螺旋传动
螺旋传动螺旋传动(共17张PPT)优秀
d2 → (螺纹规范) d、P
验算： u H 10 P
不满足，增大螺距。
有自锁性要求的螺旋传动，应校核自锁条件：
v
v arctcanofsarctafvn 第十三页，共17页。
三、滑动螺旋传动的设计计算
2．螺杆的强度计算
§5-9 螺旋传动
螺旋传动3
对于受力比较大的螺杆，需根据第四 强度实际求出危险截面的计算应力：
ca232d 41 2
F2（ 34T)2[]
d1
式中，F为螺杆所受的轴向压力〔或拉力〕， T 为螺杆所受的扭矩，
TFtan(v） d22
第十四页，共17页。
三、滑动螺旋传动的设计计算
3．螺母螺牙的强度计算 螺牙上的平均压力为：F/u
其危险截面 a – a 的剪切强度 条件和弯曲强度条件分别为：
F [] Dbu
螺杆转动，螺母挪动 常见运动方式 螺母固定，螺杆转动并挪动
差动螺旋传动
按用途分类
传力螺旋 传导螺旋 调整螺旋
第五页，共17页。
螺旋传动1
一、螺旋传动的类型和运用
§5-9 螺旋传动
螺杆 螺旋副 ——传送运动和动力传动，回转运动→直线运动 螺母
螺杆转动，螺母挪动 常见运动方式 螺母固定，螺杆转动并挪动
螺杆转动，螺母挪动 常见运动方式 螺母固定，螺杆转动并挪动
差动螺旋传动
第二页，共17页。
螺旋传动1
一、螺旋传动的类型和运用
§5-9 螺旋传动
螺杆 螺旋副 ——传送运动和动力传动，回转运动→直线运动 螺母
螺杆转动，螺母挪动 常见运动方式 螺母固定，螺杆转动并挪动
差动螺旋传动
第三页，共17页。
螺旋传动1
一、螺旋传动的类型和运用
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
普通螺旋传动课件
滚动螺旋传动的结构较复杂，制造难度较大 。
静压螺旋传动
01
02
03
04
传动精度高
静压螺旋传动的螺母和丝杠之 间采用液体静压力平衡间隙，
因此传动精度较高。
耐磨性好
由于液体静压力平衡间隙，摩 擦小，因此耐磨性好。
传动效率高
静压螺旋传动由于摩擦损失较 小，因此传动效率较高。
结构复杂，成本高
可靠性保证的措施
选用高可靠性的零部件
01
选用高可靠性、高质量的零部件，确保各部件的可靠性和稳定
性。
进行严格的可靠性测试
02
在产品开发阶段进行全面的可靠性测试，包括环境适应性测试
、振动测试、冲击测试等，确保产品的可靠性。
实施可靠性工程技术
03
通过可靠性工程技术，对产品进行可靠性分析、评估和优化，
确保产品的可靠性。
螺旋传动主要用于传递运动和动力， 如旋转运动转换为直线运动、调整机 械位置、测量和控制位置等。
CHAPTER 02
螺旋传动的分类与特点
滑动螺旋传动
结构简单，制造容易
滑动螺旋传动主要由螺母和丝 杠组成，结构简单，制造容易
。
传动精度低
由于滑动螺旋传动的螺母和丝 杠之间存在间隙，因此传动精 度较低。
耐磨性差
3. 压力调整：静压螺旋 传动的液压压力应适当 调整，以适应不同的工 况需求。压力调整可通 过溢流阀、减压阀等液 压系统元件实现。压力 调整值应根据试验数据 进行优化。
间隙密封螺旋传动的设计
• 间隙密封螺旋传动是一种利用间隙实现密封的螺旋传动方式。其设计重点在于 确定适当的间隙大小和形状，以及选择合适的材料和加工工艺。
CHAPTER 04
螺旋传动
s＝(lA－lB)φ /(2π）
s＝(lA+lB)φ /(2π）
按照螺纹副的摩擦性质分类 滑动螺旋 滚动螺旋 静压螺旋
（a）滑动螺旋
滑动螺旋 滑动螺旋结构简单，易于制造，传力大，易于自 锁，所以应用最广泛，但其缺点是摩擦阻力大，传动 效率低（一般为30%~40%），磨损快，传动精度。
滚动螺旋传动 滚动螺旋传动具有传动效率高、启动力矩小、传 动灵敏平稳、工作寿命长等优点。 缺点是结构复杂，制造要求高，特别是长螺杆更 难保证热处理及磨削工艺质量，刚性和抗振性较差。 多用于高精度、高效率的机构，在机床、汽车、 航空、航天及武器等制造业中应用颇广。
ψ＜ρV
ψ —螺杆中径升角
arctan np / d 2
n—螺杆的头数； P—螺杆的螺距； ρV —螺杆的当量摩擦角；
V arctan v
μV —螺杆的当量摩擦系数
人生一定要努力，努力是人生的一种精神
状态。与其要求自己一定要成为一个什么样的
人物，获得什么样的成就，不如磨练自己做一
根据用途的螺旋传动分类
传力螺旋 传导螺旋 调整螺旋
FN T F T （c）进给机构
FN （a）千斤顶
（b）压力机
6.1.1 传力螺旋 它以传递动力为主，要求以较小的转矩产生较大 的轴向推力，用以克服工件阻力。这种传力螺旋主要 是承受很大的轴向力，一般为间歇性工作，每次的工 作时间较短，工作速度也不高，通常具有自锁能力。
6.3.4 螺杆的稳定性计算
螺杆失稳：
★长径比大的受压螺杆， ★所受的轴向力F大于某一临界值Fc 在过大压力作用下，细长螺杆突然发生侧向弯 曲的现象。
稳定性校核公式：
Fc Sc [S ] F
机械基础02-2.2螺旋传动的应用形式
第二节螺旋传动的应用形式一、螺旋传动的应用形式1.螺旋传动的定义：用内、外螺纹组成的螺旋副，传递运动和动力的传动装置。
2.螺旋传动的特点：螺旋传动可方便地将回转运动变为直线往复运动。
其结构简单，工作连续、平稳、承载能力大、传动精度高、磨损大、效率低。
3.常用的螺旋传动类型。
常用的螺旋活动类型有三种：普通螺旋传动、差动螺旋传动、滚珠螺旋传动。
(1)普通螺旋传动①定义：由螺杆和螺母组成的简单螺旋副。
②螺杆(或螺母)的移向判别方法：右手定则+左(右)手定则。
先用右手定则判别出螺纹的旋向(方法见前述)，再用左(右)手定则判断螺杆(螺母)的移向。
即伸出左手或右手(左旋用左手，右旋用右手)，弯曲四指方向与螺杆(或螺母)的旋转方向一致，则大拇指的指向(或大拇指指向的反方向)即为螺杆(或螺母)的移动方向。
注：应用形式中一、二两种情况，螺母或螺杆的移向与大拇指指向一致；三、四两种移向与大拇指指向相反。
应用此方法，移向、旋向及转向三向中只要知道任意两向，即可判断出第三向。
③螺母(或螺杆)的移动距离L=n·S=n·Z·P。
①定义：活动螺母与螺杆产生差动(即不一致)的螺旋传动机构。
②活动螺母的实际移动距离与移动方向：L＝n(Pa ±Pb)注计算公式中的“±”表示的含义是：当a、b两段螺旋旋向相同时取“-”，旋向相反时取“+”。
结果为“+”说明活动螺母的实际移动方向与a段螺旋中螺杆移动的方向相同；若为“-”则相反。
③差动螺旋传动的意义：可以产生极小位移，可方便地实现微量调节。
(3)滚珠螺旋传动①定义：螺纹面间的摩擦性质为滚动摩擦的传动装置。
它是一项新技术。
②组成：螺母、螺杆、滚珠、滚珠循环装置。
③传动特点：摩擦阻力小，传动效率高、运动稳定灵敏、结构复杂、成本高。
【教材全程导学】（课堂探析）例1 差动增速机构中，两段螺纹旋向应。
A．相反 B．相同 C．相同或相反 D．不能确定【思路分析】差动螺旋传动活动螺母的移距由公式：L＝N(Pha ±Phb)来求，同旋向取“－”，不同旋向取“＋”，则差动增速机构，旋向就相反。
机械基础第二章螺旋传动
序 准备知识
3）矩形螺纹
牙型角为0º ，适于作传动螺纹。
序 准备知识
4）锯齿型螺纹 两侧牙型角分别为3º 和30º 的一侧用来承受 ，3º 载荷,可得到较高效率；30º 一侧用来增加牙根强 度,适用于单向受载的传动螺纹。
三角形螺纹
（用于联接） ◇按牙形分
普通螺纹 管螺纹
粗牙
细牙 圆柱管螺纹
圆锥管螺纹
2
序 准备知识
1）三角形螺纹（普通螺 纹） 牙型角为60º，可 以分为粗牙和细牙，粗 牙用于一般联接；与粗 牙螺纹相比，细牙由于 在相同公称直径时，螺 距小，螺纹深度浅，导 程和升角也小，自锁性 能好，宜用于薄壁零件 和微调装置。
序 准备知识
2）梯形螺纹 牙型角为30º ，是应用最为广泛的传动螺纹。
v nP h
式中
v ──螺杆(或螺母)的移动速度，
mm/min； n ──转速，r/min。
三、差动螺旋传动
1．差动螺旋传动原理
2．差动螺旋传动的移动距离和方向的确定 （1） 螺杆上两螺纹旋向相同时，活动螺母移动距离减 小。当机架上固定螺母的导程大于活动螺母的导程时，活 动螺母移动方向与螺杆移动方向相同；当机架上固定螺母 的导程小于活动螺母的导程时，活动螺母移动方向与螺杆 移动方向相反；当两螺纹的导程相等时，活动螺母不动 （移动距离为零）。 （2） 螺杆上两螺纹旋向相反时，活动螺母移动距离增 大。活动螺母移动方向与螺杆移动方向相同。 （3） 在判定差动螺旋传动中活动螺母的移动方向时， 应先确定螺杆的移动方向。
二、普通螺旋传动 由构件螺杆和螺母组成的简单螺旋副实现的传动是普通螺 旋传动。 1．普通螺旋传动的应用形式 （1） 螺母固定不动，螺杆回转并作直线运动
11螺旋传动
1）径向调节法 a)是开槽螺母，拧紧锁紧螺钉即可使螺母产生径向收 缩，使螺母和螺杆的配合间隙减小。
b)所示为卡簧式螺母结构，其中主螺母1开有三个纵 向槽，拧紧副螺母2使具有锥形头的开槽螺母1产生径向收 缩，以减小螺纹间隙。
c)所示为对开螺母结构，由两个螺钉来调整螺母的径 向收缩，调整螺钉下面有螺旋弹簧，其作用是使压紧力均 匀，并有一定的自动调节作用。
副螺母上的小螺钉防止主副螺母之间的相对转3单面接触法单面接触法利用弹簧产生单向作用力使螺纹的工作表面保持单面接触从而消除间隙引起的回差在螺杆和螺母之间设有封闭循环的滚道在滚道间填充钢珠使螺旋副的滑动摩擦变为滚动摩擦提高传动效率这种传动称为螺旋传动又称为滚珠丝杠副
第十二章
螺旋传动
§12-1 概述 §12-2 滑动螺旋传 动 §12-3 滚动螺旋传 动
2.3.2 传力螺旋设计
1）耐磨性计算 滑动螺旋中磨损是最主要的一 种失效形式，它会引起传动精度下 降、强度下降。 磨损的影响因素：工作面的比 压，螺纹表面质量，滑动速度和润 滑状态。 所以耐磨性计算主要限制螺纹 工作面上比压 P要求小于材料的许用 比压。
耐磨性条件：
P Fa Fa [ P] A d 2 hn
2）传动比大
将定轴转动转换为速度较低的直线运动。
3）增力显著
对于水平推力的运动机构也能在任意位置得到精确定 位如水平运动的机床工作台进给机构夹紧装置。
4）传动平稳﹐无噪音，能够实现自锁 螺纹升角小，使得摩擦力的轴向分力大于正压力的轴 向分力，发生自锁
5）摩擦磨损大，效率较低
效率30%～40%，易磨损。
2）外循环滚珠丝杠 滚珠在返回时与螺杆脱离接触的循环称为外循环。在 这种结构中，螺母上钻有一个纵向通孔作为滚珠返回通道， 螺母两端装有铣出短槽的端盖，短槽端部与螺纹滚道相切， 便于滚珠进入，形成回路。
螺旋传动的组成
螺旋传动的形式
根据螺杆和螺母的相对运动关系，螺旋传动的形式有：
（1）螺母不动，螺杆回转并作直线运动：如台式虎钳等； （2）螺杆不动，螺母回转并作直线运动：如龙门刨床垂直刀架 的水平移动、螺旋千斤顶等；
螺杆位移的台式虎钳
螺旋千斤顶
形式
（3）螺杆原地回转，螺母作直线运动：多用于机床进给机构， 如车床大溜板的纵向进给和中溜板的横向进给； （4）螺母原位回转，螺杆往复运动：如应力试验机上的观察特点、类型和应用 组成：螺旋传动是由螺杆、螺母和机架组成的。螺旋副用来传 递运动和动力的，它可以将回转运动变为直线移动。
螺旋机构的主要优点是：结构简单，制造方便，运动连续平稳， 承载能力大，能将较小的回转力矩转变为较大的轴向力，传动 精度较高，易于自锁等。
• 缺点是螺纹配合面 间产生的摩擦损失大， 传动效率低。
螺 母 原 位 回 转 螺 杆 往 复 运 动
螺杆原位回转，螺母往复运动
螺旋传动根据螺旋副的摩擦性质不同
可分为：
滑动螺旋、滚动螺旋和静压螺旋 1）滑动螺旋特点及应用
优点：结构简单，制造方便、工作平稳、易于自锁。 缺点：是螺纹之间产生较大的相对滑动，摩擦阻力大，磨 损快、传动效率低（30—40%），定位精度低。 应用：广泛应用于对传动精度和效率要求不高的场合，如 机床进给机构、螺旋起重机和螺旋压力机中.
•应用：不宜用于高速 及大功率的传动。
螺旋传动的类型
螺旋传动按其用途可分为三种： （1）传力螺旋——以传递动力为主。如举重器、螺旋千斤顶。 特点：低速、间歇工作，传递轴向力大、能自锁
（2）传导螺旋
传动螺旋——以传递运动为主。如机床进给丝杠 特点：速度高、连续工作、传动精度高
（3）调整螺旋
机械基础 第二章 螺旋传动 教学
拇指的指向就是主动件（或从动件）的移动方向；如果属
于第二种情况则大拇指的反方向即为主动件（或从动件）
的移动方向。
精品课件
一、普通螺旋传动
1）、螺母（螺杆）不动，螺杆（螺母）回转并移动 判定方法： 手握拳，四指指向与螺杆（螺母）回转方向相同，大 拇指竖直，则大拇指指向即为主动件螺杆（螺母）的 移动方向。
精品课件
一、按螺纹牙型分类及其应用
2、梯形螺纹 1）、牙型：梯形（牙型角:30°） 2）、应用：广泛
精品课件
一、按螺纹牙型分类及其应用
3、矩形螺纹 1）、牙型：矩形（牙型角为0º） 2）、应用：螺旋传动（现逐渐被梯形螺纹代替）。
精品课件
一、按螺纹牙型分类及其应用
4、锯齿型螺纹 1）、牙型：锯齿形（两侧牙型角分别为3º和30º）
§2－3 螺纹的代号标注
管螺纹的代号标注说明
1．管螺纹尺寸代号不再称作公称直径，也不是螺纹
本身的任何直径尺寸，只是一个无单位的代号。
2．管螺纹为英制细牙螺纹，其公称直径近似为管子
的内孔直径，以英寸为单位。
3．右旋螺纹不标注旋向代号，左旋螺纹则用LH表示。
4．非螺纹密封管螺纹的外螺纹的公差等级有A、B两
精品课件
§2－3 螺纹的代号标注
管螺纹
非螺纹密封
特征代号
G
螺 纹密 封
Rc：圆锥内螺纹 Rp：圆柱内螺纹
R：圆锥外螺纹
标注示例
G1A — LH
1：尺寸代号
A：外螺纹公差 等级代号 LH：左旋
Rc2 — LH 2：尺寸代号 LH：左旋
Rp2 2：尺寸代号
R2 — LH 2：尺寸代号 LH：左旋
精品课件
第二章 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
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。
螺旋传动的类型
螺旋传动的类型
螺旋传动的类型有：
1. 单螺旋传动：由一个螺旋线和一个平行于其轴心的滑块构成，用于实现旋转运动和直线运动之间的转换。
2. 螺旋锥齿轮传动：由一对相交的螺旋圆锥齿轮组成，用于传递旋转运动和力的转换，常用于汽车的差速器和车轮传动。
3. 螺旋伞齿轮传动：由一对螺旋状的齿轮组成，用于传递旋转运动和力的转换，常用于工程机械和重型机械设备。
4. 螺旋升降传动：通过螺旋线的升降运动来实现物体的上升和下降，常见于升降机和升降平台等设备。
5. 螺旋输送机：利用螺旋线的推动作用，将散状物料沿着输送机的轴向输送，常用于物料搬运和输送系统中。
8螺旋传动
第8章螺旋传动一、基本概念1.传动用螺纹（如梯形螺纹）的牙形角通常比联接用螺纹牙形角小，这主要是为了提高传动效率。
2.螺旋传动是应用螺旋（或称螺杆）和螺母来实现将旋转运动转变成直线运动的。
螺旋传动按其在机械中的作用分为：1）传力螺旋传动，以传递力为主，可用较小的力矩转动产生轴向运动和大的轴向力，一般在低转速下工作，每次工作时间较短或间歇工作。
2）传导螺旋传动，以传递运动为主，通常工作速度较高，在较长时间内连续工作，要求具有较高的传动精度。
3）调整螺旋传动，用于调整或固定零件（或部件）之间的相对位置，一般不经常运动。
3.螺旋传动根据螺杆与螺母相对运动的组合情况分为四种：1）螺母固定，螺杆转动并移动；2）螺杆转动，螺母移动；3）螺母转动，螺杆移动；4）螺杆固定，螺母转动并移动。
由手柄锥齿轮传动螺旋传动组成的螺旋千斤顶是螺母转动，螺杆移动。
4.差动螺旋传动的螺杆由左右两段不同导程或旋向的螺旋组成，右端螺旋在固定的螺母中运动，左段螺旋在只能移动不能转动的螺母中转动。
有以下几种情况：1）螺纹方向相同，但导程不同，多用于各种微动装置中。
2）左右两段螺纹方向不同，用于要求快速夹紧的夹具或锁紧装置中。
5.螺旋传动按其螺旋和螺母接触面间摩擦性质，分为滑动螺旋传动、滚动螺旋（在内外螺纹间螺纹间装有滚动体）传动和静压螺旋（内外螺纹被静压油膜隔开）传动。
6.螺杆和螺母的材料除应具有足够的强度外，还应具有较好的减摩性和耐磨性，且为了使磨损主要发生在螺母上，螺母材料要比螺杆的材料软。
7.螺母的结构类型分为整体螺母（结构简单，但磨损后轴向间隙不能补偿）、剖分螺母和组合螺母（螺纹的磨损可以补偿，轴向间隙可以消除）8.螺旋传动主要采用梯形螺纹，还有锯齿形螺纹和矩形螺纹。
传动需确定的主要参数有螺杆的直径和螺纹部分的长度、螺距、线数和螺母高度等。
9.滑动螺旋工作时，主要承受转矩和轴向载荷；同时，螺杆和螺母的宣和螺纹间有相对滑动。
螺旋传动的主要失效形式是螺纹磨损，因此，通常是根据旋合螺纹间的耐磨性条件确定螺杆的直径和螺母高度，参照所选的螺纹的标准及螺旋传动的工作要求确定传动的其他参数。
机械设计基础第12章螺旋传动
实例二：汽车转向器中的螺旋传动
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。
螺旋传动的优势
相比其他驱动方式，如链条驱动、齿 轮驱动等，螺旋传动在升降机中具有 更高的承载能力和运行平稳性，能够 满足不同高度和负载下的升降需求。
THANKS
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旋转运动
当主动件固定不动时，从 动件绕螺旋轴作旋转运动。
螺旋传动的效率计算
滑动摩擦效率
总效率
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。
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。
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。
机械设计基础第12章螺 旋传动
目 录
• 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
01
螺旋传动概述
定义与分类
定义
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。
分类
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。
螺旋传动的特点
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
• 能实现大传动比和远距离传动
04
中职高一劳保版《机械基础》3-2螺旋传动课件(共14张PPT)
螺旋传动是利用螺旋副将回转运动转变为直线运动， 同时传递动力的一种机械传动，一般由螺杆、螺母和机架 组成。
螺旋副是指两构件只能 沿轴线作相对螺旋运动的可 动连接。如图所示，在接触 处两构件作一定关系的既转 动又移动的复合运动。
一、普通螺旋传动
普通螺旋传动是由螺杆和螺母组成的简单螺旋副。
（2）若螺杆（或螺母）原位回转，螺母（或螺杆） 移动，则螺母（或螺杆）移动的方向就是大拇指指向的 相反方向。
3. 移动的距离
在普通螺旋传动中，螺杆（或螺母）的移动距离与螺纹的 导程有关。螺杆相对螺母每回转一周，螺杆（或螺母）移动 一个导程的距离。因此，移动距离等于回转周数与导程的乘 积，即
L=NPh 式中，L———螺杆（或螺母）的移动距离，mm；
N———回转周数，r； Ph———螺纹导程，mm。
二、差动螺旋传动
1. 组成 由两个螺旋副组成的使活动的螺母与螺杆产生差动（即 运动不一致)的螺旋传动称为差动螺旋传动。
2. 差动螺旋传动的移动距离和方向的确定
（1）若两段螺纹旋向相同，当螺杆转动时，活动螺母实 际移动的距离为
L=N（Pha-Phb） 式中，L———活动螺母的实际移动距离，mm；
L=N（Pha+Phb）
可见，活动螺母可产生快速移动。 在确定活动螺母移动的方向时，要看上两式中L 计算结 果的正负，若L 的计算结果为正值，则活动螺母的实际移动 方向与螺杆移动的方向相同;反之，若L 的计算结果为负值， 则活动螺母的实际移动方向与螺杆移动的方向相反。
三、滚珠螺旋传动
由于普通螺旋传动螺旋副的摩擦是滑动摩擦，传动阻力大， 摩擦损失严重，效率和精度低，不能满足机械的传动要求。因 此，现代机械中多采用滚珠螺旋（滚珠丝杠）传动。
螺旋传动类型及应用
精密制造技术发展
精密铸造技术
应用精密铸造技术，提高螺旋传 动的制造精度和表面质量。
精密加工技术
采用高精度数控机床和磨削技术等 ，实现螺旋传动的高精度加工。
3D打印技术
应用3D打印技术，快速制造复杂形 状的螺旋传动元件，缩短研发周期 。
智能化、集成化方向探索
智能化传感器应用
集成智能化传感器，实时监测螺 旋传动系统的运行状态和故障预
航空航天器姿态控制
螺旋传动在航空航天器姿态控制中的应用
01
通过螺旋传动机构，将控制指令转化为航空航天器的
姿态调整，实现精确控制。
优点
02 螺旋传动具有高精度、高可靠性、长寿命等优点，能
够满足航空航天器对姿态控制系统的严格要求。
应用实例
03
在卫星、导弹、火箭等航空航天器中，广泛采用螺旋
传动机构作为姿态控制系统的重要组成部分。
04 螺旋传动性能分析
传动效率与精度
传动效率
螺旋传动的效率取决于螺旋副的摩擦系数、螺旋升角和螺旋 面的粗糙度等因素。在理想情况下，螺旋传动的效率可达 90%以上，但实际应用中由于各种因素的影响，其效率会有 所降低。
传动精度
螺旋传动的精度主要取决于螺旋的制造精度、安装精度和使 用过程中的磨损情况。高精度螺旋传动需要采用高精度的制 造工艺和严格的安装调整，以保证传动的准确性和稳定性。
动机构作为进给系统。
工业机器人关节驱动
螺旋传动在工业机器人关节驱动中的应用
通过螺旋传动机构，将电机的旋转运动转化为关节的旋转运动，实现工业机器人的灵活运 动。
优点
螺旋传动具有结构紧凑、传动效率高、噪音低等优点，能够满足工业机器人对关节驱动的 要求。
应用实例
第5章螺旋传动
π EI Fcr = 2 ( µl )
杜永平
螺纹联接
λs＜100，且σB≥380 Mpa的普通碳钢 ， 的普通碳钢
Fcr = (304 − 1.12λs )
πd
2 1
4
πd
2 1
λs ＜100，且σB≥480 Mpa的优质碳钢 ， 的优质碳钢
Fcr = ( 461 − 2.57λ s )
4
λs＜40时，不必进行稳定性校核。 时 不必进行稳定性校核。
杜永平 螺纹联接
② 耐磨性计算
F F FP = ≤ [ p] 工作面上的压力p： 工作面上的压力 ： p = = A πd 2 hu πd 2 hH
F——轴向力（N）； 轴向力（ ） 轴向力 A——螺纹承压面积（ mm2）； 螺纹承压面积（ 螺纹承压面积 d2——螺纹中径（mm）； 螺纹中径（ 螺纹中径 ） h——螺纹工作高度（mm）； 螺纹工作高度（ 螺纹工作高度 ）； u——螺纹工作圈数，u＝H／P 螺纹工作圈数， ＝ ／ 螺纹工作圈数 H——螺母高度（ mm ） 螺母高度（ 螺母高度 P——螺距（ mm ）； 螺距（ 螺距
杜永平 螺纹联接
② 材料
a、螺杆 、 低速轻载：不经热处理的Q235、Q275、45； 低速轻载：不经热处理的 、 、 ； 较高速重载：热处理的40Cr、65Mn、20CrMnTi； 较高速重载：热处理的 、 、 ； 精密传导：热处理的9Mn2V、CrWMn、38CrMoAl。 精密传导：热处理的 、 、 。 b、螺母 、 一般传动： 一般传动：ZQSn10—l、ZQSn6—6—3 、 重载低速： 重载低速：ZQAl9—4、ZHAl66—6—3—2 、 重载调整： 、 重载调整：35、球墨铸铁 低速轻载： 低速轻载：耐磨铸铁 大尺寸：钢或铸铁做外套， 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。
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机械基础复习资料
（螺旋传动）
【复习要求】
1.掌握螺纹的种类、应用和主要参数；
2.正确识读螺纹标记；
3.了解螺旋传动的应用形式；
4.掌握差动螺旋传动移距的计算方法。
【知识网络】
【知识精讲】
一、螺纹种类及应用
1.螺纹的定义：螺纹是指螺钉、螺栓、螺母和丝杠等零件的圆柱或锥面上，沿着螺旋线所形成的，具有相同剖面的连续凸起和沟槽。
2.螺纹的种类(见下表)。
3.螺纹旋向的判别方法：
方法一：右手定则判别法。
伸出右手，掌心朝着自己的脸，四指指向与螺旋轴线方向一致，若大拇指的指向与螺旋线上升方向一致，则为右旋；反之，则为左旋。
方法二：轴线垂直判别法。
将螺旋轴线垂直水平位置放置，螺旋线右边高则为右旋，左边高即为左旋。
4.常用螺纹的牙型及应用特点(见下表)。
注 1.联接螺纹大多为三角形，且多用单线；
2.普通细牙螺纹与普通粗牙螺纹相比，小径大，螺距小，升角小，强度高，自锁性能更好，对零件强度削弱较小，但易滑扣；
二、普通螺纹的主要参数(见下表)
注 1.螺纹的旋合长度是指两个互相配合的螺纹，沿螺纹轴线方向相互旋合部分的长度。
旋合长度分为三组：S(短)、N(中等)、L(长)；
2.螺纹的大径、小径与顶径、底径是两组不同的概念。
三、螺纹代号与标记
1.螺纹的代号：螺纹特征代号+螺纹尺寸代号
2.螺纹的完整标记：螺纹代号+螺纹公差带代号+螺纹旋合长度代号
3.各种螺纹的代号与标记(见下表)
注 1.标记说明中的标记都为最完整的标记，实际中的标记视具体情况而定；
2.用螺纹密封的管螺纹中代号Rc表示圆锥内螺纹、Rp表示圆柱内螺纹、R表示圆锥外螺纹；
3.非螺纹密封的管螺纹的螺纹公差带代号对外螺纹分A、B级标记，对内螺纹则不标记。
四、螺旋传动的应用形式
1.螺旋传动的定义：用内、外螺纹组成的螺旋副，传递运动和动力的传动装置。
2.螺旋传动的特点：螺旋传动可方便地将回转运动变为直线往复运动。
其结构简单，工作连续、平稳、承载能力大、传动精度高、磨损大、效率低。
3.常用的螺旋传动类型。
常用的螺旋活动类型有三种：普通螺旋传动、差动螺旋传动、滚珠螺旋传动。
(1)普通螺旋传动
① 定义：由螺杆和螺母组成的简单螺旋副。
② 螺杆(或螺母)的移向判别方法：右手定则+左(右)手定则。
先用右手定则判别出螺纹的旋向(方法见前述)，再用左(右)手定则判断螺杆(螺母)的移向。
即伸出左手或右手(左旋用左手，右旋用右手)，弯曲四指方向与螺杆(或螺母)的旋转方向一致，则大拇指的指向(或大拇指指向的反方向)即为螺杆(或螺母)的移动方向。
注应用形式中一、二两种情况，螺母或螺杆的移向与大拇指指向一致；三、四两种移向与大拇指指向相反。
应用此方法，移向、旋向及转向三向中只要知道任意两向，即可判断出第三向。
③ 螺母(或螺杆)的移动距离L=n·S=n·Z·P。
④ 普通螺旋传动的应用形式(见下表)。
(2)差动螺旋传动
① 定义：活动螺母与螺杆产生差动(即不一致)的螺旋传动机构。
② 活动螺母的实际移动距离与移动方向：
L＝n(P a±P b)
注计算公式中的“±”表示的含义是：当a、b两段螺旋旋向相同时取“-”，旋向相反时取“+”。
结果为“+”说明活动螺母的实际移动方向与a段螺旋中螺杆移动的方向相同；若为“-”则相反。
③ 差动螺旋传动的意义：可以产生极小位移，可方便地实现微量调节。
(3)滚珠螺旋传动
① 定义：螺纹面间的摩擦性质为滚动摩擦的传动装置。
它是一项新技术。
② 组成：螺母、螺杆、滚珠、滚珠循环装置。
③ 传动特点：摩擦阻力小，传动效率高、运动稳定灵敏、结构复杂、成本高。
【边缘知识】
一、螺纹连接的种类(见下表)
二、螺纹联接的基本形式(见下表)
三、常用螺纹连接的防松
1.防松的原因：
连接螺纹大多为三角形螺纹，它具有较好的自锁性能。
在一般静载下，联接不会自行松脱，但在振动、交变载荷或冲击载荷的作用下，摩擦阻力瞬时会变得很小，失去自锁能力而松动。
这不仅会妨碍机器的正常工作，且还会造成严重事故。
2.常用防松方法(见下表)。
四、螺纹的损坏形式
螺栓连接在承受轴向载荷时，其损坏形式大多发生在应力集中较严重的部位。
即在螺栓头部、螺纹收尾部分和螺母支承面处的螺纹部分。
【典型例题】
【例题1】与普通粗牙螺纹相比，细牙螺纹具有小径大，螺距小，所以强度更高，自锁性能更好。
因此一般的联接螺纹大多使用普通细牙螺纹。
( )
解题分析普通粗牙螺纹与细牙螺纹均为连接螺纹，它们具有强度高、自锁性能好的特点。
细牙螺纹因其小径大、螺距小，所以强度更高，自锁性能更好。
但因细牙螺纹易滑扣，因此一般大多用普通粗牙螺纹。
解：本题答案“×”。
【例题2】某差动螺旋传动如下图所示，具体参数如下表，试填出各自的活动螺母的实际移
动距离和实际移动方向。
解题分析本题为差动螺旋传动的应用考查。
活动螺母的移距可由公式L=n(S a+S b)算得；移向则可据计算结果的“+”或“-”来定。
除此之外还必须弄清每段螺旋传动的应用形式，由三向中的二向求
出第三向。
解：a段螺旋传动为螺母固定不动，螺杆既旋转又移动；b段螺旋传动为螺杆原位回转，螺母往复
移动。
(1) a段螺杆移向向左
L1=n1(S a1+S b1)=2×(6+4)=20(mm/min)
结果为“+”，∴活动螺母移向向左；
(2) a段螺杆移向向右
L2=n2(S a2+S b2)=3×(3+5)=24(mm/min)
结果为“+”，∴活动螺母移向向右；
(3) a段螺杆移向向左
L3=n3(S a3-S b3)=2×(3-2)=2(mm/min)
结果为“+”，∴活动螺母移向向左；
(4) a段螺杆移向向右
L4=n4(S a4-S b4)=3×(4-6)=-6(mm/min)
结果为“-”，∴活动螺母移向向左。
综合(1)～(4)分析，本题答案填表如下：
名师点拨本题也可按相对位移的方法求解。
即分别按L a=nS a，L b=nS b求出L a、L b并判定各自位移方向，再由L=L a-L b求得移距，由结果的“+”或“-”来确定移向。
【例题3】如上图所示为微调的差动螺旋机构，旋钮上的外螺纹为双线右旋螺纹，其螺距为1.45mm，试问：旋钮1上的内螺纹旋向和导程S b各为怎样时，可使螺杆2在旋钮上按图示方向转动1周后向上移动0.1mm?
解题分析本题为一道应用性很强的螺旋传动题。
首先必须弄清A、B两段螺旋的应用形式，然后
利用逆向假设法分两种情况讨论，再按相对位移的方法求解。
解：A处螺旋传动为螺母固定不动，螺杆既旋转又移动，因此当旋钮转一周时，L A=nS a=n×ZP a
=1×2×1.45=2.9(mm),方向向上；B处为螺杆原位回转，螺母往复移动，则：
(1) 若B处为左旋螺纹时，则旋钮转一周螺母的位移，方向向上。
∴L=L A+L B=2.9+S b=0.1
解得：S b=-2.8(mm)(不可能存在)
(2) 若B处为右旋螺纹时，则旋钮转一周螺母的位移L B′=nS b=1×S b=S b(mm)，方向向下。
-L B′=2.9-S b=0.1
解得：S b=2.8(mm)
∴旋钮1上的内螺旋为右旋，导程S b=2.8mm。