第5章 螺纹连接和螺旋传动z-09.ppt

第二篇连接,本篇着重讨论螺纹连接、键连接和销连接，并对螺旋传动作一概略介绍。,机械连接,动连接：在机器工作时，零部件之间可以有相对运动的连接。例如：机械原理中，各种运动副之间的连接。,静连接：在机器工作时，不允许零部件之间存在相对运动的连接。,可拆连接：允许多次装拆而无损于使用性能的连接。例如：螺纹连接、键连接。,不可拆连接：不损坏组成零件就不能拆开的连接。例如：铆接、焊接、胶接。,是指被连接件与连接件之间的组合。被连接件有轴与轴上零件（如齿轮、飞轮）、箱体与箱盖、焊接零件中的钢板与型钢等。连接件有螺栓、螺母、销、铆钉等，连接件又称紧固件。,注意：有些连接没有专门的紧固件，如过盈连接、焊接、胶接等。,第五章螺纹连接和螺旋传动,5-1螺纹,5-2螺纹连接的类型和标准连接件,5-3螺纹连接的预紧,5-6螺栓组连接的设计,5-5螺纹连接的强度计算,5-8提高螺纹连接强度的措施,5-7螺纹连接件的材料及许用应力,5-9螺旋传动,5-4螺纹连接的防松,5-1螺纹,5-1螺纹,一、螺纹的分类,常用螺纹的类型主要有：三角形螺纹（普通螺纹、管螺纹，其中管螺纹包括米制锥螺纹）、梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹。除矩形螺纹外，都已标准化。螺纹按螺旋线的旋向分：左旋螺纹、右旋螺纹。一般采用右旋螺纹。螺纹按螺旋线的数目分：单线螺纹、等距排列的多线螺纹。为便于制造其线数一般4。螺纹按母体形状分：圆柱螺纹、圆锥螺纹。螺纹分：外螺纹和内螺纹，它们共同组成螺旋副。螺纹分：米制和英制（螺距以每英寸牙数表示）两类，我国除管螺纹外，多采用米制螺纹。国际上原来采用英制螺纹的国家也正逐步向米制螺纹过渡。螺纹按工作性质分：连接螺纹、传动螺纹。连接螺纹的当量摩擦角较大，有利于实现可靠连接；传动螺纹的当量摩擦角较小，有利于提高传动的效率。,5-1螺纹,螺纹的类型、特点及应用,梯形螺纹,结构：牙型角特点：效率较高、牙根强度较大、工艺性好应用：用于传动,矩形螺纹,结构：牙型角性能：效率较高、牙根强度小、工艺性差应用：用于传动,锯齿形螺纹,结构：工作面的牙型斜角为3非工作面的牙型斜角为30性能：效率较高、牙根强度较大、工艺性好应用：用于单向传动,结构：牙型角、特点：连接紧密，内外螺纹无间隙应用：密封性要求较高的场合,管螺纹,结构：牙型角性能：自锁性好,牙根强度高，工艺性好应用：用于连接,普通螺纹,螺纹的分类,5-1螺纹,按工作性质分：连接螺纹：三角形螺纹传动螺纹：梯形螺纹；锯齿形螺纹；矩形螺纹。,普通螺纹(=60),管螺纹,非螺纹密封的管螺纹=55，标记G1/2,粗牙螺纹（螺距最大的螺纹）,细牙螺纹,螺纹密封的管螺纹=55标记R1/2RC1/2,60圆锥管螺纹=60，标记Z1/2,米制锥螺纹=60，标记ZM10,二、螺纹的主要参数（以普通螺纹为例）,大径d即螺纹的公称直径。小径d1常用于连接的强度计算。中径d2螺纹轴向剖面内牙厚与牙槽宽相等处的圆柱面直径，用于几何尺寸计算。线数n螺纹的螺旋线数目，亦称头数。螺距P螺纹相邻两个牙型上对应点间的轴向距离。导程S螺纹上任一点沿同一条螺旋线转一周所移动的轴向距离，S=nP。牙型角螺纹轴向截面内，螺纹牙型两侧边的夹角。接触高度h内外螺纹旋合后的接触面的径向高度。螺纹升角螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角。,5-1螺纹,螺纹的主要参数,5-2螺纹连接的类型和标准连接件,5-2螺纹连接的类型和标准连接件,一、螺纹连接的基本类型,除上述连接的基本类型外，在机器中，还有一些特殊结构的螺纹连接。如：T形槽螺栓连接、吊环螺钉连接和地脚螺栓连接等。,说明,螺钉连接,双头螺柱连接,紧定螺钉连接,螺栓连接,5-2螺纹连接的类型和标准连接件,螺栓连接,无需在被连接件上切制螺纹，结构简单，装拆方便，使用时不受被连接件材料的限制，应用极广。,普通螺栓连接,铰制孔用螺栓连接,普通螺栓连接螺栓杆与被连接件孔壁之间有间隙。通孔加工精度低，成本低，应用最广。,铰制孔用螺栓连接螺栓杆与被连接件孔壁之间无间隙。孔和螺栓杆多采用基孔制过渡配合（H7/m6、H7/n6），能精确定位，能承受横向载荷，被连接件需钻孔、铰孔，成本高。,螺纹连接的基本类型,5-2螺纹连接的类型和标准连接件,螺钉连接双头螺柱连接,螺钉连接被连接件之一为光孔、另一个为螺纹孔。只用螺钉，不用螺母，直接把螺钉拧进被连接件的螺纹孔中。适用于受力不大，不需要经常拆装的场合。,螺钉连接,双头螺柱联接,双头螺柱连接,双头螺柱连接用两头均有螺纹的螺柱和螺母把被连接件连接起来。双头螺柱连接多用于较厚的被连接件或为了结构紧凑而采用盲孔的连接。双头螺柱连接允许多次装拆。,5-2螺纹连接的类型和标准连接件,紧定螺钉连接,利用拧入被连接件螺纹孔中的螺钉末端顶住另一零件的表面或顶入相应的凹坑中，来固定两零件的相对位置，它可传递不大的力或扭矩。,5-2螺纹连接的类型和标准连接件,虚拟现实中的螺纹联接件,螺钉,双头螺柱,六角头螺栓,垫圈,六角螺母,紧定螺钉,带翅垫圈,圆螺母,二标准连接件,标准连接件,5-3螺纹连接的预紧,5-3螺纹连接的预紧,大多数螺纹连接在装配时都需要拧紧，使之在承受工作载荷之前，预先受到力的作用，这个预加作用力称为预紧力F0。,增强连接的可靠性和紧密性，以防止受载后被连接件间出现缝隙或发生相对移动。螺纹经验证明，适当选用较大的预紧力对螺纹连接的可靠性是有利的，如气缸盖、管路凸缘等。但过大的预紧力会导致整个连接的结构尺寸增大，也会使连接件在装配时因偶然过载而被拉断。因此，设计时既要保证连接所需要的预紧力，又不应使螺纹连接件过载。,预紧力限制,拧紧后螺纹连接件的预紧应力不得超过其材料屈服极限ss的80%。,预紧力,预紧的目的,预紧力的确定原则,对于一般的螺纹连接其预紧力F0可按下式确定：碳素钢螺栓F0(0.60.7)SA1合金钢螺栓F0(0.50.6)SA1,预紧力的大小是通过拧紧力矩来控制的。通常可采用测力矩扳手或定力矩扳手，对于重要的螺栓连接，也可以采用测定螺栓伸长的方法来控制预紧力。,5-3螺纹联接的预紧,预紧力的控制,注意：对于重要的连接，应尽可能不采用直径过小(M12)的螺栓。,预紧力和拧紧力矩之间的关系,详细推导,拧紧力矩：拧紧力矩等于克服螺旋副相对转动的摩擦阻力矩T1和螺母端面与被连接件间的摩擦阻力矩T2之和。式中d2为螺纹中径；fc为螺母端面与被连接件间摩擦系数，无润滑时可取fc=0.15；rf为摩擦半径，rf（D0+d0）/4，其中D0为螺母支承面的外径，d0为螺栓孔的直径。对M10M64的粗牙螺纹，若取则上式可简化为：Nmm式中d为螺纹公称直径，单位mm；F0为预紧力，单位N。,5-4螺纹连接的防松,5-4螺纹连接的防松,螺纹连接一般都能满足自锁条件()不会自动松脱。但在冲击、振动或变载荷作用下，或在高温或温度变化较大的情况下，螺纹连接中的预紧力和摩擦力会逐渐减小或可能瞬时消失，导致连接失效。螺纹连接一旦出现松脱，轻者会影响机器的正常运转，重者会造成严重事故。因此必须防止螺纹连接的松脱。螺纹连接防松的根本问题在于防止螺旋副的相对转动。防松的方法很多，按其工作原理可分为：摩擦防松对顶螺母、弹簧垫圈、自锁螺母等机械防松开口销与开槽螺母、止动垫圈、圆螺母用带翅垫圈、串联钢丝等永久防松铆冲防松、粘合防松、焊接防松等,5-4螺纹连接的防松,摩擦防松结构简单、使用方便。,对顶螺母防松,自锁螺母防松,弹簧垫圈防松,5-4螺纹连接的防松,止动垫圈防松,机械防松适用于冲击振动载荷，重要场合使用，成本高。,串联钢丝防松,5-4螺纹连接的防松,焊接防松铆冲防松,永久防松,粘合防松,5-5螺纹连接的强度计算,5-5螺纹连接的强度计算,一般螺栓所受载荷为轴向载荷和横向载荷。对于受轴向载荷的螺栓，其主要失效形式为断裂或塑性变形；对于受横向载荷的螺栓，其主要失效形式为压溃或剪断。除此之外，若经常装拆还会因磨损而发生滑扣。据统计，约有90%的螺栓发生疲劳断裂，且常发生在螺纹根部。螺栓、螺母的螺纹牙及其它尺寸是根据等强度原则和使用经验规定的，在设计时不需要对这部分进行强度计算。螺栓连接的强度计算主要是确定螺纹的小径d1。,5-5螺纹连接的强度计算,螺栓连接的强度计算主要与连接的类型、连接的装配情况（预紧或不预紧）、载荷状态等有关。,一、松螺栓连接强度计算,二、紧螺栓连接强度计算,1仅受预紧力的紧螺栓连接,2受轴向载荷的紧螺栓连接,3承受工作剪力的紧螺栓连接,详细推导,松螺栓连接强度计算,5-5螺纹连接的强度计算,一、松螺栓连接强度计算,松螺栓连接在装配时不需要把螺母拧紧，在承受工作载荷前，除有关零件的自重（一般较小，可略去）外，连接并不受力。当承受轴向工作载荷F时，其强度条件为：为螺栓材料许用拉应力，单位Mpa；,起重吊钩的松螺栓连接,或,为螺纹小径，mm。,F,紧螺栓连接强度计算,5-5螺纹连接的强度计算,1仅受预紧力的紧螺栓连接,预紧力引起的拉应力：,螺牙间摩擦力矩引起的扭转切应力：,强度条件：或,当连接承受较大的横向载荷F时，由于要求F0Ff（f=0.2），即F05F，因而需要大幅度地增加螺栓直径。为减小螺栓直径的增加，可采用各种减载零件如键、套筒或销来承担横向载荷，见P81。,根据第四强度理论，螺栓在预紧状态下的计算应力：,说明,二、紧螺栓连接强度计算,5-5螺纹连接的强度计算,2受轴向载荷的紧螺栓连接,在受轴向工作载荷的螺栓连接中，螺栓实际承受的总拉力F2并不等于预紧力F0与轴向工作载荷F之和。分析如下：,5-5螺纹连接的强度计算,工作前（预紧力F0）载荷及变形情况螺栓伸长量b，被连接件压缩量m工作时（工作载荷F）载荷及变形情况螺栓总伸长量为b被连接件剩余变形量为m，被连接件所受力由F0减为F1，F1称为残余预紧力。螺栓的总拉力F2：F2=F1+F,螺栓的刚度:tanb=Cb=F0/b被连接件的刚度:tanm=Cm=F0/m,5-5螺纹连接的强度计算,当工作载荷稳定时，取F1=(0.20.6)F当工作载荷不稳定时，取F1=(0.61.0)F对有密封性要求的连接，取F1=(1.51.8)F对于地脚螺栓连接，取F1F,为保证被连接件的接合面不出现缝隙，残余预紧力F1应大于零。在一般计算中，可先根据连接的工作要求规定残余预紧力F1，按式F2=F1+F计算出螺栓的总拉力F2，再计算螺栓强度。,螺栓危险截面的强度条件为,或,5-5螺纹连接的强度计算,由上图可导出各力之间的关系：因F=Cb+Cm即=F/（Cb+Cm），故式中为螺栓的相对刚度，其大小与螺栓和被连接件的材料、尺寸、结构及垫片有关，一般在01之间。为降低螺栓的受力，提高螺栓连接的承载能力，应使螺栓的相对刚度尽量小些，可按P84说明选用。,F2=F0+F=F0+CbF1=F0(FF)=F0Cm,5-5螺纹连接的强度计算,对重要连接，除按强度条件进行静强度计算外，还应根据下述方法对螺栓的疲劳强度作精确校核。设轴向工作载荷F在0F间周期性变化，则螺栓所受的总拉力在F0F2间变化。如忽略螺纹摩擦力矩的扭转作用，则螺栓的最大应力、最小应力和应力幅分别为：,依据P28式3-24校核螺栓危险截面的疲劳强度(属于min=C)，具体如下：,-1tc螺栓材料的对称循环拉压疲劳极限，单位MPa，其值见表5-7；,试件的材料常数，对碳素钢取0.10.2，对合金钢取0.20.3；K拉压疲劳强度综合影响系数；S安全系数，见表5-10。,疲劳强度校核,5-5螺纹连接的强度计算,3承受工作剪力的紧螺栓连接,这种连接是利用铰制孔用螺栓抗剪切来承受载荷的。螺栓杆与孔壁之间无间隙，接触表面受挤压。在连接结合面处，螺栓杆则受剪切。,螺栓杆与孔壁的挤压强度条件为：,螺栓杆的剪切强度条件为：,式中：F螺栓所受的工作剪力，单位为N；d0螺栓剪切面的直径（可取螺栓孔直径），单位为mm；Lmin螺栓杆与孔壁挤压面的最小高度，单位为mm；设计时应使Lmin1.25d0,一螺栓所受轴向工作载荷为F=6000N，螺栓受载后被连接件间的残余预紧力F1为工作载荷的1.2倍。已知螺栓的相对刚性系数Cb/（Cb+Cm）=0.8，许用拉应力。求：（1）螺栓小径d1的计算值。（2）预紧力F0的大小。,例题1,例题1,解（1）F2=F1+F=1.26000+6000=13200N由得：（2）因F2=F0+FCb/（Cb+Cm）故F0=F2FCb/（Cb+Cm）=1320060000.8=8400N,5-6螺栓组连接的设计,5-6螺栓组连接的设计,一、螺栓组连接的结构设计,二、螺栓组连接的受力分析,5-6螺栓组连接的设计,在设计螺栓组连接时，关键是其结构设计。,为了便于加工制造和对称布置螺栓，保证连接接合面受力均匀，通常连接接合面的几何形状都设计成轴对称的简单几何形状。,螺栓布置应使各螺栓的受力合理。,螺栓的排列应有合理的间距、边距。见P73,通常分布在同一圆周上的螺栓数目应取4、6、8等偶数，以便在圆周上钻孔时分度和画线。,避免螺栓承受附加的弯曲载荷。见P74,说明,说明,说明,一、螺栓组连接的结构设计,螺栓组连接结构设计的主要目的：确定合理的连接接合面几何形状和螺栓布置形式，以使连接接合面和螺栓受力均匀，且便于加工和装配。设计时应注意以下几方面：,大多数机械中螺栓都是成组使用的。,此外，还应根据工作条件合理地选择螺栓组的防松装置。,5-6螺栓组连接的设计,相邻螺栓的中心距一般应小于（d为螺栓的公称直径），具有密封要求的螺栓中心距一般不应大于。螺栓之间及螺栓与机体之间要留有足够的扳手空间，扳手转动角度应大于。,合理安排成组螺栓的平面位置安排一组螺栓的平面位置和数目时，力求各螺栓受力均匀，便于加工和装配。同一圆周上的螺栓数目，应采用3、4、6、8、12等数，以便分度和划线。,5-6螺栓组连接的设计,1受横向载荷,2受转矩,3受轴向载荷,4受倾覆力矩,受力分析的目的：根据连接的结构和受载情况，求出受力最大的螺栓及其所受的力，以便进行螺栓连接的强度计算。,受力分析时所作假设：所有螺栓的材料、直径、长度和预紧力均相同；,受载后连接接合面仍保持为平面。,受力分析的类型：,二、螺栓组连接的受力分析,螺栓组的对称中心与连接接合面的形心重合；,（1）对于铰制孔用螺栓连接（图b），每个螺栓所受工作剪力为：,（2）对于普通螺栓连接（图a），按预紧后接合面间所产生的最大摩擦力必须大于或等于横向载荷的要求，有：,式中：z为螺栓数目。,图示为由四个螺栓组成的受横向载荷的螺栓组连接。,1受横向载荷的螺栓组连接,或,5-6螺栓组连接的设计,i为接合面数；Ks为防滑系数，设计中可取Ks=1.11.3。,受转矩时，普通螺栓组和铰制孔用螺栓组的受力情况不同。,2受转矩的螺栓组连接,采用普通螺栓，是靠连接预紧后在接合面间产生的摩擦力矩来抵抗转矩T。,采用铰制孔用螺栓，是靠螺栓的剪切和螺栓与孔壁的挤压作用来抵抗转矩T。,5-6螺栓组连接的设计,普通螺栓,Ks为防滑系数,5-6螺栓组连接的设计,3受轴向载荷的螺栓组连接,若作用在螺栓组上轴向总载荷F作用线与螺栓轴线平行，并通过螺栓组的对称中心，则各个螺栓受载相同，每个螺栓所受轴向工作载荷为：,通常，各个螺栓还承受预紧力F0的作用，当连接要有保证的残余预紧力为F1时，每个螺栓所承受的总载荷F2为。,F2=F1+F,5-6螺栓组连接的设计,4受倾覆力矩的螺栓组连接,倾覆力矩M作用在垂直于连接接合面的一个对称面内，底板在承受倾覆力矩之前，螺栓已拧紧并承受预紧力F0。,作用在底板两侧的合力矩与倾覆力矩M平衡，即：,故最大工作载荷为：,又因,受倾覆力矩螺栓组连接的受力过程,底板受倾覆力矩后，在轴线O左侧，螺栓与地基的工作点分别移至B1和C1，两者作用在底板上的合力为F。,在轴线O右侧，螺栓与地基的工作点分别移至B2和C2，两者作用在底板上的合力为Fm，其大小等于F。,A,5-6螺栓组连接的设计,螺栓的总拉力：,为防止接合面受压最大处被压碎或受压最小处出现间隙，要求地基接合面压应力的最大值、最小值满足：,p连接接合面材料的许用挤压应力，其值见表5-6。W接合面的有效抗弯截面系数。,5-7螺纹连接件的材料及许用应力1,5-7螺纹连接件的材料及许用应力,一、螺纹连接件材料,性能等级,一般用Q215、Q235、Q275、10、35、45重要的、承受冲击振动变载荷的用15Cr、40Cr、30CrMnS、2CrMo。,螺栓、螺柱、螺钉的性能等级分为十级，自3.6至12.9。小数点前的数值为，小数点后数值为螺母的性能等级分为七级，从4到12。表示方法：数值为。,注意：在一般用途的设计中，通常选用4.8级左右的螺栓，在重要的或有特殊要求的场合，要选用高性能等级的，如压力容器常采用8.8级的螺栓。选择材料时，应使螺母材料的性能等级低于螺栓材料的性能等级，以减少磨损，避免螺旋副咬死；同时更换螺母比较方便。,5-7螺纹连接件的材料及许用应力,二、螺纹连接件的许用应力,1螺纹连接件的许用拉应力,2螺纹连接件的许用切应力和许用挤压应力,3螺纹连接件的安全系数见P87表5-10,说明,对于钢,对于铸铁,5-8提高螺纹连接强度的措施,5-8提高螺纹连接强度的措施,以螺栓连接为例，螺栓连接的强度主要取决于螺栓的强度，因此，提高螺栓的强度，将大大提高连接系统的可靠性。,影响螺栓连接强度的主要因素及提高其连接强度的措施：,二、改善螺纹牙上载荷分布不均的现象,一、降低影响螺栓疲劳强度的应力幅,三、减小应力集中的影响,四、采用合理的制造工艺,分析,分析,分析,5-8提高螺纹连接强度的措施,一、降低影响螺栓疲劳强度的应力幅,由前述知，当螺栓所受轴向工作载荷F在0F间变化时，螺栓所受的总拉力F2在F0F0+FCb/（Cb+Cm）间变化，若减小螺栓刚度Cb或增大被连接件刚度Cm都可减小F2的变化范围。这对防止螺栓的疲劳损坏是十分有利的。为了减小螺栓刚度，可减小螺栓光杆部分直径或采用空心螺杆，有时也可增加螺栓的长度。被连接件本身的刚度是较大的，但被连接件的接合面因需要密封而采用软垫片时，将降低其刚度。若采用金属薄垫片或O形密封圈，仍可保持被连接件原来的刚度值。,5-8提高螺纹连接强度的措施,二、改善螺纹牙上载荷分布不均的现象,原理：减小螺栓和螺母螺距变化差。方法：悬置螺母、内斜螺母、环槽螺母、钢丝螺套(见P90)等。,悬置螺母使母体和栓杆的变形一致以减少螺距变化差。,内斜螺母可减小原受力大的螺栓螺纹牙的刚度而把力分移到原受力小的螺纹牙上。,环槽螺母螺母下部受拉，作用和悬置螺母相似。,即使是制造和装配精确的螺栓和螺母，受力时其旋合各圈螺纹牙的受力也不是均匀的。当连接受载时，从螺母支承面算起，螺栓杆拉力自下而上由F递减为零，螺母体压力则自上而下由零递增为F。螺栓受拉，螺距增大；而螺母受压，螺距减小。从螺母支承面算起，第一圈受载最大，螺纹螺距的变化差以旋合的第一圈最大；以后各圈由于受载的递减，螺距变化差也递减。实验证明，旋合圈数越多，载荷分布不均匀的程度也越显著，到第810圈以后，螺纹牙几乎不受载荷。因此，采用加高螺母以增加旋合圈数，对提高螺栓连接强度并没有多少作用。,5-8提高螺纹连接强度的措施,三、减小应力集中的影响,螺栓上的螺纹（特别是螺纹的收尾）、螺栓头和螺栓杆的过渡处以及螺栓横剖面面积发生变化的部位，都要产生应力集中。为了减小应力集中的程度，可采用较大的圆角、卸载结构、将螺纹收尾改为退刀槽等。为降低成本，对一般用途的连接，不要随便采用卸载结构。,在设计、制造和装配上应力求避免螺纹连接产生附加弯曲应力。为了减小附加弯曲应力，应从结构、制造和装配等方面采取措施。常采用凸台、沉头座（鱼眼坑）、特殊垫圈（如球面垫圈）等。,支承面不平,螺母孔不正,被联接件刚度小,钩头螺栓联接,凸台沉头座,球面垫圈,斜垫圈,5-8提高螺纹连接强度的措施,四、采用合理的制造工艺,采用冷镦螺栓头部和滚压螺纹的工艺方法，可显著提高螺栓的疲劳强度。这是因为除可降低应力集中外，冷镦和滚压工艺使材料纤维未被切断，金属流线的走向合理，其疲劳强度比切削螺栓的疲劳强度约高30%40%，且其材料利用率高，生产效率高，制造成本低。此外，在工艺上采用氮化、氰化、喷丸等表面硬化处理也能提高螺纹连接件的疲劳强度。,5-9螺旋传动,一、螺旋传动的类型和应用,5-9螺旋传动,二、滑动螺旋的结构和材料,三、滑动螺旋传动的设计计算,5-9螺旋传动,一、螺旋传动的类型和应用,螺旋传动：是利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动的。它主要用于将回转运动转变为直线运动，同时传递动力。,螺旋传动,5-9螺旋传动,螺旋传动常见的运动形式：螺杆转动，螺母移动；螺母固定，螺杆转动并移动。除此还有螺母转动，螺杆移动；螺杆固定螺母转动并移动。,螺杆固定螺母转动和移动,螺杆转动螺母移动,螺母转动螺杆移动,螺母固定螺杆转动和移动,5-9螺旋传动,传力螺旋传导螺旋调整螺旋,说明,螺旋传动按其用途不同分为:,差动螺旋复式螺旋,式中“”号用于两螺旋旋向相同时，“+”号用于两螺旋旋向相反时。由上式可知，当两螺旋旋向相同时，若lA与lB相差很小时，螺母的位移可以很小，这种螺旋称为微动螺旋或差动螺旋，常用于测微计、分度机构及调节机构（调节镗床镗刀进刀量的微调机构）中；当两螺旋旋向相反时，螺母可产生快速移动，这种螺旋机构称为复式螺旋。,5-9螺旋传动,螺旋传动按其螺旋副摩擦性质的不同分为：,滑动螺旋滚动螺旋静压螺旋（流体摩擦）,说明,螺旋机构在机床的进给机构、起重设备、锻压机械、测量仪器、工具、夹具、玩具及其他工业装备中有着广泛的应用。,本节重点讨论滑动螺旋传动的设计和计算。,5-9螺旋传动,二、滑动螺旋的结构和材料,1滑动螺旋的结构,整体螺母,组合螺母,剖分螺母,螺母结构:,滑动螺旋的结构主要是指螺杆、螺母的固定和支承的结构形式。螺旋传动的工作刚度与精度等和支承结构有直接关系。,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，见表5-11。,2滑动螺旋的材料,组合螺母,滑动螺旋采用矩形、梯形和锯齿形螺纹。,整体螺母,5-9螺旋传动,三、滑动螺旋传动的设计计算,主要失效形式:螺纹磨损,设计准则：滑动螺旋的基本尺寸(螺杆直径与螺母高度)通常是根据耐磨性条件确定的。下面介绍耐磨性计算和常用的校核计算：,1耐磨性计算,2螺杆的强度计算,3螺母螺纹牙的强度计算,4螺母外径与凸缘的强度计算,5螺杆的稳定性计算,5-9螺旋传动,1耐磨性计算,滑动螺旋的耐磨性计算，主要是限制螺纹工作面上的压力p。,设计公式：令,则得：,式中:,30锯齿形螺纹,矩形和梯形螺纹,螺纹工作高度,许用应力,耐磨性条件：,u-螺纹工作圈数；H-螺母高度；P-螺纹螺距；u=H/P,依据计算出的螺纹中径d2，按螺纹标准选择合适的公称直径和螺距。,验算：,若不满足要求，则增大螺距。,对有自锁性要求的螺旋传动，应校核自锁条件：,5-9螺旋传动,2螺杆的强度计算,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：,螺杆的强度条件：,式中，F螺杆所受的轴向压力（或拉力），T螺杆所受的扭矩，,许用应力,5-9螺旋传动,3螺母螺纹牙的强度计算,螺母每圈螺纹承受的平均压力为：F/u,其危险截面aa的剪切强度条件和弯曲强度条件分别为：,许用应力,5-9螺旋传动,4螺母外径与凸缘的强度计算,详细说明,对于支撑螺母，需要校核螺