第5章螺旋传动

1、杜永平螺纹联接八、螺旋传动（八、螺旋传动（helical drive）1. 分类分类 按用途分按用途分传力螺旋传力螺旋（screw of transmission power）传导螺旋传导螺旋（screw of transmission motion）传递动力为主传递动力为主间歇工作间歇工作速度不高速度不高需要自锁需要自锁调整螺旋调整螺旋（adjusting screw）传递运动为主传递运动为主连续工作连续工作速度较高速度较高传动精度和效率要高传动精度和效率要高调整、固定零件位置调整、固定零件位置不经常转动不经常转动杜永平螺纹联接 按摩擦性质分按摩擦性质分滑动螺旋（滑动螺旋（sliding s

2、crew）滚动螺旋（滚动螺旋（rolling screw）结构简单结构简单易于自锁易于自锁摩擦阻力大摩擦阻力大传动效率低传动效率低传动精度低传动精度低静压螺旋（静压螺旋（pressure screw）结构复杂结构复杂摩擦阻力小摩擦阻力小传动效率高传动效率高结构复杂结构复杂摩擦阻力小摩擦阻力小传动效率高传动效率高需供油系统需供油系统杜永平螺纹联接2. 滑动螺旋的结构和材料滑动螺旋的结构和材料 结构结构运动转变方式有：运动转变方式有：螺杆转动，螺母移动螺杆转动，螺母移动机床进机床进给丝杆给丝杆起重起重螺旋螺旋螺母转动，螺杆移动螺母转动，螺杆移动螺母固定，螺杆转动及移动螺母固定，螺杆转动及移动螺杆固

3、定，螺母螺杆固定，螺母转动及移动转动及移动杜永平螺纹联接螺母结构螺母结构整体螺母整体螺母结构简单，但由磨损产生的轴向间结构简单，但由磨损产生的轴向间隙不能补偿，只是用于精度要求较低的螺旋。隙不能补偿，只是用于精度要求较低的螺旋。组合螺母组合螺母结构复杂，但可以定期地调整，以结构复杂，但可以定期地调整，以消除轴向间隙，避免反向转动时的空行程。消除轴向间隙，避免反向转动时的空行程。剖分式螺母剖分式螺母结构复杂，结构复杂，但可以补偿旋合螺纹的但可以补偿旋合螺纹的磨损。磨损。滑动螺旋的螺纹类型有矩滑动螺旋的螺纹类型有矩形、梯形和锯齿形。形、梯形和锯齿形。杜永平螺纹联接 材料材料a、螺杆、螺杆低速轻载：

4、不经热处理的低速轻载：不经热处理的Q235、Q275、45；较高速重载：热处理的较高速重载：热处理的40Cr、65Mn、20CrMnTi；精密传导：热处理的精密传导：热处理的9Mn2V、CrWMn、38CrMoAl。b、螺母、螺母一般传动：一般传动：ZQSn10l、ZQSn663重载低速：重载低速：ZQAl94、ZHAl66632重载调整：重载调整：35、球墨铸铁、球墨铸铁低速轻载：耐磨铸铁低速轻载：耐磨铸铁大尺寸：钢或铸铁做外套，内孔浇铸青铜大尺寸：钢或铸铁做外套，内孔浇铸青铜高速：钢或铸铁做外套，内孔浇铸巴氏合金。高速：钢或铸铁做外套，内孔浇铸巴氏合金。杜永平螺纹联接3. 螺旋传动的设计计

5、算螺旋传动的设计计算 失效形式及校核内容失效形式及校核内容主要失效形式：磨损主要失效形式：磨损校核：校核：受力较大的传力螺旋：校核螺杆危险剖面及螺纹受力较大的传力螺旋：校核螺杆危险剖面及螺纹牙的强度；牙的强度；精密的传导螺旋：校核螺杆的刚度；精密的传导螺旋：校核螺杆的刚度；长径比很大的螺杆：校核其稳定性；长径比很大的螺杆：校核其稳定性；高速长螺杆：校核其临界转速；高速长螺杆：校核其临界转速；要求自锁的螺杆：校核其自锁性。要求自锁的螺杆：校核其自锁性。杜永平螺纹联接 耐磨性计算耐磨性计算工作面上的压力工作面上的压力p：A螺纹承压面积（螺纹承压面积（ mm2）；）；22phHdFPhudFAFpd

6、2螺纹中径（螺纹中径（mm）；）；h螺纹工作高度（螺纹工作高度（mm）；）；u螺纹工作圈数，螺纹工作圈数，uHP H螺母高度（螺母高度（ mm ）P螺距（螺距（ mm ）；）；F轴向力（轴向力（N）；）；杜永平螺纹联接令令 Hd2，则，则 Hd2，代入整理后得，代入整理后得矩形和梯形螺纹，矩形和梯形螺纹，h0.5P，则，则 2phFPd30的锯齿形螺纹，的锯齿形螺纹，h0.75P，则，则 8 . 02pFd：整体螺母：整体螺母：1.22.5； 剖分螺母，兼作支承螺母：剖分螺母，兼作支承螺母：2.53.5； 传动精度高、载荷大、寿命长：传动精度高、载荷大、寿命长：4。螺纹工作圈数不易超过螺纹工作

7、圈数不易超过10圈。圈。65. 02pFd杜永平螺纹联接 自锁条件自锁条件 螺杆的强度计算螺杆的强度计算vvffarctancosarctan式中：式中：)( 3)(32222TcaWTAFF轴向压力（轴向压力（N）；）；A危险剖面面积（危险剖面面积（mm2）；）；WT抗扭截面模量（抗扭截面模量（mm3）；）；T扭矩（扭矩（Nmm）；）；螺杆材料的许用应力（螺杆材料的许用应力（MPa）。）。杜永平螺纹联接 螺母螺纹牙的强度计算螺母螺纹牙的强度计算剪切强度：剪切强度：弯曲强度：弯曲强度：DbuFAF剪式中：式中：b牙根部的厚度牙根部的厚度(mm)，62bbuDbFlWM矩形螺纹矩形螺纹b0.5P

8、，梯形螺纹梯形螺纹b0.65P，锯齿形螺纹锯齿形螺纹b0.75P；l弯曲力臂弯曲力臂(mm) ，22DDl杜永平螺纹联接 螺母外径与凸缘强度计算螺母外径与凸缘强度计算a、bb剖面拉伸应力剖面拉伸应力b、凸缘与底座接触表面挤压强度凸缘与底座接触表面挤压强度)(1.3)F2 . 1 (4223DD考虑摩擦力考虑摩擦力 螺母许用拉伸应力螺母许用拉伸应力(Mpa)，0.83bc、凸缘根部的弯曲强度凸缘根部的弯曲强度)(42324ppDDF许用挤压应力许用挤压应力(Mpa)，p(1.51.7)b)(5 . 164)(23342334bbaDDDFaDDDFWM杜永平螺纹联接 螺杆的稳定性验算螺杆的稳定性

9、验算稳定条件：稳定条件：SSCFcrFSS SSC稳定性计算安全系数稳定性计算安全系数 SS 稳定性安全系数稳定性安全系数Fcr螺杆临界压力螺杆临界压力 按按Sli选用不同的公式选用不同的公式：传力传力：SS3.55.0传导传导：SS2.54.0精密或水平精密或水平：SS4s10022)( lEIFcr拉压弹性模数拉压弹性模数E2.06105 (Mpa)螺杆危险剖面的惯性矩螺杆危险剖面的惯性矩(mm 4)杜永平螺纹联接s 100，且，且B480 Mpa的优质碳钢的优质碳钢s100，且，且B380 Mpa的普通碳钢的普通碳钢4)12. 1304(21dFscrs40时，不必进行稳定性校核。时，不必进行稳定性校核。4)57. 2461(21dFscr杜永平螺纹联接在在 Sli 公式中：公式中： 螺杆长度系数，查表；螺杆长度系数，查表； l 螺杆工作长度螺杆工作长度(mm) ，446441214121ddddIii螺