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第八章螺旋传动 螺旋的分类及应用 螺旋传动装置的工作原理 通过螺纹结构 将回转运动转化为轴向直线运动 同时传递能量和力 螺旋传动的特点 优点传动比大精度较高能够实现自锁结构简单 传动平稳 无噪音缺点磨擦磨损大 效率较低 螺旋传动的特点 传动比大传动比大 从而可用较小的转矩得到较大的轴向推力常用于起重 夹紧等 螺旋传动的特点 精度较高能够准确地调整直线运动的距离和位置 常用于精密机械和测量仪器 特别适用于一些机构的微细调节 螺旋传动的特点 能够实现自锁适用于垂直举起重物的机构自锁压纸机 螺旋传动的特点 能够实现自锁对于水平推力的运动机构也能在任意位置得到精确定位如水平运动的机床工作台进给机构夹紧装置 螺旋传动的特点 能够实现自锁螺纹升角是指 在中径圆柱上 螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角螺纹升角小 使得摩擦力的轴向分力大于正压力的轴向分力 发生自锁 螺旋传动的特点 结构简单 传动平稳 无噪音摩擦磨损大 效率较低螺纹失效 螺旋的特征 螺纹的类型普通螺纹牙型角a 60度矩形螺纹牙型角a 0度梯形螺纹牙型角a 30度锯齿形螺纹牙型角a 33度 螺旋的特征 螺旋的头数螺距相同 螺纹头数多 导程就大 螺旋传动的分类 按运动方式螺母固定 螺杆转动并移动螺杆转动 螺母作直线运动螺母旋转并沿直线运动 螺杆固定螺母转动 螺杆直线移动 螺旋传动的分类 按用途传力螺旋传导螺旋调整螺旋 传力螺旋 夹紧装置 千斤顶 压纸机 传力 千斤顶 传力螺旋能以较小的转矩获得很大轴向力滑动摩擦螺旋螺母转动 螺杆直线移动应用 千斤顶 传导螺旋 齿轮实验仪 小型车床 传递运动 调整螺旋 收音机的调整螺旋 微调螺旋 确定位置 螺旋测微器 螺旋传动的分类 按螺旋副的摩擦性质滑动摩擦螺旋滚动摩擦螺旋静压螺旋 滚动螺旋的螺杆和螺母的螺纹滚道间置有适量的钢球 转动时钢球为中间滚动体 沿螺纹滚道滚动 使螺杆和螺母的相对运动成为滚动磨擦 提高螺旋副的传动效率高达98 滚珠螺旋 滑动螺旋 传动效率30 40 滚珠螺旋逆传动效率接近正传动 可用于把直线运动转换为旋转运动磨擦阻力稳定 摩擦小 寿命长不自锁 结构复杂钢球经导路出而复入 分外循环和内循环 滚动螺旋的应用 静压螺旋 流体摩擦 谐波螺旋 原理类似谐波齿轮传动波发生器H柔轮1有齿刚轮2 快速转动 慢速转动 谐波螺旋 波发生器H柔轮螺杆1刚轮螺母2波发生器H转动柔轮螺杆1变形螺母2与螺杆1有相对转动螺杆1产生微量轴向位移 快速转动 慢速移动 偏心螺旋 基本结构1为普通标准螺杆2为螺距相同而直径较大的螺母3为滚动轴承4为输出件 慢速输出 偏心螺旋 纯滚动观点接触点k具有相同的速度螺母的半径 螺杆 所以其转速 螺杆螺杆转动一周 螺母轴向移动 一个螺距比 偏心螺旋 计算机仿真结果实际接触点偏离两轴偏移线螺杆与螺母的速度方向不同二者间既有滚动摩擦又有滑动摩擦 偏心螺旋 应用价值 摩擦力 滑动螺旋摩擦力 造价 滚珠螺旋 结构简单 制造方便 偏心螺杆 由于螺杆与螺母间存在间隙 根据回转齿合容积式原理制成G型单螺杆泵 转子 偏心螺杆定子 固定的衬套 内部流速低 压力稳定 适于对高粘度流体的输送和含有硬质浮颗粒介质或含有纤维介质的输送 差动螺旋 导程不同或旋向不同的螺纹零件和其它螺纹零件形成的螺旋传动 螺纹导程不同 螺纹旋向相反 差动螺旋 导程不同 旋向相反 小结 能够产生微小位移的螺旋 小导程螺纹加工难度大精度无法保证 利用特殊大螺纹零件来产生微小位移在生产上具有重要意义 行星螺杆和双螺杆 K 2001上巴顿菲尔挤出技术大放异彩提出行星螺杆挤出机和双螺杆挤出机 都能被用作计量单元行星式成型机 冷却的可控性双螺杆成型机供料恒定性具有压力建立可控性行星式成型机和双螺杆成型机双剑合璧是直接挤出加工的最佳解决方案 行星螺杆和双螺杆 螺旋传动设计 滑动螺旋副材料p274表8 6螺旋传动的设计计算螺旋副强度计算模型的建立初步确定螺旋尺寸的两种方法 螺母 螺纹牙强度计算 螺纹牙受力分析模型的建立图8 7螺纹牙失效的主要形式磨损 剪切 弯曲强度计算公式耐磨性计算 式 8 1 剪切计算 式 8 4 弯曲计算 式 8 5 螺纹副的耐磨性计算 MPa 式 5 43 设计之初的四个未知数 处理方法 取系数来消除未知数的个数 令 则 参照p94 经验数值选取 又 h与P之间存在几何关系 参见p94 可得到设计公式 矩形和梯形螺纹见式 5 45 30度锯齿型螺纹见式 5 46 A 按螺旋副螺母耐磨性计算 1 根据螺母耐磨性 式8 2 确定螺旋中径d22 求出d2后 按照国标选取相应的公称直径d13 校核螺杆的强度 式8 3 4 校核螺母螺纹牙的强度 剪切强度 式8 4 弯曲强度 式8 5 5 螺母外径与凸缘的强度计算螺母外径悬置部分的拉伸强度凸缘与底座接触表面的挤压强度 凸缘根部的弯曲强度6 校核螺杆的稳定性 式8 6 7 其它 与地面接触强度 手柄长度 直径 自锁 螺母防松等 B 按螺杆的压扭强度计算 1 按照螺杆的压扭强度确定螺旋公称直径 式8 3 2 初步确定螺旋主要参数 按照国标选取其它参数 螺纹牙形状 螺距 中径等3 校核螺母强度耐磨性 式8 1 剪切强度