第九章(螺旋传动)全解
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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
第九章(螺旋传动)全解
第 九 章
螺 旋 传 动
螺纹基本参数 大径 d― 螺纹的最大直径，公称直径（螺纹的规 格）。 小径d1―螺纹的最小直径，强度计算时常作为螺杆 危险剖面的计算直径。 中径d2―螺纹轴向剖面内牙厚与牙间相等处的一假 想圆柱面直径，近似等于螺纹平均直径 。螺纹受 力分析时以中径为准，也是确定螺纹几何参数和 配合性质的直径。 螺距P―螺纹相邻两个牙上对应点间的轴向距离。 升距Ph―同一根螺旋线上相邻两个牙上对应点间的 轴向距离。 升角 ―螺旋线展开后中径处与垂直于轴线平面的 夹角。 牙型角 2― 螺纹轴向剖面内螺纹牙型两侧边的夹
六、消除螺旋传动空回的方法
图9-2
第二节 滑动螺旋传动
第 ㈡ 九 ⑴ 章
利用调整螺母 径向调整法
利用不同结构，使螺母产生径向收缩，以减小传 螺 旋 动副间隙。
传 动
图9-13
第二节 滑动螺旋传动
第 九 章 螺 旋 传 动
⑵ 轴向调整法
利用双螺母轴向预紧消除传动副间隙。
Hale Waihona Puke 图9-15 图9-14⑶ 塑料螺母
第二节 滑动螺旋传动
第 直径10mm，螺距1.5mm，中径顶径公差带为6H的 九 内螺纹：M10－6H 章
直径10mm，螺距1mm， 中径顶径公差带为6g的 螺 旋 外螺纹：M10×1－6g
传 动
例：M20 X 2 左－6H/5g6g－S 旋合长度 外螺纹顶径公差带 外螺纹中径公差带
螺 纹 副
一、滚珠螺旋传动的特点： 除螺旋传动的一般特点外，尚有如下特点： 1）传动效率高，启动力矩小。 2）传动精度高。
3）具有传动的可逆性，不能自锁。
4）寿命长，维护简单。 5）制造工艺复杂，成本高。
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
结构复杂，制造困难
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
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
第九章(螺旋传动)案例
第九章
螺旋传动
第 九 章 螺 旋 传 动
参考文献
张策主编，《机械原理与机械设计》（下 册），机械工业出版社，2004 濮良贵主编，《机械设计》，高等教育出 版社，2006 其他机械设计的相关书籍
第 九 章 螺 旋 传 动
一、螺纹的形成 二、螺纹的种类 1. 三角形螺纹（ 2＝60 ） 2. 梯形螺纹（ 2＝30 ） 3. 矩形螺纹 左旋、右旋螺纹 单头、多头螺纹
按螺旋传动在精密机械中的作用分为 1）示数螺旋 精度高，空回小。 2）传力螺旋 强度高 3）一般螺旋传动 仅传递运动，无特殊要求。 按其接触面间摩擦的性质分为 1）滑动螺旋传动 2）滚动螺旋传动。 3）静压螺旋传动。
第二节 滑动螺旋传动
第 九 章 螺 旋 传 动
一、滑动螺旋传动的特点： 1）降速传动比大。
2）具有增力作用。
3）传动平稳，无噪音。
4）能自锁。
5）效率低，磨损快。
第二节 滑动螺旋传动
第 九 章 螺 旋 传 动
二、滑动螺旋传动的形式
1）螺母固定，螺杆旋转并移动。 螺母轴向固定但旋转，螺杆轴向移动。 2）螺杆固定，螺母旋转并移动。 螺杆轴向固定但旋转，螺母移动。
螺杆移动，轴向空间＝2倍工作行程＋螺母厚度 螺母移动，轴向空间＝工作行程＋螺母厚度 差动螺旋
螺杆成本高，对精度影响大，故螺杆硬，螺母软。
螺 如：Q235、Y40Mn、45、50、 65Mn、40Cr、 旋 传 9Mn2V、38CrMoAlA、GCr15等。 动
螺杆：强度高、耐磨性好、工艺性好。
螺母：耐磨性、减摩性好。如：铸铁、青铜
㈣ 主要参数的确定 包括：螺杆直径和长度、牙型、螺距、头数、螺 母厚度等。 一般传动－类比法，重要传动－计算法。
螺旋传动
第 九 章 螺 旋 传 动
参考文献
张策主编，《机械原理与机械设计》（下 册），机械工业出版社，2004 濮良贵主编，《机械设计》，高等教育出 版社，2006 其他机械设计的相关书籍
第 九 章 螺 旋 传 动
一、螺纹的形成 二、螺纹的种类 1. 三角形螺纹（ 2＝60 ） 2. 梯形螺纹（ 2＝30 ） 3. 矩形螺纹 左旋、右旋螺纹 单头、多头螺纹
按螺旋传动在精密机械中的作用分为 1）示数螺旋 精度高，空回小。 2）传力螺旋 强度高 3）一般螺旋传动 仅传递运动，无特殊要求。 按其接触面间摩擦的性质分为 1）滑动螺旋传动 2）滚动螺旋传动。 3）静压螺旋传动。
第二节 滑动螺旋传动
第 九 章 螺 旋 传 动
一、滑动螺旋传动的特点： 1）降速传动比大。
2）具有增力作用。
3）传动平稳，无噪音。
4）能自锁。
5）效率低，磨损快。
第二节 滑动螺旋传动
第 九 章 螺 旋 传 动
二、滑动螺旋传动的形式
1）螺母固定，螺杆旋转并移动。 螺母轴向固定但旋转，螺杆轴向移动。 2）螺杆固定，螺母旋转并移动。 螺杆轴向固定但旋转，螺母移动。
螺杆移动，轴向空间＝2倍工作行程＋螺母厚度 螺母移动，轴向空间＝工作行程＋螺母厚度 差动螺旋
螺杆成本高，对精度影响大，故螺杆硬，螺母软。
螺 如：Q235、Y40Mn、45、50、 65Mn、40Cr、 旋 传 9Mn2V、38CrMoAlA、GCr15等。 动
螺杆：强度高、耐磨性好、工艺性好。
螺母：耐磨性、减摩性好。如：铸铁、青铜
㈣ 主要参数的确定 包括：螺杆直径和长度、牙型、螺距、头数、螺 母厚度等。 一般传动－类比法，重要传动－计算法。
第九章 螺旋传动
2
则下降时效率
W2 W1
tg ( ) tg
.......... .......... ...( 2 )
3.自锁
由(1)、 (2)式,当 φ一定时,螺旋的效率η 是升 角λ 的函数,且正 、反行程不相等。 当正行程时,如 2 ,则η≤0，螺旋将自锁,因 正行程不应自锁,所以应该 2 ；
环返回装置，构成了一个滚珠循环通
道，滚珠从滚道的一端滚出后，
沿着循环通道返回另一端，重新进入滚道，从而构成
一闭合回路。
(一).滚珠螺旋传动的特点
滚珠螺旋传动除具有螺旋传动的一般特点(降速 传动比大及牵引力大)外，与滑动螺旋传动相比较，达90℅以上，约为滑动螺旋传动效率的 三倍。在伺服控制系统中采用滚动螺旋传动，不仅 提高传动效率，而且可以减小启动力矩、颤动及滞 后时间。
) 3
2
式中: [σ]——螺杆材料的许用应力 d1——小径 Fa——轴向载荷 T——扭矩 结论：小径d1越大，螺杆强度越高。
2.螺纹强度计算 剪切强度： F
a
Fa
A
dbn
弯曲强度：
h
max
M WZ
2 dnb 6
Fa
2
3 hF a
S为导程
则上升时效率
W2 W1 tg tg ( ) .......... .......... ....( 1)
2.在驱动力Fa作用下下降 W F S F d tg 输入功 输出功 W 2 M 2 F
1 a a 2
2 t
d2
a
tg ( )
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：
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：
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。
螺旋传动课件
螺旋传动
成武县中等专业技术学校 王芬芬
机械基础
温故知新
新课讲授
课堂练习
归纳总结
作业布置 2
螺旋传动
复习
目录
螺纹的知识
01 1、螺纹按用途螺可旋分为传哪两动类概？ 述
连接螺纹和传动螺纹
02
2、螺纹按螺旋方向可分为哪两类？如何判断螺纹的旋向？
普通螺旋传动
左旋螺纹和右旋螺纹
3、说明螺纹代号的含义
03 Tr20×12（双P6）螺-LH旋传动
4
传动精度高
1
缺点
2
磨损大 传动效率低
螺
新课讲授
课堂练习
归纳总结
作业布6置
01
普通螺旋传动
02
双螺旋传动
03
滚珠螺旋传动
普
应用形式 移距(速)计算 移动方向判断
新课讲授
课堂练习
归纳总结
作业布7置
01
普通螺旋传动
02
双螺旋传动
03
滚珠螺旋传动
普
应用形式
新课讲授
课堂练习
（1）螺母固定，螺杆转动并做轴向移动 应用实例：台虎钳
作业布10置
普
新课讲授
应用形式
（4）螺母原位回转，螺杆直线移动 应用实例：应力试验机观察镜
课堂练习
归纳总结
作业布11置
移距(速)计算 移动方向判断
螺母转，螺杆移
普
新课讲授
看一看 判断图中分别属于何种应用形式
课堂练习
归纳总结
作业布12置
普
新课讲授
课堂练习
归纳总结
作业布13置
应用形式 移距(速)计算 移动方向判断
成武县中等专业技术学校 王芬芬
机械基础
温故知新
新课讲授
课堂练习
归纳总结
作业布置 2
螺旋传动
复习
目录
螺纹的知识
01 1、螺纹按用途螺可旋分为传哪两动类概？ 述
连接螺纹和传动螺纹
02
2、螺纹按螺旋方向可分为哪两类？如何判断螺纹的旋向？
普通螺旋传动
左旋螺纹和右旋螺纹
3、说明螺纹代号的含义
03 Tr20×12（双P6）螺-LH旋传动
4
传动精度高
1
缺点
2
磨损大 传动效率低
螺
新课讲授
课堂练习
归纳总结
作业布6置
01
普通螺旋传动
02
双螺旋传动
03
滚珠螺旋传动
普
应用形式 移距(速)计算 移动方向判断
新课讲授
课堂练习
归纳总结
作业布7置
01
普通螺旋传动
02
双螺旋传动
03
滚珠螺旋传动
普
应用形式
新课讲授
课堂练习
（1）螺母固定，螺杆转动并做轴向移动 应用实例：台虎钳
作业布10置
普
新课讲授
应用形式
（4）螺母原位回转，螺杆直线移动 应用实例：应力试验机观察镜
课堂练习
归纳总结
作业布11置
移距(速)计算 移动方向判断
螺母转，螺杆移
普
新课讲授
看一看 判断图中分别属于何种应用形式
课堂练习
归纳总结
作业布12置
普
新课讲授
课堂练习
归纳总结
作业布13置
应用形式 移距(速)计算 移动方向判断
第九章-螺旋传动
螺杆材料强度比螺母材料强度高，因此只需验算螺母螺 纹强度。
设轴向载荷Fa 作用于螺纹中径 d 2，忽略螺杆与螺母之间的径向间隙， 则螺母螺纹强度验算： Fa 剪切强度τ = ≤ [τ ] (9 − 11) π dbn 3 Fa h 弯曲强度 σ b = ≤ [σ b ] (9 − 12) 2 π db n d－螺纹大径 mm； b－螺纹根部宽度 mm， n－旋合扣数，n = H / P； [τ ]、 [σ b ]－螺纹材料的许用剪切应力和许用弯曲应力，表9－4。
（五）螺纹公差
1. 普通螺纹的公差制结构
公差等级－公差带大小 －公差带 基本偏差－公差带位置 －螺纹精度 旋合长度
2. 公差带与旋合长度 螺距的累积误差一般随螺纹扣数增多而增大，引起中 径变化。仅用公差带大小来说明螺纹精度不够，必须 规定公差带在多大的旋合长度范围内有效。即考虑公 差带与旋合长度两个因素。 旋合长度分：短S、中等N和长L三组。表9－6 一般按中等长度考虑
2.
9-6 情况1： 螺杆3左、右两段螺纹旋向相同，螺杆转动φ，可动螺母2移动 距离 ϕ
l= 2π (Ph1 − Ph2 ) (9 − 2)
3.
如果导程差很小，则l很小，可用于各种微动装置。 情况2： 螺杆3左、右两段螺纹旋向相反，螺杆转动φ，可动螺母2移动 距离 ϕ l = (Ph1 + Ph2 ) (9 − 3) 2π 快速移动螺旋，用于要求快速夹紧的夹具或锁紧装置。
（六）螺旋副零件与滑板联接结构的确定
• 螺旋副零件与滑板联接结构对螺旋副的磨损有直接影 响，设计时应注意。 • 常见的联接结构 1. 刚型联接结构
• • 牢固可靠，但当螺杆轴线与滑板运动方向不平行时，螺纹工作面 压力大，磨损加剧。严重时卡住。 多用于受力较大的螺旋传动中。
设轴向载荷Fa 作用于螺纹中径 d 2，忽略螺杆与螺母之间的径向间隙， 则螺母螺纹强度验算： Fa 剪切强度τ = ≤ [τ ] (9 − 11) π dbn 3 Fa h 弯曲强度 σ b = ≤ [σ b ] (9 − 12) 2 π db n d－螺纹大径 mm； b－螺纹根部宽度 mm， n－旋合扣数，n = H / P； [τ ]、 [σ b ]－螺纹材料的许用剪切应力和许用弯曲应力，表9－4。
（五）螺纹公差
1. 普通螺纹的公差制结构
公差等级－公差带大小 －公差带 基本偏差－公差带位置 －螺纹精度 旋合长度
2. 公差带与旋合长度 螺距的累积误差一般随螺纹扣数增多而增大，引起中 径变化。仅用公差带大小来说明螺纹精度不够，必须 规定公差带在多大的旋合长度范围内有效。即考虑公 差带与旋合长度两个因素。 旋合长度分：短S、中等N和长L三组。表9－6 一般按中等长度考虑
2.
9-6 情况1： 螺杆3左、右两段螺纹旋向相同，螺杆转动φ，可动螺母2移动 距离 ϕ
l= 2π (Ph1 − Ph2 ) (9 − 2)
3.
如果导程差很小，则l很小，可用于各种微动装置。 情况2： 螺杆3左、右两段螺纹旋向相反，螺杆转动φ，可动螺母2移动 距离 ϕ l = (Ph1 + Ph2 ) (9 − 3) 2π 快速移动螺旋，用于要求快速夹紧的夹具或锁紧装置。
（六）螺旋副零件与滑板联接结构的确定
• 螺旋副零件与滑板联接结构对螺旋副的磨损有直接影 响，设计时应注意。 • 常见的联接结构 1. 刚型联接结构
• • 牢固可靠，但当螺杆轴线与滑板运动方向不平行时，螺纹工作面 压力大，磨损加剧。严重时卡住。 多用于受力较大的螺旋传动中。
《机械设计基础》第九章 螺纹联接和螺旋传动
止动垫片防松
原理：螺钉拧紧后，将双耳止动垫圈 分别向螺母和被联接件的侧面折 弯贴紧，即可将螺钉琐住。 特点：结构简单，使用方便，防松可靠。 串联钢丝防松
原理：用钢丝穿入各螺钉头部的孔内， 将各螺钉串联起来，使其相互制动。 但需注意钢丝的穿入方向。 特点：适用于螺钉组联接，拆卸不便。
机械设计基础
对顶螺母防松 原理：两螺母对顶拧紧后，使旋合螺纹间始 终受到附加的压力和摩擦力的作用。 特点：结构简单，防松效果好，适用于低速、 平稳和重载的固定装置的联接。 尼龙圈锁紧螺母防松 原理：螺母中嵌有尼龙圈，装配后尼龙圈 内孔被胀大，箍紧螺栓。 特点：尼龙弹性好，与螺纹牙接触紧密， 摩擦大。但不宜用于频繁装拆和高温 场合。 机械设计基础
机械设计基础
弹簧垫圈防松 原理：螺母拧紧后，靠垫圈压平而产生的反 弹力使旋合螺纹间压紧。同时垫圈斜口 的尖端抵住螺母与被联接件的支承面也 有防松作用。 特点：结构简单，使用方便，但在振动冲击 载荷作用下，防松效果较差，用于一般 的联接。 弹性带齿垫圈防松 原理：与弹簧垫圈相似。 特点：分外齿和内齿，无开口，弹力均匀， 比弹簧垫圈防松效果好。但它不宜用于 经常装拆或材料较软的被联接件。 机械设计基础
冲点防松 原理：拧紧螺母后，在内外螺纹 的旋合缝隙处用冲头冲几个 点，使其发生塑性变形，防 止螺母退出。 特点：属破坏性防松，不能重复 装拆，用于一次性联接。 胶接防松 原理：用粘合剂涂于螺纹旋合表 面，拧紧螺母后粘合剂能自 行固化，起到防松效果。 机械设计基础
9.4.3 螺栓组联接结构设计注意事项
机械设计基础
9.2 螺旋副的受力分析、自锁和效率
螺纹联接与螺旋传动都要借助外螺纹和内螺纹组成螺旋副。螺旋副按牙 型不同可分为牙型角α=0（矩形螺纹）和牙型角α≠0两大类。
机械基础 第九章__螺旋传动
二、螺纹的类型
按牙型: 三角形螺纹、管螺纹 ——联接螺纹 矩形、梯形、锯齿形螺纹——传动螺纹
按位置： 内螺纹——在圆柱孔的内表面形成的螺纹 外螺纹——在圆柱孔的外表面形成的螺纹
三角形螺纹： 粗牙螺纹——用于紧固件 细牙螺纹——同样的公称直径下，螺距最小，自锁性 好，适于薄壁细小零件和冲击变载等
根据螺旋线绕行方向： 左旋——如图 右旋——常用
第九章 螺旋传动
一、螺旋传动的类型、特点与应用
1、应用 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
的。它主要用于将回转运动变为直线运动将直线运动变为回 转运动，同时传递运动或动力。
2、传动形式： a)螺杆转螺母移 b)螺杆又转又移（螺平固定）——用得多 c) 螺母转螺杆移 d) 螺母又转又移（螺杆固定）——用得少
2）内径（小径）d1(D1) ——与外螺纹牙底相重合的假想圆柱 面直径
3）中径d2 —— 在轴向剖面内牙厚与牙间宽相等处的假想圆柱 面的直径，d2≈0.5(d+d1)
ddd dd2d2 2 dd1d1 1
PPP LL=L=n=nPn(PP(n(n=n=2=)2)2) LLL
ddddd2d22dd1d1 1
失效，螺杆相当于细杆，螺杆所承受的轴向压力Q小于其临
界压力Qca
nSC
QC Q
nS
nS——螺杆稳定许用安全系数 ①传导螺旋nS =2.5~4.0；②传力螺旋 nS =3.5~5.0； ③精密螺杆或水平螺杆 nS >4
hhh
PPP LL=L=n=nPn(P(Pn(n=n=2=)2)2) LLL
dddd2dd2 2 dd1d1 1
hhh
ddddd2d22dd1d1 1
4）螺 距 P ——相邻两牙在中径圆柱面的母线上对应两点间 的轴向距离
第九章--螺旋传动1
第三节 滚珠螺旋传动
构成：丝杆、螺母、滚珠和滚珠循环返回装置等四个部分
中径尺寸变动量旳公差 中径跳动公差
3．牙型半角误差
当螺纹各牙间牙型角有差 别，会引起螺距变化，从 而影响传动精度
牙型角在螺纹全长上变化 不大（一次装刀切削）， 对传动精度影响小
（二）螺杆轴向窜动误差 螺杆轴肩端面与轴承止推面不垂直，有α1、α2旳偏差
螺杆转动时，最大轴向窜动误差：
max D tan min
旋合长度分长、中、短三种，表9－6 一般按中档长度考虑，
② 将不同旳公差等级（即公差带大小）和基本偏差（即 公差带位置）组合，可得最终公差带。
例7H，8g（H7，g8——1998国标）
④ 螺纹公差带旳选用，表9-8 6级公差——基本级 *公差带——优先选择
H/h配合——最小间隙为零，多采用此配合 G/h，H/g——确保间隙，合用于要求迅速装卸旳螺纹
螺杆转动，螺母也转动，成果螺母实现差 动移动，即螺杆转Δn周，则螺母移距大 小为Ph±ΔPh，Ph-导程，正号表达两构 件转向相同，则移距为两者移距之和，负 号表达两构件转向相反，则移距为两者移 距之差，该机构构造简朴，可实现微动和 迅速移动。
两个螺母一种移动，一种固定。 当螺杆转动时，移动螺母可实现 迅速或慢速移动，即螺杆转一周， 移动螺母移动Ph1±Ph2（Ph1、 Ph2为两螺旋旳导程，旋向相同 步为正，螺母迅速移动，反之， 螺母慢速移动。）
如L/d1>25，受压螺杆应进行稳定性验算 3．为防止周期误差应选用单头螺纹,传动精度高。
4．小转角大位移旳情况用多头螺纹。
（五）螺纹公差
公差等级 公差带大小
基本偏差 公差带位置
公差带 旋合长度
螺纹精度
螺旋传动
螺纹的主要参数
更新、补
充、删减
内容
无
课外作业
习题册课后习题
教学后记
授课主要内容或板书设计
§2-1螺纹的种类和应用
一、按螺纹牙型分类及应用
二、按螺旋线方向分类及应用
三、按螺旋线的线数分类及应用
四、按螺旋线形成的表面分类
§2-2普通螺纹的主要参数
1、大径2、中径3、小径4、螺纹升角
5、牙型角6、牙型高度7、螺距8、导程
课堂练习
螺纹的种类和应用
普通螺纹的主要参数
练习册
教案（首页）
编号：YJSD/JWC-17-10
编制：徐建琴审核：张德芳批准：史岳雷
课题序号
7
授课班级
授课课时
2
授课形式
新授
授课章节
名称
§2-3螺纹的代号标注
教模
1、掌握普通螺纹的代号与标记
2、掌握普通螺纹与梯形螺纹的代号与标记
螺纹的标记
螺纹的标记
无
习题册课后习题
2、非螺纹密封的管螺纹的标记
螺纹特征代号＋尺寸代号＋公差等级代号
注意点：螺纹特征代号；外螺纹分A、B级；左旋时加LH；内外螺纹装配在一起时内外螺纹用斜线分开
例：内螺纹：
A级外螺纹
左旋B级外螺纹
（1）普通螺纹的代号与标记
（2）管螺纹的标记
（3）梯形螺纹的标记
主要讲述了各种螺纹的标记。其中对管螺纹和梯形螺纹的标记应特别注意。
二、梯形螺纹的代号与标记：
1、梯形螺纹代号
单线螺纹：Tｒ40×7表示公称直径为40ｍｍ螺距为7ｍｍ的梯形螺纹
多线左旋螺纹：Tｒ40×14（ｐ7）LH
2、梯形螺纹标记：公差带代号只标注中径公差带：旋合长度分N、L两组；内外螺纹公差带代号用斜线分开。
更新、补
充、删减
内容
无
课外作业
习题册课后习题
教学后记
授课主要内容或板书设计
§2-1螺纹的种类和应用
一、按螺纹牙型分类及应用
二、按螺旋线方向分类及应用
三、按螺旋线的线数分类及应用
四、按螺旋线形成的表面分类
§2-2普通螺纹的主要参数
1、大径2、中径3、小径4、螺纹升角
5、牙型角6、牙型高度7、螺距8、导程
课堂练习
螺纹的种类和应用
普通螺纹的主要参数
练习册
教案（首页）
编号：YJSD/JWC-17-10
编制：徐建琴审核：张德芳批准：史岳雷
课题序号
7
授课班级
授课课时
2
授课形式
新授
授课章节
名称
§2-3螺纹的代号标注
教模
1、掌握普通螺纹的代号与标记
2、掌握普通螺纹与梯形螺纹的代号与标记
螺纹的标记
螺纹的标记
无
习题册课后习题
2、非螺纹密封的管螺纹的标记
螺纹特征代号＋尺寸代号＋公差等级代号
注意点：螺纹特征代号；外螺纹分A、B级；左旋时加LH；内外螺纹装配在一起时内外螺纹用斜线分开
例：内螺纹：
A级外螺纹
左旋B级外螺纹
（1）普通螺纹的代号与标记
（2）管螺纹的标记
（3）梯形螺纹的标记
主要讲述了各种螺纹的标记。其中对管螺纹和梯形螺纹的标记应特别注意。
二、梯形螺纹的代号与标记：
1、梯形螺纹代号
单线螺纹：Tｒ40×7表示公称直径为40ｍｍ螺距为7ｍｍ的梯形螺纹
多线左旋螺纹：Tｒ40×14（ｐ7）LH
2、梯形螺纹标记：公差带代号只标注中径公差带：旋合长度分N、L两组；内外螺纹公差带代号用斜线分开。
9-螺旋传动
第九章螺旋传动
23
四、滑动螺旋传动的设计原则
（四）主要参数的确定
1. 主要参数：
① 螺杆直径和长度 ② 螺距 ③ 螺旋线头数 ④ 螺母高度
2. 确定方法
▪ 参照同类机构，用类比的方法确定 ▪ 对于重要传动，进行必要的校核计算
2020/5/3
第九章螺旋传动
24
四、滑动螺旋传动的设计原则
3. 注意的问题
' tan( v ) tan
（9－19）
T Fa'
（9－20）
2020/5/3
2
第九章螺旋传动
21
（五）驱动力矩、效率和自锁的计算
3. 自锁
' 0，则螺旋自锁，此时 v，即：
arctan
Ph
d2
v
（9－21）
4. 例9－1
2020/5/3
第九章螺旋传动
22
四、滑动螺旋传动的设计原则
（一）传动型式的选择 （二）螺纹类型的确定
3. 活动联接结构
2020/5/3
第九章螺旋传动
30
五、影响螺旋传动精度的因素及提高传动 精度的措施
1. 螺旋传动的传动精度
• 螺杆与螺母间实际相对运动保持理论值的准确 程度。
• L=zPφ/2π=Ph φ/2π 2. 影响螺旋传动精度的因素
（一）螺纹参数误差 （二）螺杆轴向窜动误差 （三）偏斜误差 （四）温度误差
第九章螺旋传动
14
（二）刚度计算
(3)螺杆在轴向载荷和转矩作用下，一个螺距的变化量
P PF PT
PF和PT以绝对值代入，得一个螺距的变化量（P m）
P
( Fa P EA
TP 2
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