机械设计基础第12章螺旋传动

机械设计基础第12章螺旋传动1螺旋传动概述螺旋传动的工作原理螺旋传动的类型与结构螺旋传动的参数设计与计算螺旋传动的材料、制造与热处理螺旋传动的润滑与密封螺旋传动在机械设计中的应用实例contents目录201螺旋传动概述3螺旋传动是利用螺旋副传递运动和动力的一种机械传动方式。定义根据螺旋副的摩擦性质，螺旋传动可分为滑动螺旋传动、滚动螺旋传动和静压螺旋传动三种类型。分类定义与分类4优点结构简单，制造方便，易于自锁。传动平稳，噪声小，工作可靠。螺旋传动的特点5能实现大传动比和远距离传动。螺旋传动的特点6缺点传动效率低，一般为30%～60%。磨损后间隙难以调整，影响传动精度。需要较大的安装空间。01020304螺旋传动的特点701应用领域：螺旋传动广泛应用于机床、汽车、工程机械、农业机械等领域。02应用实例03机床中的进给机构、夹紧机构等。04汽车中的转向机构、制动机构等。05工程机械中的升降机构、变幅机构等。06农业机械中的播种机、收割机等。螺旋传动的应用802螺旋传动的工作原理9垂直于螺旋线切线方向的力，使螺旋产生轴向位移。螺旋副的法向力螺旋副的切向力螺旋副的径向力沿螺旋线切线方向的力，使螺旋产生旋转运动。指向螺旋轴心的力，对螺旋传动稳定性产生影响。030201螺旋副的受力分析10当主动件匀速转动时，从动件沿螺旋线作匀速直线运动。直线运动当主动件变速转动时，从动件沿螺旋线作变速直线运动。变速运动当主动件固定不动时，从动件绕螺旋轴作旋转运动。旋转运动螺旋传动的运动分析11

螺旋传动的效率计算滑动摩擦效率考虑螺旋副间滑动摩擦时的效率，与摩擦系数、法向力和切向力有关。滚动摩擦效率考虑螺旋副间滚动摩擦时的效率，与滚动体的形状、大小和数量有关。总效率综合考虑滑动摩擦和滚动摩擦时的效率，是评价螺旋传动性能的重要指标。1203螺旋传动的类型与结构13010204普通螺旋传动螺母固定不动，螺杆回转并作直线运动螺杆固定不动，螺母回转并作直线运动螺杆回转，螺母作直线运动螺母回转，螺杆作直线运动0314差动螺旋传动01活动螺母与螺杆产生轴向移动02活动螺母与螺杆不产生轴向移动两个螺母中，一个固定不动，另一个产生轴向移动0315内循环和外循环滚珠循环方式内滚道式、外滚道式、端盖式滚珠丝杠副的结构摩擦系数小、传动效率高、使用寿命长、刚度高、定位精度高、可逆性、同步性、高灵敏度、低噪音、高速化、低温升热变形小滚珠丝杠副的特点滚珠螺旋传动1604螺旋传动的参数设计与计算17根据应用需求，选择合适的螺旋类型，如矩形、梯形或锯齿形等。螺旋类型选择螺旋角是影响传动效率和自锁性的重要参数，需根据实际需求合理选择。螺旋角选择螺距和导程决定了螺旋传动的速度和扭矩，需根据设计要求进行选择。螺距和导程螺旋传动的参数选择18考虑螺旋副的受力情况，进行弯曲强度、剪切强度和接触强度等方面的计算。螺旋副的强度计算针对螺旋轴的受力情况，进行弯曲、扭转和疲劳等方面的强度计算。螺旋轴的强度计算确保轴承和支座能够承受螺旋传动产生的力和矩。轴承和支座的强度计算螺旋传动的强度计算19螺旋轴的刚度计算考虑螺旋轴在受力时的弯曲和扭转变形，计算其刚度。螺旋副的刚度计算分析螺旋副在受力时的变形情况，计算其刚度。系统的刚度计算综合考虑螺旋副、螺旋轴、轴承和支座等部件的刚度，对系统进行整体刚度评估。螺旋传动的刚度计算2005螺旋传动的材料、制造与热处理21碳钢具有较高的强度和硬度，适用于一般传动螺旋。合金钢具有更高的强度和耐磨性，适用于重载或高速传动螺旋。不锈钢具有优良的耐腐蚀性和美观性，适用于特殊环境或食品、医疗等行业的螺旋传动。螺旋传动的材料选择2203切削加工适用于高精度或特殊要求的螺旋传动件，可通过车削、铣削、磨削等工艺达到精确的尺寸和形状。01铸造适用于大型或复杂形状的螺旋传动件，可降低成本和缩短生产周期。02锻造适用于中小型或承受重载的螺旋传动件，可提高材料的致密度和力学性能。螺旋传动的制造工艺23提高螺旋传动件的硬度和耐磨性，适用于碳钢和合金钢材料。淬火消除淬火应力，提高韧性和塑性，适用于承受冲击或振动的螺旋传动件。回火如渗碳、渗氮、喷涂等，可进一步提高螺旋传动件的表面硬度和耐腐蚀性。表面处理螺旋传动的热处理2406螺旋传动的润滑与密封25油脂润滑滴油润滑油浴润滑喷油润滑螺旋传动的润滑方式使用润滑脂进行润滑，适用于低速、轻载和间歇工作的螺旋传动。将螺旋副部分浸入油池中，通过油的循环进行润滑，适用于高速、重载的螺旋传动。通过油杯或油壶定期向螺旋副滴油，适用于中速、中载的螺旋传动。通过喷油装置将润滑油喷向螺旋副，适用于高速、重载和需要强制冷却的螺旋传动。26非接触式密封采用间隙密封或迷宫密封等不与螺旋轴接触的密封方式，减少摩擦和磨损，适用于高速、高温的螺旋传动。组合式密封将接触式密封和非接触式密封组合使用，提高密封效果，适用于恶劣工作条件下的螺旋传动。接触式密封采用橡胶密封圈或金属密封片等与螺旋轴紧密接触，防止润滑油泄漏和灰尘进入。螺旋传动的密封方式27定期检查螺旋副的磨损情况，及时更换磨损严重的零件。定期向螺旋副添加或更换润滑油，保证良好的润滑效果。螺旋传动的维护与保养保持螺旋传动的清洁，定期清除灰尘和杂物。对于长期不使用的螺旋传动，应采取防锈措施并定期进行检查和维护。2807螺旋传动在机械设计中的应用实例29螺旋传动的特点在机床进给机构中，螺旋传动具有传动平稳、精度高、结构紧凑等优点。通过调整螺旋的导程和转速，可以实现进给量的精确控制。螺旋传动的应用在车床、铣床、磨床等各类机床中，螺旋传动被广泛应用于进给机构。例如，在车床中，通过螺旋传动实现刀架的横向和纵向进给；在铣床中，通过螺旋传动实现工作台的移动等。螺旋传动的优势相比其他传动方式，如齿轮传动、链传动等，螺旋传动在机床进给机构中具有更高的传动精度和稳定性，能够满足高精度加工的需求。实例一：机床进给机构中的螺旋传动30螺旋传动的特点在汽车转向器中，螺旋传动具有结构紧凑、传动效率高、可靠性好等优点。通过调整螺旋的导程和转速，可以实现汽车转向的灵活性和稳定性。螺旋传动的应用汽车转向器是汽车的重要部件之一，用于控制汽车的行驶方向。其中，螺旋传动被广泛应用于转向器的传动机构中。例如，在齿轮齿条式转向器中，通过螺旋传动实现齿条的移动，从而控制车轮的转向角度。螺旋传动的优势相比其他传动方式，如皮带传动、链条传动等，螺旋传动在汽车转向器中具有更高的传动效率和可靠性，能够满足汽车高速行驶和复杂路况下的转向需求。实例二：汽车转向器中的螺旋传动31在升降机中，螺旋传动具有结构紧凑、承载能力强、运行平稳等优点。通过调整螺旋的导程和转速，可以实现升降机的升降速度和高度控制。升降机是一种用于垂直运输人或货物的设备。其中，螺旋传动被广泛应用于升降机的驱动机构中。例如，在液压升降机中，通过螺旋传动实现液压缸的活塞移动，从而控制升