機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)：第08章 螺旋傳動(dòng)

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1、螺旋傳動(dòng)螺旋傳動(dòng)8-1 螺旋傳動(dòng)的分類及其應(yīng)用螺旋傳動(dòng)的分類及其應(yīng)用8-2 螺旋傳動(dòng)的效率螺旋傳動(dòng)的效率8-3 螺旋傳動(dòng)的失效及計(jì)算螺旋傳動(dòng)的失效及計(jì)算8-4 滾珠絲杠簡(jiǎn)介滾珠絲杠簡(jiǎn)介8-1 螺旋傳動(dòng)的分類及其應(yīng)用螺旋傳動(dòng)的分類及其應(yīng)用兩類兩類螺旋傳動(dòng)螺旋傳動(dòng)壓力機(jī)壓力機(jī)千斤頂千斤頂車床絲杠車床絲杠傳力傳力螺旋螺旋傳導(dǎo)傳導(dǎo)螺旋螺旋其中，其中，S、n、P分別為分別為:導(dǎo)程、頭數(shù)與螺距導(dǎo)程、頭數(shù)與螺距螺旋的運(yùn)動(dòng)方程螺旋的運(yùn)動(dòng)方程:NRv一、矩形螺紋一、矩形螺紋Fp p d2SF -水平推力水平推力N-法向反力法向反力Q-軸向載荷軸向載荷Ff -摩擦力摩擦力:fFnf -摩擦系數(shù)摩擦系數(shù)r r -摩

2、擦角摩擦角d2FQFFfr r Q反反之之，相相當(dāng)當(dāng)于于滑滑塊塊在在Q的的作作用用下下，沿沿著著斜斜面面下下降降。在在實(shí)實(shí)際際傳傳動(dòng)動(dòng)中中很少見。很少見。旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)為為輸輸入入運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)時(shí)時(shí)（相相當(dāng)當(dāng)于于螺螺紋紋擰擰緊緊），相相當(dāng)當(dāng)于于滑滑塊塊在在F的的作作用下，沿著斜面上升。用下，沿著斜面上升。R -總反力總反力v8-2 螺旋傳動(dòng)的效率螺旋傳動(dòng)的效率l ll l -導(dǎo)程導(dǎo)程角角F為驅(qū)動(dòng)力，為驅(qū)動(dòng)力，Q為阻力，為阻力，F(xiàn)f沿斜面朝下，有：沿斜面朝下，有：當(dāng)當(dāng)旋轉(zhuǎn)為輸入運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)為輸入運(yùn)動(dòng)(相當(dāng)于螺紋擰緊相當(dāng)于螺紋擰緊)時(shí)：時(shí)：NRvFp p d2Sd2FQFFfr r Ql l這樣，螺母旋轉(zhuǎn)一圈，這

3、樣，螺母旋轉(zhuǎn)一圈，F(xiàn)所作的總功為：所作的總功為：而克服阻力而克服阻力Q所作的有用功為：所作的有用功為：所以其傳動(dòng)效率為：所以其傳動(dòng)效率為：Q為驅(qū)動(dòng)力，為驅(qū)動(dòng)力，F(xiàn)為阻力，為阻力，F(xiàn)f沿斜面朝下，有：沿斜面朝下，有：當(dāng)軸向運(yùn)動(dòng)當(dāng)軸向運(yùn)動(dòng)為輸入運(yùn)動(dòng)為輸入運(yùn)動(dòng)(相當(dāng)于螺紋放松相當(dāng)于螺紋放松)時(shí)：時(shí)：螺母運(yùn)動(dòng)一個(gè)導(dǎo)程，螺母運(yùn)動(dòng)一個(gè)導(dǎo)程，Q所作的總功為：所作的總功為：而克服阻力而克服阻力F所作的有用功為：所作的有用功為：所以其傳動(dòng)效率為：所以其傳動(dòng)效率為：螺母螺母a a螺桿螺桿軸軸線線軸軸線線螺桿螺桿螺母螺母Q=FnQ二、非矩形螺紋二、非矩形螺紋對(duì)矩形螺紋有：對(duì)矩形螺紋有：對(duì)非矩型螺紋，對(duì)非矩型螺紋，g

4、 g 0，因而：因而：，則稱，則稱r rv 為當(dāng)量摩擦角。為當(dāng)量摩擦角。Qg gg gFnQ稱稱 f v 為當(dāng)量摩擦系數(shù)，若：為當(dāng)量摩擦系數(shù)，若：此時(shí)的傳動(dòng)效率為：此時(shí)的傳動(dòng)效率為：1、螺紋副、螺紋副自鎖自鎖的充要條件：的充要條件：2、自鎖時(shí)、自鎖時(shí)擰緊螺紋擰緊螺紋的效率：的效率：三、螺紋副的自鎖三、螺紋副的自鎖一、常用材料與失效形式一、常用材料與失效形式螺母材料螺母材料:ZCuSn10Pb1、ZCuSn5Pb5Zn5、ZCuAl9Mn2等。等。失效形式失效形式:磨損磨損二、耐磨性計(jì)算二、耐磨性計(jì)算校核壓強(qiáng)校核壓強(qiáng) p=p (MPa)p p d2hzQQ為軸向力；為軸向力；z為參加接觸的螺紋圈

5、數(shù)；為參加接觸的螺紋圈數(shù)；d2為螺紋中徑；為螺紋中徑；h為螺紋的工作為螺紋的工作高度；高度；p為許用壓強(qiáng)。為許用壓強(qiáng)。速度速度v12 m/min 47 710 1013低速，如人力驅(qū)動(dòng)等低速，如人力驅(qū)動(dòng)等 1018 1525 -螺旋副的許用壓強(qiáng)螺旋副的許用壓強(qiáng)許用許用壓強(qiáng)壓強(qiáng)配配 對(duì)對(duì) 材材 料料 鋼對(duì)鑄鐵鋼對(duì)鑄鐵 鋼對(duì)青銅鋼對(duì)青銅 淬火鋼對(duì)青淬火鋼對(duì)青銅銅8-3 螺旋傳動(dòng)的失效及計(jì)算螺旋傳動(dòng)的失效及計(jì)算螺桿材料螺桿材料:45、50、T12、40Cr、65Mn等。等。令令系數(shù)系數(shù)y y=H/d2，H為螺母高度。為螺母高度。又又 z=H/P,h=0.5P-梯形螺紋的工作高度梯形螺紋的工作高度 h

6、=0.75P-鋸齒形螺紋的工作高度。鋸齒形螺紋的工作高度。代入上式得螺紋中徑的計(jì)算公式：代入上式得螺紋中徑的計(jì)算公式：鋸齒形螺紋：鋸齒形螺紋：梯形螺紋梯形螺紋:d2 0.8 (mm)y y pQ y y pQd2 0.65 (mm)y y=1.22.5 整體式螺母整體式螺母2.53.5 剖分式螺母剖分式螺母一般取：一般取：z10返回通道返回通道外循環(huán)外循環(huán)內(nèi)循環(huán)內(nèi)循環(huán)螺旋螺旋組成：螺桿、螺母、滾珠組成：螺桿、螺母、滾珠返回通道返回通道類型：外循環(huán)、內(nèi)循環(huán)類型：外循環(huán)、內(nèi)循環(huán)反向器（返回通道）反向器（返回通道）返回通道返回通道8-4 滾珠絲杠簡(jiǎn)介滾珠絲杠簡(jiǎn)介優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1)摩擦損失小、效率高；摩擦損失小、效率高；缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：1)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造困難；結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造困難；應(yīng)用實(shí)例：應(yīng)用實(shí)例：數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人。數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人。2)磨損很小，傳動(dòng)精度高。磨損很小，傳動(dòng)精度高。2)有些機(jī)構(gòu)為防止逆轉(zhuǎn)需要另加自鎖機(jī)構(gòu)。有些機(jī)構(gòu)為防止逆轉(zhuǎn)需要另加自鎖機(jī)構(gòu)。