第6章 螺旋传动传动.ppt

第6章螺旋传动设计 6 1螺旋传动类型及特点 6 2螺旋传动的材料及许用应力 6 3滑动螺旋传动的设计 6 4滚动螺旋传动简介 6 1螺旋传动类型及特点 螺旋传动的功用 根据用途的螺旋传动分类 利用螺杆和螺母实现传递运动和动力 传力螺旋 传导螺旋 调整螺旋 它既能将回转运动转变为直线运动 又能将直线运动转变为回转运动 以传递动力为主 能承受较大的轴向力 一般为间歇性工作 每次工作时间较短 且工作速度不高 通常要求有自锁功能 6 1 1传力螺旋 以传递运动为主 有时也能承受较大的轴向力 传导螺旋一般在一段时间内连续工作 工作速度较高 因此要求较高的传动精度 6 1 2传导螺旋 用于调整并固定零件或部件之间的相对位置 如机床卡盘 压力机的调整螺旋等 调整螺旋不经常转动 一般在空载下调整 6 1 3调整螺旋 按照螺纹副的摩擦性质分类 滑动螺旋 滚动螺旋 b 滚动螺旋 a 滑动螺旋 1 螺杆2 回程通道3 滚珠4 螺母 滑动螺旋结构简单 易于制造 传力大 易于自锁 所以应用最广泛 但其缺点是摩擦阻力大 传动效率低 一般为30 40 滚动螺旋和静压螺旋的摩擦阻力小 传动效率高 一般为90 以上 但结构复杂 制造要求高 多用于高精度 高效率的机构 6 2螺旋传动的材料及许用应力 6 2 1螺杆和螺母的材料 足够的强度 良好的耐磨性 螺杆和螺母材料配合时摩擦系数要小 对螺杆和螺母材料的要求 螺杆和螺母常用材料 6 2 2滑动螺旋传动的许用压强 表6 1螺旋副的许用压强 p MPa 滑动螺旋主要承载 转矩 轴向力 主要失效形式 磨损 工作能力验算的内容 螺杆危险截面 螺纹牙的强度验算 螺杆的稳定性计算 耐磨性计算 6 3滑动螺旋传动的设计 耐磨性计算 主要是限制螺纹工作面间的压力 6 3 1耐磨性计算 耐磨性的校核公式为 以上参数选取见教材相关内容 耐磨性的设计公式为 主要针对螺纹牙的塑性变形和断裂 6 3 2螺杆牙的强度计算 螺纹牙的主要失效形式 剪切 挤压破坏 计算一般只针对螺母的螺纹牙 计算的力学模型的建立 将螺母的螺纹牙看作宽度为 D的悬臂梁 假设螺母每圈所承受的平均压力为F Z 并作用在螺纹中径为直径的圆周上 螺母螺纹圈的受力 螺纹牙危险截面的剪切强度条件 螺纹牙危险截面的弯曲强度条件 Z 相旋合的螺纹圈数 b 螺纹牙根部的厚度 mm l 弯曲力臂 mm 螺母材料的许用剪应力 Mpa 螺母材料的许用弯曲应力 Mpa 6 3 3螺杆强度计算 螺杆强度计算适应的对象 工作时螺杆危险截面的应力 转矩产生的剪应力 轴向力产生的拉 或压 应力 受力很大的螺杆 其强度条件为 也可表示为 公式中各参数 见下页 螺杆螺纹端的危险截面面积 mm 螺杆螺纹段的抗扭截面模量 mm3 螺杆所受的扭矩 N mm 螺杆材料的许用应力 Mpa 见表6 2 螺杆螺纹小径 mm 螺杆所受的轴向拉力 或压力 N 6 3 4螺杆的稳定性计算 须作稳定性计算的情况 长径比大的受压螺杆 所受的轴向力F大于某一临界值Fc 螺杆失稳 在过大压力作用下 细长螺杆突然发生侧向弯曲的现象 稳定性校核公式 螺杆稳定性的计算安全系数 螺杆稳定性安全系数 3 5 5 0 传力螺杆 2 5 4 0 传导螺旋 4 精密或水平螺杆 螺杆的临界载荷 N Fc可根据柔度 求得 1 当 85 90 2 当 85 90 3 当 85 4 当 40 可不作稳定性计算 6 3 5螺旋副的自锁条件 l 螺杆的最大工作长度 mm i 螺杆危险截面的惯性半径 mm 螺杆危险截面的惯性半