第九章 螺旋传动1.ppt

锯齿形螺纹,梯形螺纹,三角形螺纹,矩形螺纹,第一节概述,运动关系:,l螺杆（或螺母）的位移,Ph导程（螺母转一圈所走过的轴向距离）,螺杆，螺母间的相对转角,螺旋传动是利用螺杆（丝杆）和螺母来实现传动的回转运动直线运动组成：螺杆（丝杆）、螺母两者直接接触有确定的相对运动（螺旋运动）,螺旋传动按作用分类：,1）读数螺旋机构用于测量微量长度和传递数值反映被测物理量大小的螺旋机构,2）传动螺旋机构以传递运动为主，用于变换、传递运动和产生微量位移，调节零部件之间相对位置的螺旋机构,3）传力螺旋机构一般传递的载荷较大、速度较低,螺旋传动按其接触面间的摩擦性质，可分为：,1）滑动螺旋传动,2）滚动螺旋传动,3）静压螺旋传动（流体液压）,第二节滑动螺旋传动,一、滑动螺旋传动的特点,（1）降速传动比大转角很大，直线位移量很小，结构紧凑,（2）具有增力的作用给主动件一个小转矩，从动件可获得大Fa,（3）能自锁螺母强度验算螺母螺纹强度,剪切强度：,弯曲强度：,（五）驱动力矩、效率和自锁,保证螺旋副转动灵活，反行程自锁,驱动力作用下，主动件传力从动件,升角，,V当量摩擦角,，螺纹牙型半角,轴向载荷作用下，如螺旋副不自锁，从动件传力主动件,如要求自锁：0,自锁条件：,要求尽量高使转动灵活,四、滑动螺旋传动的设计原则,（一）传动型式的选择,根据其各自的传动特点，及实际工作情况的要求：如精度、结构、刚度和传动其它特殊要求等,（二）螺纹类型的确定,精密机械中，螺旋传动螺纹的类型多用普通三角形螺纹和梯形螺纹。,a)传动精度高低：精度要求高,用三角螺纹,b)传动功率的大小：大用梯形螺纹，小用三角螺纹（细牙）,c)微动灵敏度：细牙三角螺纹的微动灵敏度较高,d)自锁性能（即不能反向传动），三角螺纹的自锁性能好,传动中一般用梯形，但当螺距t25，受压螺杆应进行稳定性验算,3为避免周期误差应选用单头螺纹,传动精度高。,4小转角大位移的情况用多头螺纹。,（五）螺纹公差,必须规定公差带在多大的旋合长度范围内有效。,旋合长度分长、中、短三种，表96一般按中等长度考虑，,旋合长度，累积误差，仅用公差带大小不能表示精度,将不同的公差等级（即公差带大小）和基本偏差（即公差带位置）组合，可得最终公差带。例7H，8g（H7，g81998国标）,螺纹公差带的选用，表9-8,6级公差基本级,*公差带优先选择,H/h配合最小间隙为零，多采用此配合,G/h，H/g保证间隙，适用于要求快速装卸的螺纹,GB5796.386：传动丝杠、螺母副中30梯形螺纹,JB288692：梯形螺纹丝杠，螺母精度标准,螺纹公差带的标记:,M202/2左5H6H/5g6gS,大径,导程,线数,左旋,内螺纹中径公差带,内螺纹顶径公差带,外螺纹中径公差带,外螺纹顶径公差带,旋合长度,相同时只标一个,螺旋副中力的关系、效率和自锁,1.矩形螺纹,已知：升角，摩擦系数f，载荷FQ,求：A等速上升与等速下降时，水平力F的大小，沿斜面上升的效率及其自锁条件,解：滑块上升,考虑A的平衡：,补充知识：,滑块下降,滑块上升时输入功：,滑块上升的有效功：,滑块上升时的效率：,滑块下降时：,若，则F0，不加支持力F，滑块在Fa的作用下不会自动下滑自锁,滑块上升时，越大则效率越高，当=45-/2时，效率最高，但升角过大加工太困难，一般螺母的精度,2中径误差,大、小径处有较大间隙，互不接触，中径为配合尺寸,为使螺杆与螺母转动灵活、储存润滑油,应对中径上的间隙加以控制,中径尺寸变动量的公差,中径跳动公差,3牙型半角误差,当螺纹各牙间牙型角有差异，会引起螺距变化，从而影响传动精度牙型角在螺纹全长上变化不大（一次装刀切削），对传动精度影响小,（二）螺杆轴向窜动误差,螺杆轴肩端面与轴承止推面不垂直，有1、2的偏差,螺杆转动时，最大轴向窜动误差：,（三）偏斜误差,螺杆的轴线方向与移动件运动方向不平行,（四）温度误差,由于温度（工作温度与制造温度的不同）引起的螺杆长度和螺距发生变化,LW螺纹长度线膨胀系数,为减小误差，可以提高制造精度，但单纯提高精度，成本高，所以可以采用某些结构措施提高传动精度：,1、螺距误差校正装置,螺杆1螺母2导杆3校正尺4,步骤：,a）精确测出每个位置，螺距误差P,b）计算出螺母应在每个位置的附加转角,c）制出校正面的形状,该校正装置可校正综合螺距误差由于螺距误差、中径误差、牙型半角误差所引起的误差,例：坐标镗床螺距误差校正装置,螺杆9螺母4（工作台）校正尺3导杆1转动杆2杠杆5,利用校正原理还可校正温度误差，将校正尺制成直尺，并相对螺杆轴线倾斜角即可,2、消除螺杆轴向窜动,螺杆2，滚珠5，弹簧4，定位砧6,六、消除螺旋传动的空回的方法,空回由于存在间隙，螺杆改变转动方向时，螺母不会立即反向，而是螺杆转一定角度后，螺母开始反向运动,空回引起传动误差,消除空回1）消除间隙,2）消除间隙的影响,（一）利用单向作用力,弹簧1使螺杆与螺母保持单面接触,（二）利用调整螺母,1径向调整法螺母径向可收缩使间隙变小,a开槽螺母,b卡簧式螺母,c对开螺母,d对开螺母+紧定螺钉,2轴向调整法,a开槽螺母,b刚性双螺母,c弹性双螺母,（三）利用塑料螺母利用塑料的弹性,聚乙烯、尼龙制作螺母，用金属压圈压紧,第三节滚珠螺旋传动,组成：丝杆、螺母、滚珠和滚珠循环返回装置等四个部分,一、滚珠螺旋传动的特点,1、传动效率高90%，为同类型普通螺旋传动效率的三倍。,2、传动精度高，可进行无间隙传动，并消除弹性空间，有较高定位精度。,3、传动具有可逆性，不能自锁,4工艺复杂，成本高，寿命长,工作原理：图96,二、滚珠螺旋传动的结构型式与类型,（一）螺纹滚道法向截形,常用截形,单圆弧形,双圆弧形,单圆弧结构简单，易高精度，接触角随初始间隙和Fa会变化。，承载，轴向刚度不稳定,双圆弧不变，滚道底不与滚珠接触可放润滑油，f下降，加工，检验，修整比较困难。,（二）滚珠循环方式,1内循环,滚珠在循环过程中始终与螺杆保持接触，反向器的回珠槽具有空间曲面，加工复杂。,2外循环滚珠在返回时与螺杆脱离接触的循环,外循环,螺旋槽式,插管式,端盖式,（三）消除轴向间隙的调整预紧方法,轴向间隙引起空回误差,螺杆上装配两个螺母，相对压紧，消除轴向间隙，常用的调整预紧方法：,1垫片调隙式适用于一般精度,2螺纹调隙式,3齿差调隙式调整精度高，结构复杂，加工、装配工艺性差,三、滚珠螺旋副的精度、代号和标记方法,（一）滚珠螺旋副的精度,螺母的行程误差,空回误差,影响螺旋副精度的因素动态变形误差（参数误差、机构误差、受力后的变形）,标准：JB/T3162.291,12345710级精度共七级,最高最低,（二）滚珠螺旋副的代号和标记方法,1代号,表9-99-11包括滚珠的循环方式，结构特征代号、预紧方式,2标记方法,123456789,两位,两位,循环方式,预紧方式,结构特征,公称直径,公称导程,螺纹旋向,负荷钢球圈数,类型（P，T）,精度等级,CDM50103P3,例：,外循环插管式,双螺母垫片预紧,导管埋入式,公称直径50mm,导程10mm,负荷钢球3圈,定位滚珠螺旋副,3级精度,第四节静压螺旋传动简介,一、工作原理,油以PS进入内螺纹侧面的油腔，再回油箱螺杆无外载荷时，螺纹牙两侧油压，间隙相等，螺杆保持位置,螺杆受轴向力Fa（偏左时）间隙、油压（两侧）发生改变，两侧油压差承载（左）Pr1Pr2(Pr1-Pr2=Fa)（左）h1h2,螺杆受径向力Fr下侧与上侧的油压