机械自动设计-丝杆螺母传动

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。
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。
第四章 丝杠螺母传动
3）螺母转动，丝杠移动：
第四章 丝杠螺母传动
n=1
n=2
n=3
单线螺纹和多线螺纹
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 S—导程
λ—升角 α—牙型角、 β—牙型斜角
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
主要用于联接 主要用于传动
螺旋副零件与滑板的联接结构对螺旋副的磨损有直 接影响，设计时应注意。
常见的联接结构有下列几种：
刚性连接结构 弹性连接结构 活动连接结构
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1）刚性连接结构
(a)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱb)
图4-1 刚性联接结构
第四章 丝杠螺母传动
图4-1为刚性联接结构，这种联接结构的特点是牢固 可靠。
但当螺杆轴线与滑板运动方向不平行时，螺纹工作 面的压力增大，磨损加剧，严重（α 、β较大）时还会 发生卡住现象，刚性联接结构多用于受力较大的螺旋 传动中。
丝杠螺母传动
主讲讲师：宣言
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
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）
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
1）滑动丝杠螺母机构传递运动基本条件：
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。
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。
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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右旋
左旋
第四章 丝杠螺母传动 3）单线螺纹和多线螺纹
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）。
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。
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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。
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。
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。
第四章 丝杠螺母传动
5）差动传动：
Ph2 Ph1
特点：调节方便，可实现微动或快速移动，应 用广泛。
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
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。
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。
第四章 丝杠螺母传动
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
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
第四章 丝杠螺母传动 （4） 丝杠螺母传递的基本条件
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
压力机
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特点： 低速、间歇工作，传递
轴向力大、能自锁。
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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。
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作用：
用于机构之间能量的传递和运动形式的传递
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
减少间隙，提高传动精度
这种螺母便于操作，一般用于车 床溜板箱的螺旋传动中
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2）螺杆结构
通常采用牙型为：
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 。
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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%)
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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
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锯 齿 形 螺 纹
锯齿形螺纹
工作面的牙型斜角为3°，非工作面的牙型斜 角为30°，综合了矩形螺纹效率高和梯形螺纹牙 根强度高的特点，但仅用于单向受力的传力螺旋。
第四章 丝杠螺母传动 6) 螺距与导程
第四章 丝杠螺母传动
第四章 丝杠螺母传动
2、滑动丝杠螺母传动
（1） 螺旋副零件与滑板连接结构的确定
矩形 梯形 锯齿形
右旋螺纹
特殊情况下也采用左旋螺纹。
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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
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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。