讲义5-1-螺旋传动_862004481

2.6.2 滑动螺旋副的受力、失效分析及常用材料
A
主要失效形式:
A
螺纹磨损
螺纹破坏
螺杆破坏
螺杆失稳
2.6 螺旋传动设计
2.6.2 滑动螺旋副的受力、失效分析及常用材料
材料牌号 Q235,Q275 45,50 螺 杆 40Cr,65Mn 热处理 不热处理 正火，调质 淬火或调质 使用条件 受力不大，转速低的次要传动或调节螺旋 受力较大，转速低的传动或传力螺旋 重载、转速较高的重要传动
2.尺寸标注 零件图需要标注完备的尺寸（不重、不缺）， 配合尺寸要标注公称尺寸和极限偏差， 零件图上不得有封闭的尺寸链， 应标注可检验的尺寸，不应标注必须通过计算确定的尺寸， 大部分尺寸应集中标注在最能反映零件特征的视图中， 圆形尺寸标在非圆 视图上，
3.形位公差 形位公差限制几何要素的形状与相对位置关系，如圆柱表面的截 面是否圆，轴线是否直，两圆柱面轴线是否一致，轴线与端面是 否垂直等，
螺旋传动的类型 按运动方式分类
防转机构
防转机构
螺杆固定，螺母转动并移动。结构简单，占用空间小。钻床高度调 整，显微镜高度调整机构就是这中运动形式的应用。 这种方式操作不方便，既不利于产生较大的轴向力，也不利于产生 较高的运动精度。
2.6 螺旋传动设计
螺旋传动的类型 按运动方式分类
防转机构
防转机构
螺旋传动的类型 按运动方式分类
防转机构
螺母固定，螺杆相对于螺母转动并移动，螺杆的运动以螺母为 支承（引导），不需要轴承和导轨，结构简单，应用广泛。例如螺 旋千斤顶，螺旋测微仪，螺旋压力机等都是这种形式的应用。 在移动距离较长的情况下，这种运动形式占用空间较大。 防转机构
A
A
2.6 螺旋传动设计
螺旋传动的类型 按运动方式分类
螺母作旋转运动，螺杆作直线往复移动，螺母的转动需要支承，并 需要限制移动自由度，螺杆的移动需要导轨，并需要限制转动自由 度，结构复杂。当移动距离较大时需要占用较大的工作空间。
这种运动形式应用较少。
2.6 螺旋传动设计
螺旋传动的类型 按运动方式分类
防转机构
防转机构
2.6 螺旋传动设计
螺旋传动的类型 按运动方式分类
提高螺旋传动精度的技术措施 1.消除间隙，减小回程误差
2.6 螺旋传动设计
提高螺旋传动精度的技术措施 1.消除间隙，减小回程误差 2.附加运动，补偿螺距误差
理论传动比
2.6 螺旋传动设计
提高螺旋传动精度的技术措施 1.消除间隙，减小回程误差 2.附加运动，补偿螺距误差
实际传动比
2.6 螺旋传动设计
2.6 螺旋传动设计
2.6.3 滑动螺旋传动的工作能力设计 1.耐磨性计算
FP p [ p] d 2 hH H d2 FP p 2 [ p] d 2 h
螺杆
2( 2) 1 1
螺母
d2
FP h p
2.6 螺旋传动设计
2.6.3 滑动螺旋传动的工作能力设计 1.耐磨性计算
A
A
应用AUTOCAD软件， 按1:1比例，精确绘图, 表达装配结构。 设计中要考虑： 1.功能实现的可能性 和可靠性； 2.加工、装配、操作 的可能性和可靠性； 3.经济性
A
A
完整的装配图应包括的内容
装配图中包括的内容：
1.图形表达装配结构； 2.尺寸标注表达尺寸和配合； 3.技术要求表达结构要求中的非几何信息； 4.零件序号标注 5.图框、标题栏、 明细表。
20CrMnTi
CrWMn 38CrMoAlA ZCuSn10P1
渗碳淬火
淬火 渗氮
重载、转速较高的重要传动
尺寸稳定性好，用于精密传导螺旋传动 尺寸稳定性好，用于精密传导螺旋传动 重载荷、高速度、高精度螺母 较重载荷、中等速度 重载荷、低速度 低速、手动、不重要的螺旋
螺 母
ZCuSn5Pb5Zn5 ZCuAl10Fe3 耐磨铸铁
d2
螺杆
2( 2) 1 1
FP h p
， h = 0.5P
螺母
F d 2 0.8 [ p]
30 d 2 0.65 F [ p] h = 0.75P
2.6 螺旋传动设计
2.6.3 滑动螺旋传动的工作能力设计 2.强度计算 1）螺杆的强度
ca
螺杆
2( 2) 1 1
螺母 固定 螺杆 旋转，直线 应用 千斤顶，千分尺 特点 结构简单，空间占用大 空间占用小，结构复杂 结构简单，空间占用小
直线
旋转，直线 旋转
旋转
固定 直线
机床进给
显微镜高度调整 车床改拉床
结构复杂，空间占用大
2.6 螺旋传动设计
螺旋传动的类型 按摩擦性质分类
摩擦性质 特 点 结构简单，便于制造，易于自锁， 滑动螺旋 摩擦阻力大，效率低，磨损快， 摩擦阻力小，传动效率高， 滚动螺旋 结构复杂， 摩擦阻力小，传动效率高， 静压螺旋 结构复杂，需要专门的液压系统供油。
校正尺
A
A
作业：设计螺旋千斤顶，并 绘制装配图和螺母零件图。 最大起重量Fmax， 最大起升距离hmax ， 根据最大起升重量选择材料 和螺纹尺寸，要求满足耐磨 性、强度条件、稳定性条件、 自锁条件。 确定全部结构形式和尺寸， 绘制装配图和螺母零件图。 本周作业要求第七周前交。
A
学号 起重量 最大升距 尾数 Fmax(kN) hmax (mm)
2.6.3 滑动螺旋传动的工作能力设计 2.强度计算 3）受压螺杆的稳定性计算
A
A
Fcr Sc S F Fcr : 螺杆的临界载荷 （参见表 2－41）
2.6 螺旋传动设计
2.6.3 滑动螺旋传动的工作能力设计 2.强度计算 5）螺旋传动的效率
tan 螺旋传动效率： tan ( v )
提高螺旋传动精度的技术措施 1.消除间隙，减小回程误差 2.附加运动，补偿螺距误差
传动误差曲线
2.6 螺旋传动设计
提高螺旋传动精度的技术措施 1.消除间隙，减小回程误差 2.附加运动，补偿螺距误差
校正曲线
2.6 螺旋传动设计
提高螺旋传动精度的技术措施 1.消除间隙，减小回程误差 2.附加运动，补偿螺距误差
4.表面粗糙度 零件图上要标注所有表面的粗糙度， 粗糙度数值的选用应与使用功能和加工工艺方法相对应， 在不影响使用功能的情况下应尽量选择较大的粗糙度值， 可将使用最多的粗糙度值标注在图的右上角，加“其余”，
5.专项公差要求
5.专项公差要求
螺纹类别
普通螺纹 小螺纹
标准编号
特征 标注示例 代号 GB/T197M M10-5g6g-S 1981 M20×2LH-6H GB/T15054.4- S S0．8 4H5 1994 S1．2 LH5h3
剪切强度条件： F zDb H 旋合圈数 z P
2.6 螺旋传动设计
2.6.3 滑动螺旋传动的工作能力设计 2.强度计算 2）螺母螺纹牙的强度
M 弯曲强度条件： b b W
F D D2 M z 2 W
Db 2
6 3F ( D D2 ) b b 2 Db z
防转机构
螺杆作旋转运动，螺母作直线往复运动。这种运动形式占用空间较 小，常用在需要移动距离较长的场合，例如机床的进给系统。
这种运动形式的螺杆两端需要设置轴承，引导螺杆作旋转运动，限 防转机构 制螺杆的直线运动自由度。螺母与机架之间需要设置导轨，引导螺 母作直线运动，限制螺母的转动自由度。结构复杂。
2.6 螺旋传动设计
装配图中要求标注： 1.重要的配合尺寸； 2.轮廓尺寸，包括总高度、总宽度和总长度； 3.特性尺寸，起升高度、手柄长度； 4.安装尺寸，与其它结构相连接部分的尺寸。
软件包括图框、标题栏、 明细表、表面粗糙度、 形位公差、零件序号等 工具。 提供尺寸公差、形位公 差、螺纹参数等查询功 能。
零件图应包括的内容
螺母
4F d 2 1
T 3 0. 2 d 3 1
2

2
T F
d2 tan( v ) 2 v arctan f v fv f cos

2
2.6 螺旋传动设计
2.6.3 滑动螺旋传动的工作能力设计 2.强度计算 2）螺母螺纹牙的强计算的一般步骤
1.选择螺纹类型，确定牙型角α及高径比∅，
2.选择螺旋副材料， 3.根据耐磨性要求进行设计，确定螺纹的主要参数， 4.检验其他强度条件、稳定性条件、自锁性条件，如果条件 不满足，则修改螺纹参数，直到满足所有条件。 5.结构设计。
2.6 螺旋传动设计
零件图中应包括的内容： 1.图形表达几何形状； 2.尺寸标注表达尺寸、精度和极限偏差； 3.形状与位置公差要求 ； 4.表面粗糙度要求； 5.其他专项公差要求（齿轮公差、螺纹公差、花键公差）； 6.图框、标题栏； 7.技术要求 。
1.图形 零件图表达的结构应与装配图一致， 零件图应表达在装配图中省略的精细结构， 如螺纹退刀槽、砂轮越程槽、圆角、倒角等， 有些精细结构需要作局部放大图表达，
A
导路
螺母
钢球
A
螺杆
反向器
滚动螺旋 滑动螺旋
进油
节 流 器
Fr
节 回油 流 器
油腔
h1
h2
B
C
p1
Fa
A
螺旋面
p2
静压螺旋
2.6 螺旋传动设计
2.6.1 螺纹的主要参数（自学）
2.6 螺旋传动设计
2.6.2 滑动螺旋副的受力、失效分析及常用材料
A
螺旋副的载荷: 轴向力
A
螺纹力矩 支承面力矩
2.6 螺旋传动设计
2.6 螺旋传动设计