机械基础 第3版 课件 第九章　螺旋传动

第九章螺旋传动第一节普通螺旋传动【学习目标】1．了解普通螺旋传动的类型及应用实例。2．了解普通螺旋传动的特点。3．掌握普通螺旋传动移动距离及移动速度的计算方法。螺旋副:组成运动副的两构件只能沿轴线作相对螺旋运动的运动副，普通螺旋副是以面接触的低副，其运动属于构件空间运动形式。螺旋传动是利用螺旋副来传递运动和（或）动力的一种机械传动，可以方便地把主动件的回转运动转变成从动件的直线运动。常用螺旋传动有普通螺旋传动、差动螺旋传动、滚珠螺旋传动等一、普通螺旋传动的类型二、普通螺旋传动的特点（1）结构简单，工作连续，传动平稳、无噪声。（2）承载能力大，传动精度高。（3）摩擦损失大，传动效率低。不过滚动螺旋传动的应用，已使螺旋传动摩擦损失大、效率低的缺点得到很大改善三、普通螺旋传动直线运动方向判定普通螺旋传动直线运动方向不仅与螺纹的回转方向有关，还与螺纹的旋向有关，通常采用左右手法则进行判断（1）右旋螺纹用右手，左旋螺纹用左手。手握空拳，四指指向与螺杆（螺母）回转方向相同，大拇指竖直。（2）若螺杆（或螺母）固定不动，螺母（或螺杆）回转并作直线移动，则大拇指指向即为螺母（或螺杆）直线移动方向

（3）若螺杆（或螺母）回转，螺母（或螺杆）作直线移动，则大拇指指向与螺母（或螺杆）直线移动方向相反

车床床鞍直线移动四、普通螺旋传动移动距离的计算1．直线移动距离移动距离等于回转圈数与螺纹导程的乘积，用公式表示为

L=NPh式中：

L—螺杆（或螺母）直线移动距离，mmN—回转圈数

Ph—螺纹导程，mm2．直线移动速度螺杆（或螺母）直线移动速度计算公式为

v=nPh式中：v—螺杆（或螺母）直线移动的速度mm/min；n—回转件的转速，r/min；Ph—螺纹导程，mm例7-1如图7-14所示车床刀架进给结构，1为螺母，2为丝杠，3为机架，问：（1）若丝杠回转5圈，车刀移动距离为多少？（2）若丝杠转速为0.5r/min，车刀移动速度为多少？（3）若丝杠回转方向向下，车刀移动方向如何？解（1）导程Ph=12mm，丝杠回转5圈，螺母（车刀）移动距离为：L=NPh=5×12=60（mm）（2）车刀（螺母）移动速度为：v=nPh=0.5×12=6（mm/min）（3）用右手法则判别（四指与丝杠回转方向一致，大拇指指向与螺母移动方向相反），螺母（车刀）向左移动。摩擦式螺旋压力机摩擦式压力机，由摩擦轮机构与螺旋传动机构组合而成，当摩擦轮在电机带动下向下回转，左侧摩擦轮与螺杆上摩擦盘接触，螺杆（右旋）回转方向向左，并向下运动，转速越来越快，锤头加速向下运动；当右边摩擦轮与螺杆上摩擦盘接触，螺杆回转方向向右并向上抬起，转速越来越慢，锤头上升速度也随之减小

摩擦式螺旋压力机摩擦轮传动是利用两轮直接接触所产生的摩擦力来传递运动和动力的一种机械传动，结构简单、噪声小、效率低，主要用于高速、近距离传动。当两轮不打滑时，两轮接触点处的线速度相等，即n1r1=n2r2，n2=

n1，由于摩擦盘半径r2固定不变，当摩擦盘2与摩擦轮1接触半径r1变大时，n2增大，反之n2减小。思考与练习1．什么是螺旋传动？螺旋传动有何特点？2．常见普通螺旋传动有哪几种应用形式？生产中有哪些应用实例？3．普通螺旋移动方向如何判别？4．如图所示螺旋传动，螺距为5mm，双头，若螺杆回转6圈，问螺杆移动距离为多少？第九章螺旋传动第五节差动螺旋传动【学习目标】1．理解差动螺旋传动原理。2．会判定差动螺旋传动螺杆与活动螺母移动方向。3．会进行差动螺旋传动相关计算。由两个螺旋副组成的使活动的螺母与螺杆产生差动（即不一致）的螺旋传动称为差动螺旋转动

一、差动螺旋传动原理1．差动螺旋传动组成差动螺旋传动由固定螺母3、活动螺母2及螺杆1组成。固定螺母3与机架连成一体固定不动；活动螺母2不能回转，只能沿机架的导槽内移动；螺杆1上有两段螺纹分别与固定螺母3和活动螺母2组成两个螺旋副

2．差动螺旋传动原理若固定螺母与活动螺母的旋向同为右旋，螺杆如图示方向回转，螺杆相对于机架向左移动。活动螺母相对于螺杆向右移动，活动螺母相对机架实现差动移动。当螺杆回转一转，螺杆相对于机架向左移动一个固定螺母导程，活动螺母相对于螺杆向右移动一个活动螺母导程，活动螺母的实际移动距离（相对于机架的移动距离）为两段螺纹导程之差如果机架上固定螺母螺纹旋向仍为右旋，活动螺母的螺纹旋向为左旋，如图示方向回转螺杆，螺杆相对于机架向左移动，活动螺母相对于螺杆也向左移动，活动螺母相对于机架实现快速移动。螺杆回转一转，活动螺母实际移动距离（相对于机架）为两段螺纹导程之和二、差动螺旋传动移动距离和方向的确定1．螺杆上两段螺纹旋向相同（1）活动螺母实际移动距离当螺杆上两段螺纹旋向相同，螺杆相对于机架的移动方向与活动螺母相对于螺杆的移动方向相反，活动螺母实际移动距离减小L=N（Ph1－Ph2）

L—活动螺母实际移动距离（相对于机架），mm；N—螺杆的回转圈数；Ph1—机架上固定螺母导程，mm；Ph2—活动螺母导程，mm。（2）活动螺母实际移动方向当机架上固定螺母导程大于活动螺母导程，活动螺母实际移动方向与螺杆移动方向相同；当机架上固定螺母导程小于活动螺母导程，活动螺母实际移动方向与螺杆移动方向相反；当两段螺纹导程相同，活动螺母相对于机架静止不动判断活动螺母实际移动方向之前应首先判断螺杆移动方向，若计算结果为正，则活动螺母实际移动方向与螺杆移动方向一致；计算结果为负，则活动螺母实际移动方向与螺杆移动方向相反；计算结果为零，则活动螺母相对于机架静止不动

2．螺杆上两段螺纹旋向相反（1）活动螺母实际移动距离

当螺杆上两段螺纹旋向相反，螺杆相对于机架的移动方向与活动螺母相对于螺杆的移动方向一致，活动螺母实际移动距离增大，计算公式为L=N（Ph1＋Ph2）

L—活动螺母实际移动距离（相对于机架），mm；N—螺杆的回转圈数；Ph1—机架上固定螺母导程，mm；Ph2—活动螺母导程，mm。提示：螺杆上两段螺纹旋向相反的差动螺旋传动又称为复式螺旋传动，常用于快速夹紧的夹具及锁紧装置中，如钢索的拉紧装置及螺旋式夹具等。（2）活动螺母实际移动方向

螺杆上两段螺纹旋向相反，活动螺母实际移动方向始终与螺杆移动方向一致，只需判别螺杆移动方向即可，公式7-5中计算结果也始终为正值例题7-2如图7-16所示，固定螺母导程Ph1为1mm，活动螺母导程Ph2为1.5mm，螺杆上两段螺纹旋向均为左旋，若螺杆回转2转，问:1）活动螺母相对于螺杆移动距离为多少？相对于螺杆移动方向如何？2）活动螺母实际移动距离为多少？实际移动方向如何？解:1）活动螺母相对于螺杆移动距离L=NPh2=2×1.5=3mm活动螺母相对于螺杆移动方向用左手法则判定向左。2）因为两段螺纹旋向相同，活动螺母实际移动距离（相对于机架）L=N（Ph1－Ph2）=2（1－1.5）=-1mm三、差动螺旋传动的应用差动螺旋传动可以产生极小的位移，而其螺纹导程不需要很小，加工较容易，所以差动螺旋传动常用于测微器、分度机构、机床刀具微调机构及精密切削机床、仪器和工具中

1．微调镗刀机构如图7-17所示，微调镗刀由刀杆2、刀套3、螺杆1和镗刀4组成。刀套3固定在刀杆2上；镗刀4只能移动不能转动；螺杆1上有两段螺纹，Ⅰ部分螺纹与刀套3组成螺旋副，Ⅱ部分螺纹与镗刀4组成螺旋副

2．差动螺旋微调机构差动螺旋微调机构，由机架1、螺杆3、手轮4、移动螺杆2组成。移动螺杆2只能移动不能回转；螺杆3与手轮4固定连接在一起，螺杆3的外螺纹与机架组成螺旋副，内螺纹与移动螺杆2组成螺旋副。手轮回转φ(rad)，则移动螺杆的实际移动距离为L=（Ph1－Ph2）例7-3如图7-18所示，Ph1=4mm，Ph2=3.5mm，螺杆3两段螺纹均为右旋，若手轮图示方向转过90°，问移动螺杆2相对于螺杆3移动距离为多少？移动螺杆2相对于机架的实际移动距离为多少？解:1）移动螺杆2相对于螺杆3的移动属于普通螺旋传动，移动距离为：L=Ph2=×3.5=0.875mm2）移动螺杆2相对于机架的实际移动距离为：L=（Ph1－Ph2）=×（4－3.5）=0.125mm滚动螺旋传动

滚动螺旋传动由滚珠、螺母、滚珠丝杆及滚珠循环装置组成滚珠螺旋传动的摩擦阻力小，传动效率高，磨损小，动作灵敏，精度易保持。但结构复杂，成本高，不能自锁。目前主要用于精密传动的数控机床以及自动控制装置

思考与练习1．什么是差动螺旋传动？差动螺旋传动有何特点？2．差动螺旋传动活动螺母实际移动方向和移动距离如何确定？3．如图7-1