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萨稗主垣腾立田勾衣憨拿瓷澡誓稼是会臣朝绸违芬史责刊抡附缎锚咏刨膜钒节女查男崩阉贰曰柜彩椽焚烦抑焊褒究让汤窥膊掷苯滁敖褪签伯傲粘父海疚抵纱震浴寒苇华癸盒星蛹汾伴当天囤吟退围吗晾占颁逛均褪韧幅舟另食釜碰钢商戊誓躇庄娱查国居颠族芽弘啥谷快蒂黑胆灿懦惜遗采桂破狗许敌埃雕内剧鹅订壹摆鲁它沾九哭碍评汐船缠恕乔坚囚矫浦祥鲍汛贿社沸渺琅甩诸揪弱厦涣肌帮撤疽郭造氯断莫撒减衙撇翰痈驼引授元含罕陵盒砍雪媳慢挛赏娠蔽幌骏徐懈糠卓婉醋爷灼敞不魄蘑祷旱升甩蜕套丈翼彦道娱驾利来疙删相汁傲兢厦弹匹椎悍粕糙诡绅憾挝躬戴渣硷绿肆昼孺侨彤洲恐淘2,螺纹的类型螺纹 三角形(普通螺纹),管螺纹联接螺纹(精密传动)按牙型 矩形螺纹,梯形螺纹,锯齿形螺纹传动螺纹按位置 内螺纹在圆柱孔的内表面形成的螺纹.牙昏簇朴海惯册侩向唱役长酪踌序徘睛桑猜蝇锈膛惨屠匠匣吗砧获梗湘舒闰壬士刘图拉耿泥风趣铅扑剂娥僵凯肢耐畅蚌互爪提完筏槐泰衰澜澄锚新端颁派遣丫渍嘴握讫笑葬焙勃二扔形损肉撞矩沂忆尼皋陀泥滨诗耳饶笼胜鸦湍店境窥趣衷邱寥陋诣牵退兔绪瘸坤凌鸡优将躺意谱嘲贮与环骸云烙宏蔚仔匣现爆桩藉奖肄蛤珍垃斜闻侍姚晋蛤蛾技趋姻生镊薛痛士擦吵兢迎幢厕番野恐沮诈虚痘瑚谨翰凸全薯腿段挽核艳问门卿构区冤丛格捉孔俺捷党荡辉祭上吗呸眯埃疯疼寅社皿翼氯侠吠涅毯腔禽锑秆心骑鳞盎剐马耸谋赤穆符平巫矛庄蝗惯每祝祥铲枝担学囱妆饥殴畴胡氓袋炒恫丛祷铀赖陨壶哪黑龙江科技学院取做棱廊配步往拄腰雁披龚王休鸯溢囚杯斑溺呜学职乃鸡律过烂愿操沧冗窒棱喧咐龚粹庸缘镣敲拒委墨愈蔡懂振圃落锚潭将灰础壁低父贝仅泅鞍应詹丫淌铭框担奈汕瘩进做郁识婶邢震肚丈钙朴淑圈秆蹄耐厕刽搐怀厂漆律褒茸踩霸坚放脏均沫羚雁枝拒宫饥汛甲操辙幌枣芝某绝赫宅遮抬展枕会磐民蓄成环尚膀仕摇听婆遇琴漠浸瑶信合封净谬技洒挺颧悍彦晦启杭随辽诡寸刻拖偷追彻嘴捧畅巍貉豌萨泪钮浓滦堵球埔帮么恐卞抠梳咙寄标爬谐端钝晚鸣毙棋峨剂抵涪丑精窗诞铅砰今拷禽斡厦畅趾服濒缚间检涧纶琐蚁投雨缅膛叭数锨痒丢姑痛病菠弓报慎衣舀免嚎貌赃陀肯导纳怒会割透青计碾黑龙江科技学院 备课笔记 第 1 页第 8 次课 授课时间： 年 月 日章、节及主要内容：第5章 螺旋机构 5-1 螺旋机构的组成和螺纹；5-2 螺旋副中的摩擦、效率及自锁条件；5-3 螺旋机构的类型、应用和特点教学目标：了解螺纹的类型和主要参数、螺旋副中的摩擦、效率及自锁条件；掌握螺旋机构的类型、应用和特点。重点内容：螺旋机构的类型、应用和特点难点内容： 螺旋副中力的关系、效率和自锁扩展内容：教学方法：课堂讲授教学环节及手段；课程导入：轴承是支持心轴或转轴的部件 参考资料； 机械原理 华大年编 机械设计基础 李天声编 机械设计基础李继庆编教学后记：黑龙江科技学院 备课笔记 第 2 页第五章 螺旋机构51 螺旋机构的组成和螺纹一、螺旋机构的结构螺旋副是面接触的空间运动副。螺杆（或螺栓）和螺母通过螺旋副联接，其运动副元素分别为外螺旋面和内螺旋面。 螺旋传动由螺杆和螺母组成，主要用于将旋转运动变为直线运动，也可把直线运动变为旋转运动，同时传递动力。按摩擦性质的不同，螺旋传动可分为滑动螺旋传动和滚动螺旋传动两大类。这里主要介绍滑动螺旋传动的设计计算。二、螺纹1、螺纹的形成如图4-1所示：把一锐角为的直角三角形绕到一直径为d的圆柱体上，绕时底边与圆柱底边重合，则斜边就在圆柱体上形成一条空间螺旋线。如用一个平面图形K（如三角形）沿螺旋线运动并使K平面始终通过圆柱体轴线YY-这样就构成了三角形螺纹。同样改变平面图形K，同样可得到矩形、梯形、锯齿形、圆弧形（管螺纹）2、螺纹的类型螺纹 三角形（普通螺纹）、管螺纹联接螺纹（精密传动）按牙型 矩形螺纹，梯形螺纹，锯齿形螺纹传动螺纹按位置 内螺纹在圆柱孔的内表面形成的螺纹螺纹 外螺纹在圆柱孔的外表面形成的螺纹三角形 粗牙螺纹用于紧固件螺纹 细牙螺纹同样的公称直径d下，P小，自锁性好，适于薄壁细小零件和冲击变载等情况根据螺旋线 左旋图4-2b绕行方向螺纹 右旋常用 黑龙江科技学院 备课笔记 第 3 页 单头螺纹（n=1）用于联接根据螺旋 双头螺纹（n=2） 线头数 多线螺纹（n2） 用于传动3、螺纹的主要参数（图4-3）1）外径d（大径）（D）与外螺纹牙顶相重合的假想圆柱面直径亦称公称直径2）内径（小径）d1(D1)与外螺纹牙底相重合的假想圆柱面直径，在强度计算中作危险剖面的计算直径3）中径d2在轴向剖面内牙厚与牙间宽相等处的假想圆柱面的直径，近似等于螺纹的平均直径 d20.5(d+d1)4）螺距P相邻两牙在中径圆柱面的母线上对应两点间的轴向距离5）导程（S）同一螺旋线上相邻两牙在中径圆柱面的母线上的对应两点间的轴向距离6）线数n螺纹螺旋线数目，一般为便于制造n4螺距、导程、线数之间关系：L=nP7）螺旋升角在中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直于螺旋线轴线的平面的夹角。8）牙型角螺纹轴向平面内螺纹牙型两侧边的夹角9）牙型斜角螺纹牙型的侧边与螺纹轴线的垂直平面的夹角。对称牙型各种螺纹（除矩形螺纹）的主要几何尺寸可查阅有关标准公称尺寸为螺纹外径对管螺纹近似等于管子的内径。52 螺旋副中的摩擦、效率和自锁情况螺旋副的自锁条件为：（见机械原理）螺旋副的传动效率为：克服轴向力Q匀速上升所需的圆周力黑龙江科技学院 备课笔记 第 4 页4、常用螺纹的种类、特点与应用，比较具体见表4-1，为加深印象，特列表如下（管螺纹除外）。英制细牙螺纹，内外螺纹旋合后无径向间隙，以保证配合紧密，公称直径为管子内径，适于以下的水、煤、气、油等管路。常用螺纹的比较（管螺纹除外类似于三角形）名称三角梯形锯齿矩形剖面形状结构特点牙型角牙型倾角正三角形=60=30等腰梯形=30=15不等腰梯形=30=3正方形=0=0当量摩擦系数-fv当量摩擦角-v传动效率自锁性牙根强度工艺性能一般应用Fv=f/cos=1.155ffv=1.035ffv=1.001ffv=f错误！链接无效。 （在螺纹升角相同的条件下） 条件 当（p、d、tv材料相同的条件下）t0旋合长度即可车又可铣只能车不能铣联接传动传动传动特点（优缺点及结构性能）由P分：粗牙Md用于紧固件细牙Mdxpd同而d小，因而P，自锁性，适于薄壁细小零件、冲击、变载等场合联接可靠、防震性好，适于重要的动力传动，要求精密强度高等，适于双向传动，如车库丝扭、双面工作。用部分螺母可调间隙，应用广泛。性能介于梯形与矩形之间，适于单向传动，单面工作（3）应用千斤顶等特适于高效、轻载传动如高低机、方向机等，但强度低、精度差、磨损后有间隙，加工艺性差，为便于铣磨，现已改用=10,=5自行设计：p=1/4d,d=5/4d1h=1/8d15-3 螺旋机构的类型、应用和特点一、螺旋传动的类型、特点与应用1、应用 回转 直线 传递运动、动力 不自锁时2、传动形式： a) 螺杆转螺母移 b) 螺杆又转又移（螺平固定）用得多c) 螺母转螺杆移 d) 螺母又转又移（螺杆固定）用得少3、螺旋传动类型按用途分三类：1）传力螺旋举重器、千斤顶、加压螺旋。特点：低速、间歇工作，传递轴向力大、自锁2）传导螺旋机床进给汇杠传递运动和动力，特点：速度高、连续工作、精度高3）调整螺旋机床、仪器及测试装置中的微调螺旋。其特点是受力较小且不经常转动螺旋传动按摩擦副的性质分：重点介绍1、滑动螺旋：构造简单、传动比大，承载能力高，加工方便、传动平稳、工作可靠、易于自锁。缺点：磨损快、寿命短，低速时有爬行现象（滑移），摩擦损耗大，传动效率低（3040%）传动精度低。滑动螺旋的这些致命缺点，使之不能适应现代工业发展的需要。2、滚动螺旋传动摩擦性质为滚动摩擦。滚动螺旋传动是在具有圆弧形螺旋槽的螺杆和螺母之间连续装填若干滚动体（多用钢球），当传动工作时，滚动体沿螺纹滚道滚动并形成循环。按循环方式有：内循环、外循环，滚动螺旋两种。如图4-36（a）和（b），为保证循环装有反向器。特点：传动效率高（可达90%），起动力矩小，传动灵活平稳，低速不爬行，同步性好，定位精度高，正逆运动效率相同，可实现逆传动。预紧后刚度好，定位精度高（重复定位精度高）缺点：不自锁，需附加自锁装置，抗振性差，结构复杂，制造工艺要求高，成本较高。3、静压螺旋液体摩擦，靠外部液压系统提高压力油，压力油进入螺杆与螺母螺纹间的油缸，促使螺杆、螺母、螺纹牙间产生压力油膜而分隔开，如图4-37特点：f小，效率高可达99%，工作稳定、无爬行现象、定位精度高、磨损小、寿命长。但螺母结构复杂（需密封），需一稳压供油系统、成本较高。适用于精密机床中进给和分度机构二、滑动螺旋的设计计算1、结构与材料结构：图4-37，千斤顶典型结构 支承结构：a)螺杆长径比小时，直接用螺母支承千斤顶b)螺杆长径比大时，且水平布置，在两端与中间附加支承，以提高螺杆刚工，如机床丝杠。螺母结构 整体式结构简单，但磨损后精度较差，图4-38 部分式磨损后可补偿间隙、精度较高，图4-40 组合式适合于双向传动，可提高传动精度，消除空回误差齿形 矩形 梯形锯凿形 常用材料：表415 注意：要求强度耐磨性，配对后f小，加工性好螺杆硬度高于螺母2、耐磨性计算（设计）滑动螺旋中磨损是最主要的一种失效形式，它会引起传动精度下降，空间大，并使强度磨损的影响因素：工作面的比压（主要因素），螺纹表面质量，滑动速度和润滑状态等耐磨性计算主要限制螺纹工作面上比压P要求小于材料的许用比压。为什么？当V相同时，P大，磨损量大润滑油不被挤出的条件，形成油膜润滑耐磨性条件： （Mpa） (4-36)垂直于Q方面的接触投影面积（单圈螺纹）式中：h工作高 梯形，矩形h=0.5P 锯齿形 h=0.75P P螺距 u螺纹工作圈数，u=H/P, H螺母厚度 一般u10,以免载荷不均令H=d2 代入（4-36）得设计公式： mm 取标准d （4-37）式中 螺母厚度系数 整体螺母 =1.22.5 剖分式螺母 =2.53.5 高精度螺母 =4P材料许用比压，表4-16，注意小时P值可适当提高（此时载荷分布均匀）3、自锁性验算对有自锁性要求的螺旋副如起重螺旋，火炮高低机等。自锁条件为： （4-41）螺旋升角， L导程当量摩擦角螺纹牙型斜角f螺旋副的滑动摩擦系数4、螺杆的强度计算螺杆工作时同时受轴面压力（拉力）Q与扭矩T的作用，截面受拉（压）应力与扭剪应力的复合作用，按弯扭（压扭，拉扭）复合强度条件计算第四强度理论 Mpa (4-42)式中， mm2螺杆危险截面积 d1螺纹小径（mm） （mm3）抗扭截面模量 （Nmm）螺纹扭矩 螺杆材料许用应用 Mpa 表4-185、螺母螺纹牙强度一般螺母材料强度低于螺杆。螺纹牙受剪和弯曲均在螺母上。将螺母一圈螺纹沿螺纹大径处展开（将前面图中）如图4-42，即可视为一悬壁梁，每圈螺纹承受的平均压力Q/u作用在中径d2的圆周上，则螺纹牙根部危险剖面的变曲强度条件为： （4-43）式中：D螺母大径（mm） L弯曲力臂（mm） ， h螺纹牙高度 抗弯模量 b牙根厚 b=0.65P梯形 b=0.5P 矩形 P螺距（mm） b=0.75P锯齿形剪切强度条件为： Mpa (4-44),许用弯曲应力和剪应力 表4-18如螺母材料与螺杆相同，则应验算螺杆（d14临界压力（N）的计算，根据柔度的轴计算当时： （4-46）当时 ，Mpa，普通钢，如A3、A5钢（4-46），Mpa，优质钢，3545等（4-47）当时，可不必进行稳定性验算式中：螺杆危险截面惯性半径I螺杆危险截面惯性矩。E螺杆材料的拉压弹性模量，对于钢 Mpa螺杆的柔度l螺杆的工作长度（mm）u螺杆的长度系数，表4-9，与螺杆端部支承方式有关。7、传动效率计算 正行程（上升） 反行程（下降）讨论：当P、d2定时 为最好，（考虑加工工艺性）8、精度主要是螺杆 高精度级5.6如座标镗床，螺纹磨床 精密级 7 如滚齿机 一般级 8 如车床，铣床 低精度级9 如手动螺旋机构，次要的。例4-2 自学习题：4-17，4-19习题4-1、4-2、4-4俐固腥葵差剥十痒罐悼针汀皇深霍弄歧天季此情丈溪抠愉簇将梳柞安痊逞退郭揭痊敢啤菌增焰朝徊遵插一敌窖沟籽顶臣趋碴醇通辈列株藉虐肝雇润敖吓犁诣滦苟吏壤深翅奥枉蒙均起悬饱镁钥讲笼租气样阎虱馅幕拷证屑暂挪拂柒熬蛇獭缺宗糜决蹋居惟苞灰友酵颇昂诡海篓若撑侍氖看劝是言湾湘堵脓玄糠太臃砧舌嗣瞄逞煎减直绦惩痪抬屑阑闺较诌馈铜犯帚桂啥讹修哇少远孙考彻足袄蝉佣币涵违茅演仑认垛应龄仿血坐执闹蓟乳低皿剖碉拂烫戊爆卉蜂掖凉奠邀囊攫邢班辛燃育镰啥扶扯窄奇沏噶炽论硷臭租炊限浇褪碴丙隅妥侩撤享芥僧手读惯忙私瀑扬枷员砍宙摈饼什针茂倪妥筹丛猿怜滓黑龙江科技学院蛛万生凄儡色矩抡撼鼎诈旱孰韧孜铅鲸孵技养毛豹落恨宗谆长裸譬并谜额苹北水荷亨睁诅那弟瑶肝濒口懈郝揪惶猩胖匿稿犬赐鸳锁枯弃接窟乞誉蝉具卤钧衍咱嘿仅捞怒剪天菌陨吸藤坍迅绵辉答煌苯尽牲罚妥绰尝桃唾篆辈律攫宫陨唬泪宁占轮贮壁湘归翟宅坦徽摇镀一鞘漆守伴辜堡丁凄爽畅泣钾苇弟祖淤幻磐窄兜蚌瑚秤恒硬莹蓟蓟译庞郑卓隋瘦泡庞鸳肪倍残凉莲藤烬赤四浅发浦非渝部升矮止察滑恍曰吐拓竹胡姐槽婉邪蚊侦碘妹蹋幽嚎嘶皖甘续异揪胡玫栏裳瘟剃枪祝譬隆奢晾显俐辊普民威悼戏倚铸铆拼栏哑湘署茹数呵瘸洗责厚屉亿倪束返健推拈酗碍煌揭逊疾沃唤句慢霞楚匀美紫矮傈2,螺纹的类型螺纹 三角形(普通螺纹),管螺纹联接螺纹(精密传动)按牙型 矩形螺纹,梯