螺旋传动受力剖析(正式版)[资料]

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螺旋传动

螺旋传动

Fcr
480
1 0.00022
π
d12 4
(16-11)
(3)对于Q275当<40,优质碳素钢<60时,不必校核螺杆的
稳定性。
式中,E为螺杆材料弹性模量,钢E = 2.07×104(MPa); Ia为螺杆危险截面轴惯性矩;为螺杆长度系数,见表16-4; l为螺杆计算长度。
若上式计算不满足螺杆稳定条件,应适当增大螺杆小径。 除上述计算外,对于高精度的螺旋传动,应进行螺杆的刚度计 算;对于高速旋转的螺旋还应校核其临界转速。
传力螺旋:
螺旋传动的应用和分类
所谓传力螺旋是指以传递力为主螺旋传动。如图
16-1a的千斤顶、图16-1b的压力机。这种螺旋主要承 受很大的轴向力,一般为间歇工作,每次工作时间较 短,工作速度也不高,并具有自锁能力。
传导螺旋:
以传递运动为主,并要求有较高的传动精度,有 时也承受较大的轴向力的螺旋为传导螺旋。如图161c的金属切削机床的进给螺旋。传导螺旋常在较长的 时间内连续工作,工作速度较高。
旋副材料硬度,滚动螺旋的寿命Lh(h)为
Lh

10 6 60n

Ca KFKH
Fa
3
(16-13)
式中,KF为载荷系数,见表16-6;KH为硬度影响系
数,见表16-7。
滚动螺旋传动
对于滚动螺旋的寿命要求可参照表16-8,基本额
定动载荷Ca值可参考有关手册或工厂样本。
2.滚动螺旋静载荷计算
滚动螺旋传动
16-4
滚动螺旋传动
2.结构类型及特点 根据螺纹滚道截面形状和滚动体在滚道中的循环
方式对滚动螺旋进行分类。 (1)螺纹滚道法向截面形状有矩形、单圆弧和双圆弧

螺旋副的受力分析和自锁条件

螺旋副的受力分析和自锁条件
作力多边形可得:
Fn ψ
ψ -ρ
F’
F=Fatg(ψ-ρ )
拧松螺纹的驱动力矩:
ρ
v ψ
F
Fa
d2 d2 T F Fa tg ( ) 2 2
二 . 螺旋副的受力分析
T d2
2
Fatg( )
若螺纹升角ψ >摩擦角ρ ,则T为正值,其方 向与螺杆运动方向相反,是阻力; 若螺纹升角ψ ≤摩擦角ρ ,则T为负值,方向 F 相反,其方向与预先假定的方向相反,而与螺 杆运动方向相同,成为放松螺杆所需外加的驱 动力矩。 T 思考:当ψ≤ρ时,若没有力矩T,螺杆在Fa的 作用下会运动吗?
FR Fa
ψ+ρ
滑块在F、FR 、Fa三力作用下处于平衡状态
∠FRFa = Fn +F’
ψ +ρ
Fn ψ v ρ F’ ψ π d2 Fa FR
F
FR + Fa +F =0
作力多边形:
F=Fatg(ψ+ρ )
d2 d 2 T F Fatg( ) 2 2
Fa
F
A
展开中径d2 圆柱面得一斜面.
螺旋副在轴向载荷Fa作用 下的相对运动,可以看作 是水平力F推动滑块(重物) 沿斜面作上下运动
F
T
T F
d2
2
d2

Fa
二 . 螺旋副的受力分析
Fa:轴向载荷 Fn:法向反力 f :摩擦系数 F:水平推力 F’:摩擦力= f Fn FR :总反力
FR v Fn v
拧紧螺纹的驱动力矩:
F
S
二 . 螺旋副的受力分析
3、当螺纹拧松(滑块下滑)时: Fa --- 为驱动力, F 成为阻力,摩擦力F’ 沿斜面朝上。 滑块在F、FR 、Fa三力作用下处于平衡状态 ∠FRFa = ψ-ρ FR = Fn +F’ 列出力平衡方程:

第3章-螺旋传动

第3章-螺旋传动
效率高,生热小,热变形小,螺杆尺寸稳定,调整预紧后可无间隙传动, 能实现微量进给,最小进给量可达到0.1μ m。
3)具有传动的可逆性,不能自锁。
既可以螺杆的转动转化为螺母的直线运动,也可以螺母的直线运动转化为 螺杆的转动,因此在螺杆垂直工作的场合需要增加制动装置
4)制造工艺复杂,成本高。 5)寿命长,维护简单。
第 3 章 螺 旋 传 动
(7)温度误差 l t l w t 提高精度的方法
规定合理的制造精度;采取某些结构措施
如螺距误差校正装置
也可用来校正温度误差
3.2
滑动螺旋传动
• 3.2.5 消除螺旋传动空回的方法 • 空回——当螺旋机构中存在间隙,若螺杆的转动方向改变时,
螺母不能立即产生反向运动,只有当螺杆转动某一角度后才能 使螺母开始反向运动,这种现象称为空回。
1-螺杆 2-活动螺母 3-机架
3.2
滑动螺旋传动
3.2.3滑动螺旋传动的计算
滑动螺旋传动的主要失效形式:
第 3 滑动螺旋传动的计算内容 章 • 1.耐磨性计算(限制螺纹工作表面的压力) 螺 FP (3-3) p a [ p] 旋 d 2 hH 传 Fa P 动 (3-4)
d2
螺纹磨损,螺杆变形,螺杆或螺纹牙的断裂。
滑动螺旋传动
7.影响螺旋传动精度的因素及提高传动精度措施
(1)螺纹参数误差 第 3 (2) 螺距误差 章 单个螺距误差:螺纹全长上,任意单个实际螺距对基本螺距 螺 • 的偏差的最大代数差。 旋 螺距累积误差:规定的螺纹长度内,任意两同侧螺纹面间实 传 • 际距离对公称尺寸的偏差的最大代数差。与螺纹的长度有关。 动
1. 传动形式的选择
第 3 章 2. 螺纹类型的确定 螺 旋 传 动

螺旋传动介绍

螺旋传动介绍
π Db 2 Z
b
6Fl
滑动螺旋传动
16-3
滑动螺旋传动
b 0.75P ,P为螺距;l为弯曲力臂,P为螺距;l为弯曲力 螺纹, D D2 l [ ] 为许用切应力(MPa),见表 臂, 2 ,D2为螺纹中径; 16-3;[ b ] 为许用弯曲应力(MPa),见表16-3.。
3.螺杆的强度计算 螺杆工作时承受轴向拉力(或压力)F和转矩T的联合作 用,根据第四强度理论求出其危险截面的当量应力,强度条件 为 v 2 3 2
4F π d 2 1
2
T 3 0.2d 3 1

2
≤[ ]
(16-7)
螺旋传动介绍
第一节 螺旋传动的应用和分类
第二节 滑动螺旋传动
第三节滚动螺旋传动
第一节 螺旋传动的应用和分类
螺旋传动的应用和分类
学习要求:
对螺旋传动的类型及应用有一个概括的了解。
螺旋传动是利用螺纹副来传递运动和动力的,其
主要功能是将回转运动变为直线运动,同时传递动 力。 螺旋传动按其用途可以分为以下三类: ⒈ 传力螺旋 ⒉ 导螺旋传 ⒊ 调整螺旋
4.受压螺杆的稳定性计算 对于长径比大的受压螺杆,当轴向压力超过某一临界值 时,螺杆就会突然发生侧向弯曲而失稳,故需验算其稳定性, 螺杆稳定性条件为
S sc
Fcr F ≥Ss
(16-8)
式中,Scs为螺杆稳定性计算安全因数;Ss为螺杆稳定性安 全因数,Ss = 2.5~4;F为作用于螺杆上的轴向载荷;Fcr为螺
A π d 2 hZ π d 2 hH
滑动螺旋传动
16-2
滑动螺旋传动
式中,A为螺纹的承压面积;F为作用于螺杆的轴向力;d2 为螺纹的中径;P为螺距;h为螺纹的工作高度;Z为旋合圈 数, Z H / P ;H为螺母高度;[p]为许用压力,见表16-2。 式(16-1)用于校核计算。为了导出设计计算式,令 = H /d2, 代入式(16-1),整理后可得:

螺旋传动

螺旋传动

三、滑动螺旋传动的设计
1、传动型式的选择 根据螺旋传动的型式和特点,结合具体情况选择。 2、螺纹类型的确定 示数螺纹多采用三角形螺纹,传力螺旋传动多采用 梯形螺纹。 3、螺旋副材料的确定 耐磨性好,易于加工。 4、主要参数的确定 螺杆直径和长度、螺距、螺旋线头数、螺母高度。 5、螺纹公差的确定 6、螺旋副零件与滑板联接结构的确定 主要有刚性、弹性和活动联接结构。
螺旋传动按其螺旋副的摩擦性质不同,又可分为: 滑动螺旋 滚动螺旋 静压螺旋 特点: 滑动螺旋:结构简单,便于制造,易于自锁,摩擦阻 力大,传动效率低,磨损快,传动精度低。 滚动螺旋和静压螺旋:摩擦阻力小,传动效率高,结 构复杂,特别是静压螺旋还需要供油系统。只有在高精度 、高效率的重要传动中才宜采用。
二、滑动螺旋传动的计算
滑动螺旋传动的特点: 1、滑动螺旋传动的特点:
降速传动比大 具有增力作用 能自锁 效率低、磨损快
应用实例: 2、应用实例:
滑动螺旋传动的计算: 3、滑动螺旋传动的计算:
计算内容: 由于滑动螺旋传动的失效形式主要为螺纹磨损、螺杆 变形、螺纹牙断裂等,因此计算包括:耐磨性、刚度、稳定 性、强度,以及驱动力矩、传动效率和自锁等的计算。
第十章
螺旋传动
本章内容 1、螺旋传动的工作原理和主要类型 2、滑动螺旋传动的计算 3、滑动螺旋传动的设计 4、滚珠螺旋传动的特点、结构和主要类型 滚珠螺旋传动的特点、 5、静压螺旋传动简介
一、螺旋传动的工作原理 和主要类型
1、螺旋传动的工作原理: 螺旋传动是利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动要求。 它主要用于将回转运动转变为直线运动,同时传递运动和动力。
2)滚珠循环方式 分内循环和外循环。
3)消除轴向间隙的调整预紧方法 垫片调隙、螺纹调隙、齿差调隙。

机械设计基础-5.9螺旋传动

机械设计基础-5.9螺旋传动

第九节 螺旋传动一、螺旋传动的类型和应用螺旋传动是用螺杆和螺母传递运动和动力的机械传动,主要用于把旋转运动转换成直线运动,将转矩转换成推力。

按相对运动关系,螺旋传动常用的运动形式有以下三种:1、螺杆原位转动、螺母移动,多用于机床进给机构;2、螺母固定、螺杆转动和移动,多用于螺旋压力机构中;3、螺母原位转动、螺杆移动,用于升降装置。

图a 螺杆转动,螺母移动 图b 螺母固定,螺杆转、移动 图c 螺母转动,螺杆移动按用途不同分为⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧→冰箱的地脚螺旋。

:电之间的相对位置。

例如—用于调整并固定零件—调整螺旋:。

千斤顶、螺旋压力机等得大的轴向力。

例如:,获用螺旋斜面的增力原理—主要以增力为主,利—传力螺旋:作台等进给机构。

刀架、工的直线运动。

例如:机床度,回转的运动精通常要求具有较高—主要用来传递运动,—传导螺旋:1、传动螺旋它以传递动力为主,要求用较小的转矩产生较大的轴向推力。

一般为间歇工作,工作速度不高,而且通常要求自锁,如千斤顶(图c),搬动手柄对螺杆加一个转矩,则螺杆旋转并产生很大轴向力推力以举起重物。

左右螺旋提升机构也是一个主要的应用。

2、传导螺旋它以传递运动为主,常要求具有高的运动精度。

一般在较长时间内连续工作,工作速度也较高。

例如用于机床进给机构的传导螺旋,螺杆旋转,推动螺母连同滑板和刀架作直线运动。

机床进给螺旋 带传动用调整螺旋 3、调整螺旋它用以调整并固定零件或部件之间的相对位置。

一般不在工作载荷作用下转动,要求能自锁,有时也要求有很高的精度。

例如用于带传动张紧的调整螺旋。

在调整带的张紧力时,先松开螺栓,旋转调整螺旋,把滑轨上的电动机推到所需的位置,然后再将螺栓拧紧。

按摩擦性质不同分⎪⎩⎪⎨⎧↑↑↓。

润滑。

的高压油实现液体静压静压螺旋:靠外界输入便。

,但结构复杂,加工不滚动螺旋:,但摩擦大加工方便,利于自。

锁滑动螺旋:结构简单,ηηη滑动螺旋 滑动螺旋结构简单,便于制造,易于自锁,应用范围较广。

第2章 螺旋传动

第2章   螺旋传动

三角形螺纹各部分名称
2.1.4 螺纹的代号与标记
1.普通螺纹 螺纹代号由特征代号和尺寸代号组成。粗牙普通螺纹用字母M与公称直 径表示;细牙普通螺纹用字母M与公称直径×螺距表示。当螺纹为左旋时, 在代号之后加“左”字。 【例5.1】M40——表示公称直径为40毫米的粗牙普通螺纹。 螺纹完整的标记是由螺纹代号、螺纹公差带代号和螺纹旋合长度代号组 成。 螺纹公差带代号,包括中径公差带代号与顶径公差带代号。公差带代号 是由表示其公差等级数字和表示公差带位置的字母所组成。标准规定内螺 纹有G、H两种基本偏差代号,外螺纹规定了g、h、e、f四种。如6H、6g 等“6”为公差等级数字,“H”或“g”为基本偏差代号。 公差带代号标注在螺纹代号之后,中间用“—”分开。如果螺纹的中径 公差带代号与顶径公差带代号不同,则分别标注,前者表示中径公差带, 后者表示顶径公差带;如果中径与顶径公差带代号相同,则只要标注一个 代号即可。
梯形螺纹
传 动 螺 纹
锯齿形螺纹
矩形螺纹
2.1.3
普通螺纹的主要参数
普通螺纹主要参数有8个,即大径、小径、中径、螺距、线数、导程、 牙型角和螺纹升角。对标准螺纹来说,只要知道大径、线数、螺距和牙型 角就可以了,而其他参数,可通过计算或查表得出。 1.大径(D,d) 大径是指与外螺纹牙顶(或内螺纹牙底)相重合的假想圆柱面的直径。 内螺纹用D表示,外螺纹用d表示,标准中将螺纹大径的基本尺寸定为公称 直径,是代表螺纹尺寸的直径。 2.小径(D1,d1) 小径是指与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱面的直径。内螺 纹用D1表示,外螺纹用d1表示。 3.中径(D2,d2) 中径是一个假想圆柱的直径。该圆柱的母线通过牙型上沟槽和凸起宽度 相等的地方,假想圆柱称为中径圆柱。内螺纹用D2表示,外螺纹用d2表示。 4.螺距(P) 螺距是相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。用P表示。 5.线数(z) 线数是指一个螺纹零件的螺旋线数目。用z表示。

机械设计-——螺旋传动

机械设计-——螺旋传动
T1=F tg(ψ+ρ′) d2 /2
结构简单, 传动平稳, 噪音低 磨损
2、滑动螺旋的结构和材料
滑动螺旋的结构
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。 螺母结构: 整体螺母 组合螺母 剖分螺母
固定螺钉 调整螺钉
A WT
3)螺母的螺纹牙强度计算
螺纹牙根部危险剖面α -α的 变曲强度条件为:
b
M W
6Fal
Db2u
[ ]b
剖面α -α的剪切强度条件为:
Fa [ ] uDb
第3章 联接
第3章 联接
4)螺母外径与凸缘的强度计算
5)螺杆的稳定性计算
螺杆相当于细杆,螺杆所承受的轴向压力Fa小于其临界
压力Fc
按用途分三类: 传力螺旋——举重器、千斤顶、加压螺旋 传导螺旋——机床进给丝杠—传递运动和动力 调整螺旋——机床、仪器及测试装置中的微调螺旋。
3种螺旋
第3章 联接
按摩擦副的性质分:
滑动螺旋——构造简单、传动比大,承载能力高,加工方便、传动
平稳、工作可靠、易于自锁
滚动螺旋——滚动螺旋传动是在具有圆弧形螺旋槽的螺杆和螺母之间连
续装填若干滚动体(多用钢球),当传动工作时,滚动体 沿螺纹滚道滚动并形成循环。按循环方式有:内循环、外 循环两种
第3章 联接
静压螺旋——液体摩擦,靠外部液压系统提高压力油,压力油进入螺杆与 螺母螺纹间的油缸,促使螺杆、螺母、螺纹牙间产生压力油 膜而分隔开
3) 特点: 降速比大 可具自锁性 可获得很大的轴向力
Sca
FC Fa
S
S——螺杆稳定安全系数 ① 传导螺旋S =2.5~4.0; ② 传力螺旋 S =3.5~5.0; ③ 精密螺杆或水平螺杆 S>4
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