)長(zhǎng)螺桿突然發(fā)生側(cè)向彎曲的現(xiàn)象。穩(wěn)定性校核公式：—螺桿穩(wěn)定性的計(jì)算安全系數(shù)；—螺桿穩(wěn)定性安全系數(shù);=3.5~5.0，傳力螺桿；2.5~4.0，傳導(dǎo)螺旋;＞4,，精密或水平螺桿?！輻U的臨界載荷，N。Fc可根據(jù)柔度λ求得：（1）當(dāng)λ≥85~90，（2）當(dāng)λ＜85~90，（3）當(dāng)λ＜85，（4）當(dāng)λ＜40，可不作穩(wěn)定性計(jì)算。6.3.5螺旋副的自鎖條件

l—螺桿的最大工作長(zhǎng)度，mm；i—螺桿危險(xiǎn)截面的慣性半徑，mm，μ

—螺桿危