機(jī)械設(shè)計(jì)與分析基礎(chǔ)- 課件 第五章 常用機(jī)構(gòu) 第二、三節(jié) 凸輪機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)

第四章常用機(jī)構(gòu)第一節(jié)平面連桿機(jī)構(gòu)第二節(jié)凸輪機(jī)構(gòu)第三節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第四節(jié)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)第二節(jié)凸輪機(jī)構(gòu)一、凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用及分類二、從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律四、基本尺寸的確定三、凸輪輪廓的圖解法五、凸輪機(jī)構(gòu)的材料與結(jié)構(gòu)一、凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用及分類

凸輪——具有曲線輪廓或溝槽的構(gòu)件，在其運(yùn)動(dòng)時(shí)，用輪廓或溝槽驅(qū)動(dòng)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)。凸輪機(jī)構(gòu)主要由凸輪、從動(dòng)件及機(jī)架三個(gè)基本構(gòu)件組成，是一種含高副的常用機(jī)構(gòu)。工程實(shí)例：內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)一、凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用及分類

工程實(shí)例：繞線機(jī)一、凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用及分類

1－凸輪2－

布線桿3－

繞線軸工程實(shí)例：行程控制凸輪機(jī)構(gòu)一、凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用及分類

1－凸輪2－

推桿工程實(shí)例：機(jī)床自動(dòng)進(jìn)給機(jī)構(gòu)一、凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用及分類

1－凸輪2－

從動(dòng)件3刀架凸輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，工作可靠，只需設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞憧墒箯膭?dòng)件得到準(zhǔn)確的任意預(yù)期運(yùn)動(dòng)。凸輪與從動(dòng)件間為高副接觸，易磨損。所以常用于傳力不大的場合。如：自動(dòng)機(jī)床進(jìn)刀機(jī)構(gòu)、上料機(jī)構(gòu)、內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)、印刷機(jī)、紡織機(jī)等。一、凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用及分類

凸輪機(jī)構(gòu)的種類繁多，常用凸輪機(jī)構(gòu)分類如下：1.按凸輪的形狀分①盤形凸輪——形狀如盤，繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)且具有變化的向徑。（平面凸輪機(jī)構(gòu)）是凸輪的基本型式。凸輪形狀如板，沿直線相對機(jī)架作往復(fù)移動(dòng)，并具有曲線形的側(cè)輪廓。（平面凸輪機(jī)構(gòu)）②移動(dòng)凸輪移動(dòng)凸輪可視為回轉(zhuǎn)中心為無窮遠(yuǎn)處的部分盤形凸輪。1.按凸輪的形狀分③圓柱凸輪端面圓柱凸輪凸輪形狀如圓柱，繞其軸線定軸轉(zhuǎn)動(dòng)且有曲線形溝槽。（空間凸輪機(jī)構(gòu)）圓柱凸輪可視為是移動(dòng)凸輪卷成圓柱而成的。1.按凸輪的形狀分2.按從動(dòng)件的結(jié)構(gòu)形式分（1）尖端從動(dòng)件由于端部與凸輪是高副接觸，接觸應(yīng)力大，易磨損，故只用于輕載低速的場合。從動(dòng)件端部呈尖點(diǎn)或鑿刃形，能和任何凸輪廓線保持接觸，從動(dòng)件能實(shí)現(xiàn)任意運(yùn)動(dòng)。1－凸輪2－

布線桿3－

繞線軸（2）滾子從動(dòng)件從動(dòng)件端部裝有可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的滾子，以減小摩擦和磨損，能傳遞較大的動(dòng)力。但端部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，質(zhì)量較大，不易潤滑，故不宜用于高速。2.按從動(dòng)件的結(jié)構(gòu)形式分（3）平底從動(dòng)件凸輪與平底接觸處易形成楔形油膜，故常用于高速凸輪。當(dāng)不計(jì)摩擦?xí)r，凸輪對從動(dòng)件的驅(qū)動(dòng)力垂直于平底，有效作用力較大。但不能用于有內(nèi)凹或直線輪廓的凸輪。2.按從動(dòng)件的結(jié)構(gòu)形式分3.按從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)形式分（1）直動(dòng)從動(dòng)件——從動(dòng)件做往復(fù)直線移動(dòng)。

偏置直動(dòng)從動(dòng)件：從動(dòng)件導(dǎo)路不通過盤形凸輪回轉(zhuǎn)中心。

對心直動(dòng)從動(dòng)件：從動(dòng)件導(dǎo)路通過盤形凸輪回轉(zhuǎn)中心。

偏距e——從動(dòng)件導(dǎo)路與凸輪回轉(zhuǎn)中心的距離。對心直動(dòng)滾子凸輪（2）擺動(dòng)從動(dòng)件——從動(dòng)件作往復(fù)擺動(dòng)。3.按從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)形式分1－凸輪2－

布線桿3－

繞線軸4.按鎖合方式分

鎖合——使凸輪輪廓與從動(dòng)件始終保持接觸。（1）力鎖合——靠重力、彈簧力或其它力鎖合。鎖合的方式有：工程實(shí)例：內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)靠彈簧力鎖合。（2）幾何鎖合——依靠凸輪和從動(dòng)件的特殊幾何形狀鎖合。

工程實(shí)例：圓柱凸輪的凹槽兩側(cè)面間的距離處處等于滾子直徑，故能保證滾子與凸輪始終接觸，以實(shí)現(xiàn)鎖合。4.按鎖合方式分

鎖合——使凸輪輪廓與從動(dòng)件始終保持接觸。鎖合的方式有：

其它常用的幾何鎖合方式有：“主回凸輪”；“等徑凸輪”；“等寬凸輪”等等。（1）力鎖合（2）幾何鎖合4.按鎖合方式分

鎖合——使凸輪輪廓與從動(dòng)件始終保持接觸。鎖合的方式有：主回凸輪等徑凸輪等寬凸輪凹槽凸輪二、從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律

工程實(shí)例：對心尖端直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)1.凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過程凸輪逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)；從動(dòng)件尖端在離輪心最近（低）位置A和最遠(yuǎn)（高）位置B'之間往復(fù)移動(dòng)。rbhotsФtΦ，

從動(dòng)件與基圓上的點(diǎn)A接觸時(shí)處于“最低”位置，是從動(dòng)件上升的起始位置。運(yùn)動(dòng)過程分析：A

凸輪轉(zhuǎn)過Фt角時(shí)，從動(dòng)件與凸輪輪廓AB段接觸，并上升h至最高位置B'。推程：ФtBB'h——升程Фt——推程運(yùn)動(dòng)角

基圓——以凸輪輪廓上最小半徑rb為半徑的圓。rbhotsФtΦ，

AФtBB'

凸輪轉(zhuǎn)過ФS角時(shí)，從動(dòng)件與凸輪輪廓BC段接觸，并在最高處靜止不動(dòng)。ФS——遠(yuǎn)程休止角遠(yuǎn)程休止過程：ФsФsФhФhCA′回程：

凸輪轉(zhuǎn)過Фh角時(shí)，從動(dòng)件與凸輪輪廓上CA'段接觸，從動(dòng)件下降h。Фh——回程運(yùn)動(dòng)角

凸輪轉(zhuǎn)過Фs'角時(shí)，從動(dòng)件尖端與凸輪輪廓上A'A段接觸，從動(dòng)件在最低處保持不動(dòng)。近程休止過程：Фs'rbhotsФtΦ，

AФtBB'ФsФsФhФhCA′Фs′

凸輪連續(xù)回轉(zhuǎn)時(shí)，從動(dòng)件重復(fù)上述升→?！怠＿\(yùn)動(dòng)過程。Фs′——近程休止角從動(dòng)件的位移與凸輪轉(zhuǎn)角（或時(shí)間）的關(guān)系可用位移線圖表示，也可用解析式表示。凸輪輪廓上的AB段和CA'段的形狀尺寸決定了從動(dòng)件推程和回程的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。位移線圖二、從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律

1.凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過程

2.從動(dòng)件常用位移線圖在工程實(shí)際應(yīng)用中，凸輪的輪廓要根據(jù)從動(dòng)件的位移線圖確定，而從動(dòng)件的位移線圖又要根據(jù)工作要求來決定。幾種從動(dòng)件常用位移線圖的作圖方法、特點(diǎn)及適用范圍以升→?！怠＿\(yùn)動(dòng)過程的推程為例，介紹幾種從動(dòng)件常用的位移線圖及作圖方法、特點(diǎn)及適用范圍。幾種從動(dòng)件常用位移線圖的作圖方法、特點(diǎn)及適用范圍三、凸輪輪廓的圖解法

根據(jù)選定的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律和其它有關(guān)數(shù)據(jù)，可用圖解法直接繪出平面凸輪輪廓。圖解法簡單、直觀，但精度較低，多用于確定要求不高的凸輪機(jī)構(gòu)。圖解法繪制凸輪輪廓是應(yīng)用反轉(zhuǎn)法原理。-ωω已知凸輪基圓半徑rb，偏距e及偏置方位，凸輪以等角速度ω順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)件的位移線圖，試?yán)L制凸輪輪廓。（1）尖端從動(dòng)件1.直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪輪廓作圖步驟和方法如下：（1）尖端從動(dòng)件1.直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪輪廓1'3'5'7'8'91113159'11'13'12'14'sΦ

60°120°90°90°13578作圖步驟和方法如下：-ωeA120°60°90°90°Orb123456781215141110913ω（1）尖端從動(dòng)件1.直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪輪廓1'2'3'4'5'6'7'8'1'3'5'7'8'91113159'11'13'12'14'sΦ

60°120°90°90°1357815'14'13'12'11'10'9'-ωeA120°60°90°90°Orb123456781215141110913ω（1）尖端從動(dòng)件1.直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪輪廓作圖步驟和方法如下：1'3'5'7'8'91113159'11'13'12'14'sΦ

60°120°90°90°13578-ωeA120°60°90°90°Orb123456781215141110913ω當(dāng)e=0時(shí)，即為對心尖端直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)。此時(shí)，偏距圓收縮為凸輪回轉(zhuǎn)中心O，偏距圓的切線即為過O的徑向線，其余作圖的步驟及方法與以上所述相同。（2）滾子從動(dòng)件

理論輪廓曲線η——滾子中心當(dāng)作從動(dòng)件的尖端，先按繪制尖端從動(dòng)件凸輪的步驟和方法繪出一條凸輪輪廓曲線。實(shí)際輪廓曲線η'——再以上各點(diǎn)為圓心，以滾子半徑rT為半徑畫一系列的圓，這些圓的內(nèi)包絡(luò)線即為采用滾子從動(dòng)件時(shí)凸輪的實(shí)際輪廓曲線。1.直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪輪廓（3）平底從動(dòng)件理論輪廓曲線η——

把平底與導(dǎo)路的交點(diǎn)B看作尖端從動(dòng)件的尖端，按尖端從動(dòng)件凸輪輪廓繪制方法求出理論輪廓曲線上一系列點(diǎn)B1、B2、B3、…；實(shí)際輪廓曲線η'

——

再過這些點(diǎn)畫出各位置的平底；最后，作這些平底的包絡(luò)線，即得凸輪輪廓。1.直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪輪廓若實(shí)際輪廓不能與每個(gè)平底內(nèi)切，將導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)失真。此時(shí)，可以適當(dāng)增大凸輪基圓半徑，重新繪制凸輪輪廓。（3）平底從動(dòng)件1.直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪輪廓例：尖端擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)2.擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪輪廓

已知：凸輪基圓半徑rb、凸輪回轉(zhuǎn)中心與擺動(dòng)從動(dòng)件擺動(dòng)中心間距離、擺動(dòng)從動(dòng)件長度、從動(dòng)件的角位移線圖、凸輪角速度ω及從動(dòng)件推程擺動(dòng)方向。試：繪制凸輪輪廓。繪制凸輪輪廓時(shí)仍用反轉(zhuǎn)法。1'2'3'4'56785'6'7'8'ψΦ

60°120°90°90°1234ФsФtФhФs'LOAA0

B0LAB-ω

ω繪制的步驟及方法如下：rbOA0

B0LAB-ω

ωrbOA5A6A7A8B1B2B3B4B5B6B7B8B'1ψ1B'2ψ2B'3ψ3A1A2A3A4B'4ψ4ψ5B'5ψ6B'6B'7ψ71'2'3'4'56785'6'7'8'ψΦ

60°120°90°90°1234ФsФtФhФs'120°60°90°90°繪制的步驟及方法如下：若采用滾子或平底從動(dòng)件，與直動(dòng)從動(dòng)件作法相似，先作理論輪廓線，再在理論輪廓線的基礎(chǔ)上繪一系列滾子或平底，最后繪制包絡(luò)線便可求得實(shí)際輪廓。移動(dòng)凸輪和圓柱凸輪輪廓繪制都以盤狀凸輪輪廓繪制為基礎(chǔ)，具體作法可參閱相關(guān)參考文獻(xiàn)。2.擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪輪廓

四、基本尺寸的確定

1.壓力角、基圓半徑及偏距在設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)，不僅要使其能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，還要使其具有良好的傳力性能和緊湊的結(jié)構(gòu)尺寸。傳力性能直接影響機(jī)構(gòu)的摩擦、磨損、效率和自鎖，且與機(jī)構(gòu)尺寸有關(guān)。（1）凸輪輪廓上不同點(diǎn)處壓力角一般是不同的，值越小，機(jī)構(gòu)傳力性能越好。一般設(shè)計(jì)中，限定最大壓力角不能大于許用壓力角[α]，即αmax≤[α]。例：偏置尖端直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)許用壓力角值推薦如下：若從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律為

，可得(推導(dǎo)略)：直動(dòng)從動(dòng)件：推程許用壓力角[α]=30°~40°。擺動(dòng)從動(dòng)件：推程許用壓力角[α]=35°~45°回程時(shí)發(fā)生自鎖的可能性很小，特別是力鎖合型凸輪機(jī)構(gòu)。通常可取回程的許用壓力角[α']=70°~80°。許用壓力角值推薦如下：許用壓力角值推薦如下：若從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律為

，可得(推導(dǎo)略)：例：偏置尖端直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)（1）凸輪輪廓上不同點(diǎn)處壓力角一般是不同的，值越小，機(jī)構(gòu)傳力性能越好。一般設(shè)計(jì)中，限定最大壓力角不能大于許用壓力角[α]，即αmax≤[α]。（2）當(dāng)選定、e后，加大rb可以減小壓力角，但機(jī)構(gòu)總體尺寸增大。為了使機(jī)構(gòu)既有較好的傳力性能，又有較緊湊的結(jié)構(gòu)尺寸，設(shè)計(jì)時(shí)，通常:

在αmax≤[α]前提下，盡量采用較小基圓半徑。若從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律為

，可得(推導(dǎo)略)：例：偏置尖端直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)下列經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)可供選擇rb參考：①與軸分體的鑄鐵凸輪

rb≥rh+(3~5)+rT

或rb≥1.75rs+(3~5)+rT

②

鋼凸輪的rb值可略減??；式中，rh——凸輪輪轂半徑；

rs——裝凸輪處軸的半徑。③

軸凸輪的rb可取略大于（rs＋rT）。（3）e前為負(fù)號(hào)的導(dǎo)路偏置方位，適當(dāng)大小的偏距，可以減小壓力角。但應(yīng)注意：若推程的壓力角減小，則回程的壓力角將增大。

例：偏置尖端直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)若從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律為

，可得(推導(dǎo)略)：①在實(shí)際設(shè)計(jì)中，通?？筛鶕?jù)空間位置和經(jīng)驗(yàn)初選一個(gè)基圓、偏距，并以此確定凸輪輪廓。②用作圖法校核壓力角。③如果不能滿足要求，則應(yīng)適當(dāng)增大基圓半徑、調(diào)整e值重新設(shè)計(jì)。αmax一般出現(xiàn)在：推程的起始位置；從動(dòng)件具有最大速度的位置；凸輪輪廓曲線較陡處。在實(shí)際中確定凸輪輪廓的步驟：2.從動(dòng)件滾子半徑滾子半徑的選取，要考慮滾子結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度及凸輪輪廓線形狀等因素。

理論廓線η；實(shí)際廓線η'

；滾子半徑rT

；理論廓線曲率半徑ρ

；實(shí)際廓線曲率半徑ρ'。對于凸輪的內(nèi)凹部分，無論rT大小如何，實(shí)際廓線總可以得到。對于外凸凸輪，滾子半徑rT應(yīng)小于理論廓線上最小曲率半徑ρmin，通常應(yīng)保證rT≤0.8ρmin

。2.從動(dòng)件滾子半徑滾子半徑的選取，要考慮滾子結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度及凸輪輪廓線形狀等因素。2.從動(dòng)件滾子半徑對于外凸凸輪，滾子半徑rT應(yīng)小于理論廓線上最小曲率半徑ρmin，通常應(yīng)保證rT≤0.8ρmin

。滾子半徑的選取，要考慮滾子結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度及凸輪輪廓線形狀等因素。2.從動(dòng)件滾子半徑對于外凸凸輪，滾子半徑rT應(yīng)小于理論廓線上最小曲率半徑ρmin，通常應(yīng)保證rT≤0.8ρmin

。滾子半徑的選取，要考慮滾子結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度及凸輪輪廓線形狀等因素。

滾子半徑rT應(yīng)在結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度允許條件下盡量取小值。

通常：rT=（0.1~0.5）rb。

不滿足rT≤0.8ρmin時(shí)，可適當(dāng)加大rb。2.從動(dòng)件滾子半徑滾子半徑的選取，要考慮滾子結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度及凸輪輪廓線形狀等因素。各點(diǎn)的ρ'可用作圖法求得。此方法也可用于求壓力角。3.平底長度平底與凸輪實(shí)際輪廓的切點(diǎn)，隨著導(dǎo)路反轉(zhuǎn)的位置變化。從圖上可以找到平底左右兩側(cè)離導(dǎo)路最遠(yuǎn)兩切點(diǎn)至導(dǎo)路的距離b'和b"。取b'和b"中較長者為Lmax

。為保證平底始終與凸輪輪廓接觸，從動(dòng)件平底總長度用L表示，單位為mm，計(jì)算式為：五、凸輪機(jī)構(gòu)的材料與結(jié)構(gòu)

1.凸輪機(jī)構(gòu)的常用材料凸輪材料

——要求工作表面有較高的硬度，芯部有較好的韌性。一般尺寸不大的凸輪：45鋼、40Cr鋼。并進(jìn)行調(diào)質(zhì)或表面淬火，硬度為52～58HRC。要求更高時(shí)：15鋼、20Cr鋼。滲碳淬火，表面硬度：56～62HRC，滲碳深度為0.8～1.5mm。尺寸大或輕載的凸輪：優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵。載荷較大時(shí)：耐磨鑄鐵。從動(dòng)件接觸端面常用的材料

——45鋼，也可用T8、T10、

T12，淬火硬度為55～62HRC。

滾子材料

——可采用20Cr鋼。滲碳淬火，表面硬度為56～62HRC。也可用滾動(dòng)軸承作為滾子。1.凸輪機(jī)構(gòu)的常用材料要求較高時(shí)可以使用20Cr進(jìn)行滲碳淬火等處理。2.凸輪機(jī)構(gòu)的常用結(jié)構(gòu)（1）凸輪①凸輪軸當(dāng)凸輪基圓較小時(shí)，可將凸輪與軸做成一體，稱為凸輪軸。②整體式凸輪當(dāng)凸輪尺寸較小又無特殊要求或不需經(jīng)常裝拆時(shí)，一般采用整體式凸輪。優(yōu)點(diǎn)：加工方便，精度高和剛性好。軸轂常采用平鍵；其輪轂尺寸的推薦值為：③組合式凸輪對于大型低速凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪或經(jīng)常調(diào)整輪廓形狀的凸輪，常采用凸輪與輪轂分開的組合式結(jié)構(gòu)。利用圓弧槽可調(diào)整凸輪盤與輪轂的相對角度。（2）滾子滾子常采用的裝配結(jié)構(gòu)：無論是哪種結(jié)構(gòu)形式，都必須保證滾子能靈活自由地轉(zhuǎn)動(dòng)。返回第三節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)一、螺紋二、螺旋機(jī)構(gòu)的類型及應(yīng)用螺旋機(jī)構(gòu)

——由螺桿、螺母和機(jī)架組成?；剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與直線運(yùn)動(dòng)的變換;主要功能：力的傳遞;

測量和調(diào)整。

利用螺桿和螺母構(gòu)成的螺紋副來工作。

一、螺紋d2在生產(chǎn)中螺紋是按照螺旋線形成的原理進(jìn)行制作的。螺紋1.螺紋的形成螺紋的加工方法很多，如：車制內(nèi)、外螺紋。對于直徑較小的螺孔，可先用鉆頭鉆出光孔，再用絲錐攻出螺紋。對于直徑較小的外螺紋也可用輾壓的方法或板牙絞出。1.螺紋的形成按螺紋的牙型分螺紋的分類按螺紋的旋向分按螺旋線的根數(shù)分按回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外表面分按螺旋的作用分按母體形狀分矩形螺紋三角形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋螺紋牙型——螺紋加工中，采用不同形狀的車刀，得到的工件軸線剖面內(nèi)不同的螺紋形狀。2.螺紋牙型的特點(diǎn)和應(yīng)用

按螺紋牙型分類矩形螺紋三角形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋15o30o3o30o

常用的螺紋牙型及其特點(diǎn)和應(yīng)用見表4-3。右旋螺紋左旋螺紋按螺紋的牙型分螺紋的分類按螺紋的旋向分按螺旋線的根數(shù)分按回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外表面分按螺旋的作用分按母體形狀分多線螺紋一般:n≤4雙線螺紋單線螺紋PSS=2PPSPS=Pn線螺紋:S=n

P單線螺紋按螺紋的牙型分螺紋的分類按螺紋的旋向分按螺旋線的根數(shù)分按回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外表面分按螺旋的作用分按母體形狀分外螺紋內(nèi)螺紋按回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外表面分聯(lián)接螺紋傳動(dòng)螺紋按螺旋的作用分圓柱螺紋圓錐螺紋管螺紋按母體形狀分（3）中徑d2（D2）d1d2d（1）大徑d（D）（2）小徑

d1（D1）（4）螺距P（5）導(dǎo)程S（6）螺紋升角λ（7）牙型角

α牙側(cè)角

β

λS=nPSPP/2P/2（8）接觸高度

h

h3.螺紋的主要幾何參數(shù)πd2Sλββα二、

螺旋機(jī)構(gòu)的類型及應(yīng)用

螺旋機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單，工作連續(xù)、平穩(wěn)，傳動(dòng)精度高，有良好的減速性能，施加較小的轉(zhuǎn)矩可以獲得很大的軸向推力，并且易于自鎖。其缺點(diǎn)是:由于螺旋副間產(chǎn)生較大的相對滑動(dòng)，因而磨損大，效率低。螺旋機(jī)構(gòu)的應(yīng)用類型較多，可按其功用及摩擦性質(zhì)來分類。二、

螺旋機(jī)構(gòu)的類型及應(yīng)用

類型按功用分傳力螺旋按摩擦性質(zhì)分傳遞動(dòng)力

1.螺旋機(jī)構(gòu)的分類特點(diǎn)：利用傳動(dòng)增力的的優(yōu)點(diǎn)，以傳遞動(dòng)力為主。功能：可用較小的力矩轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿（或螺母），使螺母（或螺桿）產(chǎn)生軸向運(yùn)動(dòng)和較大的軸向力，用以起重和加壓等。應(yīng)用：一般工作速度較低，大多間歇工作，通常要求自鎖，例如，螺旋壓力機(jī)、螺旋千斤頂

等。工程實(shí)例：螺旋壓力機(jī)（鍛壓機(jī)械）1.螺旋機(jī)構(gòu)的分類工程實(shí)例：螺旋千斤頂（起重設(shè)備）1.螺旋機(jī)構(gòu)的分類按摩擦性質(zhì)分類型按功用分傳力螺旋傳遞動(dòng)力傳導(dǎo)螺旋傳遞運(yùn)動(dòng),要求精度高特點(diǎn)：利用傳動(dòng)均勻、平穩(wěn)、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，以傳遞運(yùn)動(dòng)為主，有時(shí)也承受較大的軸向載荷。應(yīng)用：通常具有較高的傳動(dòng)精度和工作速度。一般在一段時(shí)間內(nèi)連續(xù)工作。例如，車床刀架溜板或工作臺(tái)絲杠傳動(dòng)、螺旋測微器等。1.螺旋機(jī)構(gòu)的分類工程實(shí)例：車床刀架1.螺旋機(jī)構(gòu)的分類按摩擦性質(zhì)分類型按功用分傳力螺旋傳遞動(dòng)力傳導(dǎo)螺旋傳遞運(yùn)動(dòng),要求精度高調(diào)整螺旋

調(diào)整相對位置功能：用以調(diào)整或固定機(jī)械零件或部件之間的相對位置。有時(shí)也承受較大的軸向載荷，常在空載下調(diào)整。應(yīng)用：調(diào)整螺旋不經(jīng)常轉(zhuǎn)動(dòng)，要求自鎖。例如，測量工具、各類夾具、張緊裝置等的調(diào)整螺旋。

1.螺旋機(jī)構(gòu)的分類調(diào)整螺旋調(diào)整螺旋1.螺旋機(jī)構(gòu)的分類工程實(shí)例：螺旋測微器（測量工具）1.螺旋機(jī)構(gòu)的分類按摩擦性質(zhì)分類型按功用分傳力螺旋傳遞動(dòng)力傳導(dǎo)螺旋傳遞運(yùn)動(dòng),要求精度高調(diào)整螺旋調(diào)整相對位置滑動(dòng)螺旋特點(diǎn)：滑動(dòng)螺旋副中產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦。故摩擦阻力大，傳動(dòng)效率低（一般為30%~40%）；磨損快，引起螺旋副的軸向間隙，反向有空行程，導(dǎo)致傳動(dòng)精度較低，使用壽命短。但其結(jié)構(gòu)簡單、加工方便、易于自鎖。1.螺旋機(jī)構(gòu)的分類

滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的應(yīng)用：廣泛用于對傳動(dòng)精度和效率要求不高的場合。特點(diǎn)：對螺旋副的軸向間隙無補(bǔ)償作用。特點(diǎn)：利用調(diào)整槽來消除螺旋副的軸向間隙。特點(diǎn)：利用調(diào)整楔塊來消除螺旋副的軸向間隙。整體螺母剖分式螺母組合式螺母按摩擦性質(zhì)分類型按功用分傳力螺旋傳遞動(dòng)力傳導(dǎo)螺旋傳遞運(yùn)動(dòng),要求精度高調(diào)整螺旋調(diào)整相對位置滑動(dòng)螺旋滾動(dòng)螺旋組成：螺桿、螺母、滾珠1.螺旋機(jī)構(gòu)的分類滑動(dòng)摩擦滾動(dòng)摩擦按摩擦性質(zhì)分類型按功用分傳力螺旋傳遞動(dòng)力傳導(dǎo)螺旋傳遞運(yùn)動(dòng),要求精度高調(diào)整螺旋調(diào)整相對位置滑動(dòng)螺旋滾動(dòng)螺旋特點(diǎn)：螺旋副處于滾動(dòng)摩擦狀態(tài)。因滾動(dòng)摩擦阻力甚小，所以傳動(dòng)效率高（可達(dá)90%以上），傳動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定，動(dòng)作靈敏。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造技術(shù)要求很高，外形尺寸較大，成本高，不易自鎖。1.螺旋機(jī)構(gòu)的分類按摩擦性質(zhì)分類型按功用分傳力螺旋傳遞動(dòng)力傳導(dǎo)螺旋傳遞運(yùn)動(dòng),要求精度高調(diào)整螺旋調(diào)整相對位置滑動(dòng)螺旋滾動(dòng)螺旋應(yīng)用：目前主要應(yīng)用在精密傳動(dòng)的數(shù)控機(jī)床上，以及自動(dòng)控制裝置、升降機(jī)構(gòu)和精密測量儀器中。1.螺旋機(jī)構(gòu)的分類類型：外循環(huán)、內(nèi)循環(huán)外循環(huán)反向器（返回通道）返回通道內(nèi)循環(huán)返回通道返回通道按摩擦性質(zhì)分類型按功用分傳力螺旋傳遞動(dòng)力傳導(dǎo)螺旋傳遞運(yùn)動(dòng),要求精度高調(diào)整螺旋調(diào)整相對位置滑動(dòng)螺旋滾動(dòng)螺旋靜壓螺旋特點(diǎn)：螺桿與螺母的螺旋面間注入的壓力油，螺旋副處于液體摩擦狀態(tài)。摩擦阻力極小，傳動(dòng)效率高（可達(dá)99%），工作壽命長。1