第十一章螺旋传动.ppt

第十一章 螺旋传动,第一节 概 述,螺旋副的用途及分类,一、用途,螺旋传动是将旋转运动变换为直线运动的一种传动方式，由螺杆（或称丝杠）和螺母组成。,二、分类,（1）传力螺旋,（2）传导螺旋,（3）调整螺旋,主要用于传递动力，如起重螺旋、轧钢机压下螺旋等。特点：通常要求具有自锁能力。,主要用于传递运动、如机床进给螺旋等。特点：传动精度较高，运转轻便灵活。,主要用于调整、固定零件的相对位置，如机床夹具、仪器和等。特点：受力较小，微量或快速地调整固定零件的相对位置。,1、按用途分,2、按摩擦性质分类,（1）滑动螺旋,常用梯形和锯齿形螺旋副。特点：结构简单、加工方便、易于自锁。但摩擦阻力大、传动效率低（通常为3060%）、磨损快、传动精度低、且低速时有爬行现象。,二、分类,2、按摩擦性质分类,二、分类,（2）滚动螺旋,将螺旋副的滑动摩擦变为滚动摩擦。,特点:摩擦阻力小、传动效率高（一般90）、运转灵活、磨损小，但结构复杂、成本高。,2、按摩擦性质分类,二、分类,（3）静压螺旋,在螺旋副中注入压力油并形成压力油膜，使螺杆与螺母的螺纹牙表面分开。特点：摩擦阻力最小、传动效率高（可达99%）、工作寿命长，结构复杂，成本高。,第二节 滑动螺旋传动的设计,一、滑动螺旋传动的设计计算,主要失效形式：,（1）主要受扭转和轴向载荷作用：螺纹磨损。,（2）传力较大的螺旋：塑性变形或断裂。,设计准则：按耐磨性计算,设计准则：校核危险截面的强度和螺纹牙的剪切、弯曲强度。,（3）自锁要求的螺旋：,校核其自锁性。,（4）高速转动的细长螺杆：横向振动,设计准则：校核螺杆的临界转速。,（5）精密传导螺旋：,校核螺杆的刚度。,设计时，应根据螺旋传动的类型、工作要求及失效形式等，选择不同的设计方法。,设计方法,（一）耐磨性计算,进行条件性的耐磨计算是限制螺纹工作面的压强p不超过材料的许用压强p。,设计方法,强度条件：,令系数=H/d2，由式（111）可得,设计公式：,矩形、梯形螺纹,锯齿形螺纹,一般,值越大，螺母越厚，螺纹工作圈数越多。,（二）螺杆的强度校核,对于受力比较大的螺杆，需根据第四强度理论求出危险截面的计算应力：,（三）螺纹牙的强度校核,（三）螺纹牙的强度校核,螺纹牙的剪切强度和弯曲强度校核式分别为:,如螺杆和螺母的材料相同时，则按螺杆计算。,（四）螺旋副的自锁条件校核,有自锁性要求的螺旋副，螺纹升角y应满足,(117),由于摩擦系数f与螺旋副材料、表面加工、润滑情况、压强和温度等有关，为了保证螺旋副的自锁，应使y比v小1。,（五）螺杆的稳定性校核,螺杆受压时，稳定性校核应满足的条件：,2.54,式中,F作用在螺杆上的轴向力（N）；,Fc螺杆临界压力（N），见表112。,当式（118）不能满足时，应适当增大螺杆小径d1。,（六）螺旋传动效率的计算,滑动螺旋传递载荷时的传动效率为：,(119),二、滑动螺旋传动的材料、许用压强和许用应力,螺杆的材料要有足够的强度和耐磨性。螺母的材料除了要有足够的强度外，还要求在与螺杆材料相配合时摩擦系数小和耐磨。,螺母：常用材料铸造青铜（如ZCuSn10P1、ZCuSn5Pb5Zn5）；重载低速用强度较高的铸造青铜（如ZCuAl10Fe3）；重载调整螺旋用35号钢或球墨铸铁；轻载低速用耐磨铸铁或普通灰铸铁。,螺杆：常用45、50号中碳钢，调质处理；重要螺杆可用T12、65Mn、40Cr等钢；稳定性好的螺杆可用9Mn2V、CrWMn、38CrMoAlA等钢。,第三节 其他螺旋传动简介,一、滚动螺旋传动简介,滚动螺旋传动的特点：,传动效率高、起动力矩小、运转灵活、工作平稳和寿命长。,优点:,缺点：,结构复杂、刚性和抗振性较差、不能自锁、需要防逆转装置。它在机床和汽车中应用较多。,它在机床和汽车中应用较多。,用途：,二、静压螺旋传动简介,静压螺旋传动的工作原理,传动效率高、转动灵敏、刚性和抗振性能较好，由于螺纹工作面无直接接触，故无机械磨损，适于各种载荷、转速下工作。,静压螺旋传动的特点,优点：,缺点：,结构复杂，需要一套过滤精度高的压力供油装置，故成本高。,