第五章-丝杆螺母传动讲课教案
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机电一体化系统设计
第四章 丝杠螺母传动
梯 形 螺 纹
梯形螺纹 牙型为等腰梯形，牙型角为30°，传动效率低
于矩形螺纹，但牙根强度高，对中性好，广泛用于 传力或传导螺旋，如机床的丝杠、螺旋举重器等。
机电一体化系统设计
பைடு நூலகம்
第四章 丝杠螺母传动
锯 齿 形 螺 纹
按螺旋线的数目，螺纹可分为单线螺 纹（n=1）、双线螺纹（n=2）和多线螺 纹（n>2）。
机电一体化系统设计
第四章 丝杠螺母传动
n=1
n=2
n=3
单线螺纹和多线螺纹
机电一体化系统设计
第四章 丝杠螺母传动 4）螺纹的主要参数
d—大径 d1 —小径 d2—中径
P—螺距
λ—升角 α—牙型角、 β—牙型斜角
第四章 丝杠螺母传动
若螺杆2左、右两段螺纹的旋向相反,则当 螺杆2转动φ角时,可动螺母1的移动距离为
可见,此时差动螺旋变成快速移动螺旋,即螺 母1相对固定端快速趋近或离开。这种螺旋装置 用于要求快速夹紧的夹具或锁紧装置
机电一体化系统设计
第四章 丝杠螺母传动 （4） 丝杠螺母传递的基本条件
1）滑动丝杠螺母机构传递运动基本条件：
机电一体化系统设计
第四章 丝杠螺母传动
3）按丝杠和螺母相对运动情况分 1）螺母固定，丝杠转动并移动：
特点：结构简单，传动精度较高，螺母支撑杆 可消除附加轴向窜动，刚性较差。
机电一体化系统设计
第四章 丝杠螺母传动
2）丝杠转动，螺母移动：
特点：结构紧凑，丝杆刚性高。要限制螺母转 动，故需导向装置。
机电一体化系统设计
特点： 低速、间歇工作，传递
轴向力大、能自锁。
机电一体化系统设计
第四章 丝杠螺母传动
b) 传递运动为主（传动螺旋） 机床工作台的进给丝杠
特点： 速度高、连续工作、精度高。
机电一体化系统设计
第四章 丝杠螺母传动
c) 调整位置（调整螺旋）
虎钳
微调螺旋
特点：受力较小且不经常转动 。
机电一体化系统设计
第四章 丝杠螺母传动
第四章 丝杠螺母传动 （5） 几个基本概念
1）内螺纹和外螺纹
按螺纹的位置，螺纹分为内螺纹和外螺 纹，二者共同组成螺纹副用于联接和传动。
2）左旋螺纹和右旋螺纹
按螺旋线绕行方向，螺纹可分为左旋螺 纹和右旋螺纹。
机电一体化系统设计
第四章 丝杠螺母传动
右旋
机电一体化系统设计
左旋
第四章 丝杠螺母传动 3）单线螺纹和多线螺纹
第五章 丝杠螺母传动
杭州电子科技大学机械工程学院
第四章 丝杠螺母传动 ➢ 1 丝杠螺母传动 ➢ 2 滑动丝杠螺母传动 ➢ 3 滚珠丝杠螺母传动
机电一体化系统设计
第四章 丝杠螺母传动 1、丝杠螺母传动 （1） 丝杠螺母机构的主要构成
减摩介质 丝杠 + 丝杠螺母 + 滚动体（回珠装置）
机电一体化系统设计
管螺纹
英制螺纹，牙型角为55°，公称直径是管子内 径，可分为圆柱管螺纹和圆锥管螺纹，前者用于低 压场合，后者用于高温、高压或密封性高的管连接。
机电一体化系统设计
第四章 丝杠螺母传动
矩 形 螺 纹
矩形螺纹 牙型为正方形，牙型角为0°，传动效率最高，
牙根强度低，传动精度低，常用于传力或传导螺 旋，未标准化，逐渐被梯形螺纹所替代。
这种螺母便于操作，一般用于车 床溜板箱的螺旋传动中
第四章 丝杠螺母传动
2）螺杆结构
通常采用牙型为：
矩形 梯形 锯齿形
右旋螺纹
特殊情况下也采用左旋螺纹。
机电一体化系统设计
第四章 丝杠螺母传动
3）材料
一般螺杆的选用原则如下： 高精度传动时多选碳素工具钢 需要较高硬度，可采用铬锰合金钢
或者采用65Mn钢 一般情况下可用45、50钢
Ph1
特点：调节方便，可实现微动或快速移动，应 用广泛。
机电一体化系统设计
第四章 丝杠螺母传动
设螺杆2左、右两段螺纹的旋向相同,且导 程分别为Ph1和Ph2 。当螺杆2转动φ角时,可动 螺母1的移动距离L为
如果Ph1 与Ph2相差很小,则 L很小。因此差 动螺旋常用于各种微动装置
机电一体化系统设计
第四章 丝杠螺母传动
3）螺母转动，丝杠移动：
特点：结构复杂，占用空间大，传动时需限制 螺母移动和丝杠转动。
机电一体化系统设计
第四章 丝杠螺母传动
4）丝杠固定，螺母转动并移动：
特点：结构简单，紧凑，丝杆刚性较高，但使 用不方便，应用较少。
机电一体化系统设计
第四章 丝杠螺母传动
5）差动传动：
Ph2
a) 足够的滑移间隙 b) 充分地润滑 c) 足够的热胀冷缩补偿空间
因而，存在一定的空回间隙。
机电一体化系统设计
第四章 丝杠螺母传动
2）滚珠丝杠螺母机构传递运动的基本条件： a) 足够的润滑储油空间 b) 足够的热胀冷缩弹性补偿能力 c) 滚珠的回珠装置（内或外） 可实现 无间隙工作。
机电一体化系统设计
机电一体化系统设计
S—导程
第四章 丝杠螺母传动 5）螺纹牙型
➢三角形螺纹 ➢矩形螺纹 ➢梯形螺纹 ➢锯齿形螺纹
机电一体化系统设计
主要用于联接 主要用于传动
第四章 丝杠螺母传动
普通螺纹
三角形螺纹
米制三角形螺纹，牙型角 为60°，同一公称直径下有 多种螺距，其中螺距最大的称 为粗牙螺纹，其余为细牙螺纹。
机电一体化系统设计
第四章 丝杠螺母传动 螺母材料可采用 铸造锡青铜，重载低速的场合可选用铸造铝 铁青铜，而轻载低速时也可选用耐磨铸铁。
机电一体化系统设计
第四章 丝杠螺母传动 （3） 丝杠螺母机构的分类及特点
1）按功能分 a) 传递力/能量为主（传力螺旋）
千斤顶
机电一体化系统设计
压力机
第四章 丝杠螺母传动
2）按摩擦方式分 a）滑动丝杠螺母机构： 优点： a) 结构简单 b) 加工方便 c) 成本低 d)具有自锁功能 缺点： a) 摩擦阻力较大 b)传动效率低(30%~40%)
机电一体化系统设计
第四章 丝杠螺母传动
b）滚动丝杠螺母机构： 优点： a) 传动效率高（92%~98%） b) 摩擦阻力小 c) 传动精度高 缺点： a) 结构复杂 b)成本高 c)无自锁功能
第四章 丝杠螺母传动
功能：
实现旋转运动与直线运动之间相互转换或调整 。
作用：
用于机构之间能量的传递和运动形式的传递 。
机电一体化系统设计
第四章 丝杠螺母传动 （2） 丝杠螺母结构及材料
1）螺母结构
整体螺母
不能调整间隙，只能用在轻载且 精度要求较低的场合
组合螺母 对开螺母
机电一体化系统设计
减少间隙，提高传动精度
第四章 丝杠螺母传动
梯 形 螺 纹
梯形螺纹 牙型为等腰梯形，牙型角为30°，传动效率低
于矩形螺纹，但牙根强度高，对中性好，广泛用于 传力或传导螺旋，如机床的丝杠、螺旋举重器等。
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பைடு நூலகம்
第四章 丝杠螺母传动
锯 齿 形 螺 纹
按螺旋线的数目，螺纹可分为单线螺 纹（n=1）、双线螺纹（n=2）和多线螺 纹（n>2）。
机电一体化系统设计
第四章 丝杠螺母传动
n=1
n=2
n=3
单线螺纹和多线螺纹
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第四章 丝杠螺母传动 4）螺纹的主要参数
d—大径 d1 —小径 d2—中径
P—螺距
λ—升角 α—牙型角、 β—牙型斜角
第四章 丝杠螺母传动
若螺杆2左、右两段螺纹的旋向相反,则当 螺杆2转动φ角时,可动螺母1的移动距离为
可见,此时差动螺旋变成快速移动螺旋,即螺 母1相对固定端快速趋近或离开。这种螺旋装置 用于要求快速夹紧的夹具或锁紧装置
机电一体化系统设计
第四章 丝杠螺母传动 （4） 丝杠螺母传递的基本条件
1）滑动丝杠螺母机构传递运动基本条件：
机电一体化系统设计
第四章 丝杠螺母传动
3）按丝杠和螺母相对运动情况分 1）螺母固定，丝杠转动并移动：
特点：结构简单，传动精度较高，螺母支撑杆 可消除附加轴向窜动，刚性较差。
机电一体化系统设计
第四章 丝杠螺母传动
2）丝杠转动，螺母移动：
特点：结构紧凑，丝杆刚性高。要限制螺母转 动，故需导向装置。
机电一体化系统设计
特点： 低速、间歇工作，传递
轴向力大、能自锁。
机电一体化系统设计
第四章 丝杠螺母传动
b) 传递运动为主（传动螺旋） 机床工作台的进给丝杠
特点： 速度高、连续工作、精度高。
机电一体化系统设计
第四章 丝杠螺母传动
c) 调整位置（调整螺旋）
虎钳
微调螺旋
特点：受力较小且不经常转动 。
机电一体化系统设计
第四章 丝杠螺母传动
第四章 丝杠螺母传动 （5） 几个基本概念
1）内螺纹和外螺纹
按螺纹的位置，螺纹分为内螺纹和外螺 纹，二者共同组成螺纹副用于联接和传动。
2）左旋螺纹和右旋螺纹
按螺旋线绕行方向，螺纹可分为左旋螺 纹和右旋螺纹。
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第四章 丝杠螺母传动
右旋
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左旋
第四章 丝杠螺母传动 3）单线螺纹和多线螺纹
第五章 丝杠螺母传动
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第四章 丝杠螺母传动 ➢ 1 丝杠螺母传动 ➢ 2 滑动丝杠螺母传动 ➢ 3 滚珠丝杠螺母传动
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第四章 丝杠螺母传动 1、丝杠螺母传动 （1） 丝杠螺母机构的主要构成
减摩介质 丝杠 + 丝杠螺母 + 滚动体（回珠装置）
机电一体化系统设计
管螺纹
英制螺纹，牙型角为55°，公称直径是管子内 径，可分为圆柱管螺纹和圆锥管螺纹，前者用于低 压场合，后者用于高温、高压或密封性高的管连接。
机电一体化系统设计
第四章 丝杠螺母传动
矩 形 螺 纹
矩形螺纹 牙型为正方形，牙型角为0°，传动效率最高，
牙根强度低，传动精度低，常用于传力或传导螺 旋，未标准化，逐渐被梯形螺纹所替代。
这种螺母便于操作，一般用于车 床溜板箱的螺旋传动中
第四章 丝杠螺母传动
2）螺杆结构
通常采用牙型为：
矩形 梯形 锯齿形
右旋螺纹
特殊情况下也采用左旋螺纹。
机电一体化系统设计
第四章 丝杠螺母传动
3）材料
一般螺杆的选用原则如下： 高精度传动时多选碳素工具钢 需要较高硬度，可采用铬锰合金钢
或者采用65Mn钢 一般情况下可用45、50钢
Ph1
特点：调节方便，可实现微动或快速移动，应 用广泛。
机电一体化系统设计
第四章 丝杠螺母传动
设螺杆2左、右两段螺纹的旋向相同,且导 程分别为Ph1和Ph2 。当螺杆2转动φ角时,可动 螺母1的移动距离L为
如果Ph1 与Ph2相差很小,则 L很小。因此差 动螺旋常用于各种微动装置
机电一体化系统设计
第四章 丝杠螺母传动
3）螺母转动，丝杠移动：
特点：结构复杂，占用空间大，传动时需限制 螺母移动和丝杠转动。
机电一体化系统设计
第四章 丝杠螺母传动
4）丝杠固定，螺母转动并移动：
特点：结构简单，紧凑，丝杆刚性较高，但使 用不方便，应用较少。
机电一体化系统设计
第四章 丝杠螺母传动
5）差动传动：
Ph2
a) 足够的滑移间隙 b) 充分地润滑 c) 足够的热胀冷缩补偿空间
因而，存在一定的空回间隙。
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第四章 丝杠螺母传动
2）滚珠丝杠螺母机构传递运动的基本条件： a) 足够的润滑储油空间 b) 足够的热胀冷缩弹性补偿能力 c) 滚珠的回珠装置（内或外） 可实现 无间隙工作。
机电一体化系统设计
机电一体化系统设计
S—导程
第四章 丝杠螺母传动 5）螺纹牙型
➢三角形螺纹 ➢矩形螺纹 ➢梯形螺纹 ➢锯齿形螺纹
机电一体化系统设计
主要用于联接 主要用于传动
第四章 丝杠螺母传动
普通螺纹
三角形螺纹
米制三角形螺纹，牙型角 为60°，同一公称直径下有 多种螺距，其中螺距最大的称 为粗牙螺纹，其余为细牙螺纹。
机电一体化系统设计
第四章 丝杠螺母传动 螺母材料可采用 铸造锡青铜，重载低速的场合可选用铸造铝 铁青铜，而轻载低速时也可选用耐磨铸铁。
机电一体化系统设计
第四章 丝杠螺母传动 （3） 丝杠螺母机构的分类及特点
1）按功能分 a) 传递力/能量为主（传力螺旋）
千斤顶
机电一体化系统设计
压力机
第四章 丝杠螺母传动
2）按摩擦方式分 a）滑动丝杠螺母机构： 优点： a) 结构简单 b) 加工方便 c) 成本低 d)具有自锁功能 缺点： a) 摩擦阻力较大 b)传动效率低(30%~40%)
机电一体化系统设计
第四章 丝杠螺母传动
b）滚动丝杠螺母机构： 优点： a) 传动效率高（92%~98%） b) 摩擦阻力小 c) 传动精度高 缺点： a) 结构复杂 b)成本高 c)无自锁功能
第四章 丝杠螺母传动
功能：
实现旋转运动与直线运动之间相互转换或调整 。
作用：
用于机构之间能量的传递和运动形式的传递 。
机电一体化系统设计
第四章 丝杠螺母传动 （2） 丝杠螺母结构及材料
1）螺母结构
整体螺母
不能调整间隙，只能用在轻载且 精度要求较低的场合
组合螺母 对开螺母
机电一体化系统设计
减少间隙，提高传动精度