老師課件第26章螺旋傳動(dòng)

第2.6章 螺旋傳動(dòng)設(shè)計(jì)螺旋的分類及應(yīng)用螺旋傳動(dòng)裝置的工作原理通過螺紋結(jié)構(gòu)，將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為軸向直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)傳遞能量和力。2.6.1螺紋的主要參數(shù)鋸齒形螺紋普通螺紋 矩形螺紋 梯形螺紋普通螺紋用于連接矩形、梯形用于傳力或傳遞運(yùn)動(dòng)螺紋的基本尺寸參數(shù)圖2-50螺紋的基本尺寸參數(shù)螺紋的基本尺寸參數(shù)大徑d：公稱直徑；小徑d1中徑d2螺距P線數(shù)n導(dǎo)程S

S=nP，螺紋升角8）旋向：左旋和右旋。tan

g

=

nPpd2螺旋的基本尺寸參數(shù)SP螺旋傳動(dòng)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)傳動(dòng)比大精度較高能夠?qū)崿F(xiàn)自鎖結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單﹐傳動(dòng)平穩(wěn)﹐無噪音缺點(diǎn)磨擦磨損大，效率較低螺旋傳動(dòng)的特點(diǎn)傳動(dòng)比大傳動(dòng)比大，從而可用較小的轉(zhuǎn)矩得到較大的軸向推力常用于起重，夾緊等螺旋傳動(dòng)的特點(diǎn)精度較高能夠準(zhǔn)確地調(diào)整直線運(yùn)動(dòng)的距離和位置。常用于精密機(jī)械和測(cè)量?jī)x器，特別適用于一些機(jī)構(gòu)的微細(xì)調(diào)節(jié)。螺旋傳動(dòng)的特點(diǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)自鎖螺旋升角小于摩擦角時(shí)，螺旋自鎖螺紋升角小，使得摩擦力的軸向分力大于正壓力的軸向分力，發(fā)生自鎖螺旋傳動(dòng)的特點(diǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)自鎖適用于垂直舉起重物的機(jī)構(gòu)自鎖壓紙機(jī)螺旋傳動(dòng)的特點(diǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)自鎖對(duì)于水平推力的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)也能在任意位置得到精確定位如水平運(yùn)動(dòng)的機(jī)床工作臺(tái)進(jìn)給機(jī)構(gòu)夾緊裝置螺旋傳動(dòng)的特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單﹐傳動(dòng)平穩(wěn)﹐無噪音摩擦磨損大，效率較低螺紋失效螺旋傳動(dòng)的分類按運(yùn)動(dòng)方式螺母固定，螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，螺母作直線運(yùn)動(dòng)螺母旋轉(zhuǎn)并沿直線運(yùn)動(dòng)，螺桿固定螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，螺桿直線移動(dòng)螺旋傳動(dòng)的分類按用途

傳力螺旋傳導(dǎo)螺旋調(diào)整螺旋傳力螺旋夾緊裝置千斤頂壓紙機(jī)千斤頂傳力螺旋能以較小的轉(zhuǎn)矩獲得很大軸向力滑動(dòng)摩擦螺旋螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，螺桿直線移動(dòng)應(yīng)用調(diào)整螺旋收音機(jī)的調(diào)整螺旋微調(diào)螺旋螺旋測(cè)微器螺旋傳動(dòng)的分類按螺旋副的摩擦性質(zhì)滑動(dòng)摩擦螺旋滾動(dòng)摩擦螺旋靜壓螺旋滑動(dòng)摩擦螺旋滾動(dòng)摩擦螺旋靜壓螺旋優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易制造、傳力較大、能夠?qū)崿F(xiàn)自鎖要求，應(yīng)用廣泛。缺點(diǎn)：容易磨損、傳動(dòng)效率低滾動(dòng)摩擦阻力小傳動(dòng)效率高>90%流體摩擦

傳動(dòng)效率高>90%滾珠螺旋滾動(dòng)螺旋的螺桿和螺母的螺紋滾道間置有適量的鋼球，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)鋼球?yàn)橹虚g滾動(dòng)體，沿螺紋滾道滾動(dòng)，使螺桿和螺母的相對(duì)運(yùn)動(dòng)成為滾動(dòng)磨擦，提高螺旋副的傳動(dòng)效率高達(dá)98%滑動(dòng)螺旋：傳動(dòng)效率30%-40%！??！滾珠螺旋逆?zhèn)鲃?dòng)效率接近正傳動(dòng)，可用于把直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換

為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)磨擦阻力穩(wěn)定，摩擦小，壽命長(zhǎng)不自鎖，結(jié)構(gòu)復(fù)雜鋼球經(jīng)導(dǎo)路出而復(fù)入，分外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)差動(dòng)螺旋導(dǎo)程不同或旋向不同的螺紋零件和其它螺紋零件形成的螺旋傳動(dòng)－螺紋導(dǎo)程不同－螺紋旋向相反差動(dòng)螺旋導(dǎo)程不同旋向相反小結(jié)能夠產(chǎn)生微小位移的螺旋小導(dǎo)程螺紋

加工難度大

精度無法保證利用特殊大螺紋零件來產(chǎn)生微小位移 在生產(chǎn)上具有重要意義2.6.2滑動(dòng)螺旋副的受力、失效分析及常用材料載荷：摩擦力矩、螺桿的壓（拉）力主要失效形式：磨損、螺紋牙的彎曲、剪切螺桿失穩(wěn)磨損2.6.2滑動(dòng)螺旋副的受力、失效分析及常用材料設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：根據(jù)耐磨性計(jì)算螺桿的直徑等參數(shù)，同時(shí)對(duì)螺紋牙進(jìn)行強(qiáng)度校核校核穩(wěn)定性和自鎖性螺旋材料選擇P98

表2-382.6.3螺旋傳動(dòng)工作能力設(shè)計(jì)螺旋傳動(dòng)的工作能力設(shè)計(jì)

螺旋副傳動(dòng)設(shè)計(jì)的一般步驟滑動(dòng)螺旋的工作能力設(shè)計(jì)1。耐磨性計(jì)算因磨損量不好計(jì)算，考慮磨合面的單位

正壓力，其許用值

與相對(duì)速度有關(guān)。螺紋副的耐磨性計(jì)算：￡

[

p]p

=FPpd2hH式（2-（MPa)66）設(shè)計(jì)之初的四個(gè)未知數(shù)處理方法----取系數(shù)來消除未知數(shù)的個(gè)數(shù)。令：2df

=

H則：2H

=

fd參照p99,經(jīng)驗(yàn)數(shù)值選取可得到

d2

設(shè)計(jì)公式：2FPphf[

p]d

?表2-39滑動(dòng)螺旋的工作能力設(shè)計(jì)2、強(qiáng)度計(jì)算螺桿的強(qiáng)度11)20.2d

3Tca=

(

4F

)2

+

3(pd

2s

=

s

2

+

3t2滑動(dòng)螺旋的工作能力設(shè)計(jì)2、強(qiáng)度計(jì)算螺紋牙受力分析模型的建立

圖2-55懸臂梁模型（螺母）螺紋牙強(qiáng)度計(jì)算螺紋牙強(qiáng)度剪切強(qiáng)度￡

[t]t

=ZpdbF（螺母）螺紋牙強(qiáng)度計(jì)算螺紋牙強(qiáng)度齒根的彎曲強(qiáng)度bbWs

=

M

￡

[s

]Z

2F

hpdb2M

=

;W

=bb3FhZpdb2￡

[s

]s

=6表2-40滑動(dòng)螺旋的工作能力設(shè)計(jì)4、自鎖性校核FFcrc?[S

]S

=3、受壓螺桿穩(wěn)定性計(jì)算表2-41，表2-42vvf=

arctan

fcos

bg

￡

j

=

arctan滑動(dòng)螺旋的工作能力設(shè)計(jì)軸向載荷與運(yùn)動(dòng)方向相反時(shí)取“+”5、螺旋傳動(dòng)效率h

=

tan

g

tan(g

–jv

)滑動(dòng)螺旋設(shè)計(jì)的步驟典型設(shè)計(jì)：已知工作載荷和螺母的轉(zhuǎn)速選螺紋類型

選螺旋副材料根據(jù)螺母耐磨性（式2-66）確定螺旋中徑d2按照國標(biāo)選取相應(yīng)的公稱直徑d，初步確定螺旋主要參數(shù)：螺距P、中徑等，對(duì)有自鎖要求的校核自鎖性計(jì)算螺母高度H選螺距，計(jì)算旋合圈數(shù)Z，Z<10-12校核螺桿和螺母的強(qiáng)度、穩(wěn)定性、效率等其它：與地面接觸強(qiáng)度；手柄長(zhǎng)度、直徑；自鎖；螺母防松等按螺旋副螺母耐磨性計(jì)算根據(jù)螺母耐磨性（式2-66）確定螺旋中徑d2求出d2后，按照國標(biāo)選取相應(yīng)的公稱直徑d初步確定螺旋主要參數(shù)：螺距、中徑等校核螺桿的強(qiáng)度（式2-68）校核螺母螺紋牙的強(qiáng)度：剪切強(qiáng)度--（式2-69）、彎曲強(qiáng)度（式2-70）螺母外徑與凸緣的強(qiáng)度計(jì)算螺母外徑懸置部分的拉伸強(qiáng)度凸緣與底座接觸表面的擠壓強(qiáng)度、凸緣根部的彎曲強(qiáng)度校核螺桿的穩(wěn)定性（式2-71）其它：與地面接觸強(qiáng)度；手柄長(zhǎng)度、直徑；自鎖；螺母防松等7.1.2螺旋副的運(yùn)動(dòng)與受力螺旋副的受力分析1)矩形螺旋副的受力分析上推重物時(shí),重物勻速上升下推重物時(shí),重物勻速下滑重物的自由下滑力螺旋副的受力分析1)矩形螺旋副的受力分析222j

j=

Qtg(l

+

r)

d2旋轉(zhuǎn)阻力矩T

=

F上升時(shí)Fj

=Qtg(l

+r)d2ds阻力矩Ts

=

Qtg(l

-

r)

2

下降時(shí)F

=

Qtg（l

-

r)斜面上重物的受力分析（a）勻速上升 （b）勻速下降2)三角螺旋的受力分析與矩形螺旋比較