机械基础 课件 第9章螺旋结构

第九单元

螺旋结构2025【知识和能力目标】了解螺纹的形成和基本参数。了解螺旋机构的工作原理、类型、特点、功用及适应场合。了解滚动螺旋机构的工作原理、特点及滚珠丝杠的选用。【素质目标】培养学生崇尚科学、热爱专业的品质。培养学生劳动精神、奋斗精神、奉献精神、创造精神、勤俭节约精神，培育时代新风新貌。【学习重点和难点】螺纹的基本参数，会查阅相应的国家标准。螺旋传动的工作原理、特点及功用。螺旋机构中，螺纹的旋向、螺杆的转向和螺母沿轴线的位移三者关系。滚珠丝杆的选择。案例导入

机床是利用刀具对金属毛坯进行切削加工的一种加工设备，被广泛用于加工零部件。图所示为CA6140型卧式车床的外形结构图，它由带动工件按照规定的转速旋转的主轴箱、改变被加工螺纹的螺距或进给量的进给箱、带动刀架一起做直线进给运动的溜板箱、装夹车刀的刀架、支撑长工件的尾座、床身、底座等组成。为了实现刀具的进给量和车制螺纹等功能，车床在不同箱体中多处采用螺旋机构。希望通过本单元相关案例的学习，学生能较全面地掌握螺旋机构的种类及其使用条件，并能根据技术标准选择滚珠丝杠。组成：功用：螺杆、螺母回转运动直线运动机构简图

螺旋机构分析

螺旋传动按其用途可分为如下四类：（1）传力螺旋。主要用于传递轴向力，如螺旋千斤顶和螺旋压力机中用的螺旋等。（2）传导螺旋。主要用于传递运动，如车床的进给螺旋等。（3）调整螺旋。主要用于调整、固定零件的位置，如车床尾架、卡盘爪的螺旋等。（4）测量螺旋。主要用于测量仪器，如千分尺用的螺旋等。螺旋机构分类滚动螺旋螺旋副间的摩擦性质滑动螺旋螺旋副间的摩擦为滑动摩擦，机器中常用，最多螺旋副间的摩擦为滚动摩擦，数控机床中常用。了解滑动螺旋

滑动螺旋常用的螺纹类型有矩形、梯形、锯齿形及三角形四种，其中矩形螺纹工艺性能较差，故应用较少；而梯形螺纹则应用很广，三角形螺纹主要用于联接。一般单线螺纹用于联接；双线、三线等螺纹多用于传动。（1）减速比大。螺杆转动一周，螺母只移动一个导程。（2）机构效益大。在主动件上施加一个不大的扭矩，就可在从动件上得到很大推力。（3）可以使机构具有自锁性。当螺旋升角不大于螺旋副中的当量摩擦角时机构具有自锁性。（4）结构简单、传动平稳、无噪音。滑动螺旋机构的特点

滑动螺旋由于摩擦力大，磨损大，效率低，寿命短等缺点，远不能满足现代机械传动的要求。滚动螺旋特点：应用：数控机床、汽车摩擦损失小，传动效率高、工作寿命长、灵敏度高启动扭矩接近于工作扭矩，运转非常稳定运动具有可逆性，不具有自锁性结构和制造较复杂，成本也较高

机器中齿轮机构、平面连杆机构、凸轮机构、棘轮机构和槽轮机构等都是基本的传动机构，因此也称为基本机构。单一的基本机构，都有一定的局限性，所以往往不能满足这样的要求。为了满足生产上的各种要求，常常将几个基本机构组合起来使用，就是所谓组合机构。一、机构的串联组合

将若干个单自由度的基本机构顺序连接，使每一个前置机构的输出运动作为后继机构的输入运动，这种组合方式称为机构的串联组合。

图4.20（a）所示是用于冲压机床上的自动送料机构。它由三个单自由度的基本机构即曲柄滑块机构I、摆动从动件移动凸轮机构Ⅱ和摇杆滑块机构Ⅲ串联而成。

拓展

机构的组合原理二、机构的并联组合

利用运动合成原理，将原动件的一个运动同时输入给几个并列的单自由度的基本机构，变换为另几个输出运动，再将这几个运动同时输入给具有几个自由度的基本机构，由它合成为一个输出运动，这种组合方式称为机构的并联组合。连杆齿轮机构的并联组合三、机构的复合组合

机构的组合方式兼有并联与串联的性质，故这种组合方式称为复合组合。

图示的凸轮连杆组合机构，由凸轮机构和双自由度五杆机构组合而成。凸轮与曲柄1固联在一起成为原构件。双自由度五杆机构的一个运动仍由原动构件直接输入，另一个为凸轮机构将原动件转动变换成杆4的移动，双自由度五杆机构通过转动运动与杆4移动合成，使杆件2、3上任一点（如铰接点C）获得所需的运动轨迹。该机构的组合框图如(b）图所示（a）