螺旋传动设计
机械设计螺旋传动设计千斤顶
机械设计螺旋传动设计(千斤顶) 机械设计中的螺旋传动设计是机械工程中的重要组成部分，螺旋传动主要利用螺旋杆和螺母的相对运动来实现精确的直线运动和转动的传递。
千斤顶作为一种简单的机械装置，能够实现顶起重物的功能，其机械结构中就应用了螺旋传动的设计。
下面将对螺旋传动设计和千斤顶的设计进行详细的介绍。
一、螺旋传动设计1.螺旋传动的结构螺旋传动主要由螺旋杆、螺母、轴承、密封件等组成。
其中，螺旋杆是主要传动元件，它通过与螺母的相对运动来传递动力。
螺母与轴承配合，实现螺旋杆的旋转运动转化为直线运动。
密封件用于防止润滑油的泄漏和灰尘的进入。
2.螺旋传动的特点螺旋传动具有以下特点：（1）可以实现无间隙的传动，传动精度高；（2）传动效率较高，且能够实现准确的直线运动和转动的传递；（3）结构简单，使用维护方便，适用于各种不同的工作环境；（4）能够在恶劣的环境下工作，如高温、低温、强磁等环境。
3.螺旋传动的应用螺旋传动广泛应用于各种机械装置中，如：（1）千斤顶：用于顶起重物，实现重物的提升和支撑；（2）螺旋压力机：用于压制各种材料，如金属、木材、塑料等；（3）螺旋输送机：用于输送物料，如煤炭、粮食、化工原料等；（4）螺旋式搅拌器：用于液体的搅拌和混合。
二、千斤顶的设计千斤顶是一种简单的机械装置，能够实现顶起重物的功能。
其机械结构中应用了螺旋传动的原理。
下面将对千斤顶的设计进行详细的介绍。
1.千斤顶的结构千斤顶主要由底座、螺旋杆、螺母、顶盘、安全阀等组成。
其中，底座是千斤顶的基础，用于支撑整个装置；螺旋杆是主要的传动元件，用于传递动力；螺母与螺旋杆配合，实现旋转运动转化为直线运动；顶盘是千斤顶的顶升部分，用于支撑重物；安全阀用于控制千斤顶的顶升高度和防止过载。
2.千斤顶的工作原理千斤顶的工作原理如下：（1）将重物放置在顶盘上；（2）旋转螺旋杆，带动螺母向上移动，从而将重物顶起；（3）当顶盘到达一定高度时，安全阀自动打开，防止过载；（4）当需要下降重物时，只需旋转螺旋杆，使螺母向下移动即可。
螺旋传动设计计算
页码，2/8
对于30o锯齿形螺纹。h＝0.75P，则
【5－46】
【5－47】 螺母高度
H=фd2
式中：[P]为材料的许用压力，MPa，见表5－13；ф值一般取1.2～3.5。对于整体螺母，由于磨损后不能凋整间隙，为使受力分布比较均匀，螺纹工作圈数不宜过多，故取ф＝1.2～2.5对于剖分螺母和兼作支 承的螺母，可取ф=2.5～3.5只有传动精度较高；载荷较大，要求寿命较长时，才允许取ф=4。
0＝1.5∼3.0时，为不完全固定；l0／
＞3.0时，为固定支承。
0
2）若以整体螺母作为支承时，仍按上述方法确定。此时取l0＝H（H为螺母高度）。
3）若以剖分螺母作为支承时，叫作为不完全固定支承。
4）若采用滚动支承已有径向约束时，可作为铰支；有径向和轴向约束时，可作为固定支承。
页码，8/8
/xc_jd/machide/jxsj/01-07-00.htm
【5－49】
2009-4-17
螺旋传动设计 A — 螺杆螺纹段的危险截面面积。
W —螺杆螺纹段的抗扭截面系数， T
页码，4/8
d — 螺杆螺纹小径，mm；
l
T—螺杆所受的扭矩，
［σ］—螺杆材料的许用应力，MPa，见下表
滑动螺旋副材料的许用应力
螺旋副材料
螺杆 螺母
钢
青铜 铸铁 钢
[σ] σs/(3~5)
根据公式算得螺纹中径d2后，应按国家标准选取相应的公称直径d及螺距P。螺纹工作圈数不宜超过10圈。
/xc_jd/machide/jxsj/01-07-00.htm
表：滑动螺旋副材料的许用压力[ P]
2009-4-17
螺旋传动设计
螺杆—螺母的材料 钢—青铜
哈工大机械设计大作业螺旋传动设计千斤顶.
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y机械设计大作业说明书大作业名称：螺旋传动设计设计题目：设计螺旋起重器（千斤顶）班级：1215102设计者：张紫薇学号：1121510208指导教师：张锋设计时间：2014年10月6日哈尔滨工业大学目录一、设计任务书 (1)二、各部分尺寸计算及校核1、选择螺杆、螺母的材料 (2)2、耐磨性计算 (2)3、螺杆各部分尺寸计算 (2)4、螺杆强度校核 (2)5、螺母螺纹牙强度计算 (3)6、螺纹副自锁条件校核 (4)7、手柄设计…………………………………………………………………………………………… (4)8、螺杆的稳定性校核 (5)9、螺母外经及凸缘设10、底座设计………………………………………………………………………………………………611、其他零件相关尺寸 (7)三、参考文献 (8)一、设计任务书设计螺旋起重器，简图如下1、螺旋起重器已知数据：起重量F Q=30kN，最大起重高度H o=180mm（题号3.1.1）。
2、设计要求：(1) 绘制装配图一张，画出起重器的全部结构，按照装配图要求标注尺寸、序号及填写明细栏、标题栏，编写技术要求。
(2) 对起重器各部分尺寸进行计算，对螺杆和螺母螺纹牙强度、螺纹副自锁性、螺杆的稳定性进行校核。
二、各部分尺寸计算及校核1、选择螺杆、螺母的材料螺杆采用45号钢，由参考文献[3]查得抗拉强度MPa 600b =σ，MPa 355s =σ。
螺母材料用铝青铜ZCuAl10Fe3（考虑速度低）。
2、耐磨性计算根据螺纹的耐磨性条件 []p hHd FPp s ≤=2π，引进系数2d H =ψ以消去H ，并且对于梯形螺纹，h =0.5p ，因此得[]mm 4.23226.110308.08.032=⨯⨯=≥p F d ψ式中2d ——螺杆螺纹中径，mm ；F ——螺杆所受轴向力，即起重量，kN ；ψ——根据螺母结构选定，对于整体式螺母取ψ=1.2~2.5，此处取ψ=1.6；[]p ——滑动螺旋副材料的许用压强，根据参考文献[2]中表8.11，当螺杆和螺母副材料分别是钢和青铜且低速滑动时，许用压强[]p =18~25，此处取[]p =22 。
滚珠螺旋传动设计基础
滚珠螺旋传动设计基础
滚珠螺旋传动是一种广泛应用于工业领域的机械传动方式，具有传递大扭矩、高精度、可靠性高等优点。
本文将介绍滚珠螺旋传动的基本概念、结构设计、选型计算方法及应用案例等方面的内容，旨在为工程师们提供滚珠螺旋传动设计的基础知识和技术指导。
涉及的主要内容包括：
1. 滚珠螺旋传动的基本概念，如滚珠丝杠、螺母、导轨等的定义、结构特点及作用等。
2. 滚珠螺旋传动的结构设计，包括传动副的布置形式、滚珠丝杠和螺母的几何参数设计、支撑结构设计等。
3. 滚珠螺旋传动的选型计算方法，包括传动比的计算、扭矩传递计算、动力学分析等。
4. 滚珠螺旋传动应用案例的介绍，包括机器人、数控机床、精密仪器等领域的应用实例。
通过本文的学习，读者将了解滚珠螺旋传动的基本原理和设计方法，能够进行滚珠螺旋传动的结构设计和选型计算，并且能够应用滚珠螺旋传动解决实际工程问题。
- 1 -。
螺旋传动机构课程设计
螺旋传动机构课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解螺旋传动机构的基本概念，掌握其分类和工作原理。
2. 学生能掌握螺旋传动机构的几何参数计算，并运用相关公式进行简单计算。
3. 学生了解螺旋传动机构在工程实际中的应用，能分析其在不同工况下的优缺点。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析并解决螺旋传动机构相关的问题。
2. 学生能够设计简单的螺旋传动机构，并进行性能分析和优化。
3. 学生能够熟练使用相关绘图软件，绘制螺旋传动机构的示意图。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械传动领域的兴趣，激发其探索精神和创新意识。
2. 培养学生具备良好的团队协作精神和沟通能力，学会倾听、尊重他人意见。
3. 引导学生关注螺旋传动机构在工程实际中的应用，认识到学习机械知识的实用价值。
课程性质分析：本课程为机械设计基础课程，旨在帮助学生掌握螺旋传动机构的基本知识和应用技能。
学生特点分析：学生为高中年级学生，具备一定的物理和数学基础，对机械传动有一定了解，但缺乏深入的认识。
教学要求：结合学生特点和课程性质，将课程目标分解为具体的学习成果，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
同时，注重培养学生的创新意识和团队协作精神，为后续学习打下坚实基础。
二、教学内容1. 螺旋传动机构的基本概念：包括螺旋传动机构的定义、分类及工作原理。
- 教材章节：第二章第二节“螺旋传动机构概述”- 内容列举：螺旋传动机构的类型、特点及应用场景。
2. 螺旋传动机构的几何参数计算：涉及螺旋角、导程、齿面宽度等参数的计算方法。
- 教材章节：第二章第三节“螺旋传动机构的几何参数计算”- 内容列举：螺旋角、导程、齿面宽度计算公式及示例。
3. 螺旋传动机构的应用分析：分析不同工况下螺旋传动机构的优缺点。
- 教材章节：第二章第四节“螺旋传动机构的应用分析”- 内容列举：不同工况下螺旋传动机构的设计要点及性能分析。
4. 螺旋传动机构的设计与优化：介绍设计方法和优化策略。
机械原理与机械设计 (下册) 第4版 第16章 螺旋传动
d1 4
11
滑动螺旋传动
Q275 钢 40 时，优质碳素钢 60 时，不必校核。
淬火钢 未淬火钢
85 85
90 90
Fc
480
1 0.0002 2
πd12 4
Fc
π 2 EI a
l 2
Fc
340
1 0.00013 2
πd12 4
Fc
π 2 EI a
l 2
高精度传动，进行螺杆刚度计算；高速传动，验算螺杆临界转速。
（圆整）
整体式螺母 1.2 ~ 1.5 剖分式螺母 2.5 ~ 3.5 精度高、寿命长 4
旋合圈数 Z H / P 10
自锁性
（不圆整）
v
arctan
cos
2. 螺纹牙强度计算
螺母；悬臂梁假定
抗剪强度条件 F [ ]
πDbZ
抗弯强度条件
b
6Fa πDb2Z
[ b ]
8
滑动螺旋传动
第十六章 螺旋传动
螺旋传动的应用和分类
第一节 螺旋传动的应用和分类
功能 利用螺旋副，将回转运动变为直线运动，同时传递动力。
螺旋机构
自由度
M 1
F (6 M )n (i M ) pi i5 (6 4) 2 (5 4) 3
1
简单螺旋机构
滑块位移
s2
1
2π
S
1
差动螺旋机构 运动形式变换
12
滑动螺旋传动
5. 螺杆刚度计算
轴向载荷 F 作用，螺杆拉压，螺距变形量
PF
FP EA
4FP πd12 E
转矩 T 作用，螺杆扭转，一个螺距长度内的扭转角
TP 32TP
丝杠滚动螺旋传动设计和选用
丝杠滚动螺旋传动设计和选用首先，设计丝杠滚动螺旋传动需要确定一些关键参数。
例如，传动比是指输入转矩与输出转矩的比值，需要根据实际应用需求来确定。
另外，还需要确定传动效率、传动精度和传动刚度等参数。
传动效率是指丝杠滚动螺旋传动中输入功率与输出功率的比值。
传动效率越高，传动损失越小。
一般来说，丝杠滚动螺旋传动的传动效率可以达到90%以上。
传动精度是指丝杠滚动螺旋传动的位置传动误差。
传动精度越高，位置误差越小。
传动精度受到丝杠的导程和滚珠螺旋传动副的精度的影响。
传动刚度是指丝杠滚动螺旋传动的刚性大小。
传动刚度越大，传动系统的抗载能力越强。
传动刚度受到丝杠和导轨的刚度的影响。
选用丝杠滚动螺旋传动时，需要根据实际应用需求综合考虑传动比、传动效率、传动精度和传动刚度等因素。
选择合适的丝杠滚动螺旋传动类型也是很重要的。
常见的丝杠滚动螺旋传动类型有滚珠丝杠传动和滚子丝杠传动。
滚珠丝杠传动由于滚珠与丝杠螺纹之间具有点接触而具有较小的摩擦，摩擦损失小，传动效率高，适用于高速传动。
而滚子丝杠传动由于滚子与丝杠螺纹之间具有线接触而具有更大的传动力和刚性，适用于高负载传动。
因此，在选用丝杠滚动螺旋传动时需要根据传动功率、负载大小以及传动速度等因素来选择合适的传动类型。
除了传动类型外，选用合适的丝杠和导轨也非常重要。
丝杠的导程决定了传动精度和速度。
导轨的刚度决定了传动系统的刚度和抗载能力。
在选用丝杠和导轨时，需要考虑工作环境、负载大小以及传动速度等因素。
同时还需要考虑丝杠和导轨的耐磨性和使用寿命。
总之，丝杠滚动螺旋传动的设计和选用需要根据实际应用需求来确定传动比、传动效率、传动精度和传动刚度等参数。
同时还需要选择合适的传动类型、丝杠和导轨来满足应用需求。
只有在综合考虑了这些因素之后，才能设计出满足要求的丝杠滚动螺旋传动。
滚珠螺旋传动设计
滚珠螺旋传动设计滚珠螺旋传动是一种常见的机械传动装置，广泛应用于许多领域。
它的作用是将旋转运动转化为线性运动，并提供高效的传递力和精确的定位功能。
滚珠螺旋传动的基本概念是通过滚珠和螺旋形螺纹之间的接触来传递力量。
当螺旋轴旋转时，滚珠会沿着螺旋形螺纹的槽口运动，从而使工件或装置上的配合部件产生线性运动。
滚珠螺旋传动具有以下几个主要作用：转换运动：滚珠螺旋传动能够将旋转运动转化为线性运动。
通过旋转输入轴，滚珠会通过螺旋形螺纹的槽口移动，从而使输出轴或其它配合部件发生线性位移。
传递力量：滚珠螺旋传动通过滚珠与螺旋形螺纹的接触，能够传递大量的力量。
这使得滚珠螺旋传动在需要承受较大负载的应用中非常有用。
定位精确：滚珠螺旋传动能够提供非常精确的定位功能。
滚珠与螺旋形螺纹的槽口接触能够使传动装置或被传动的部件达到准确定位，从而实现精确的位置控制。
综上所述，滚珠螺旋传动在机械领域中具有重要的作用，它能够将旋转运动转化为线性运动，并提供高效的传递力和精确的定位功能。
滚珠螺旋传动是一种常用的机械传动方式，其工作原理和设计要点如下：工作原理：滚珠螺旋传动通过螺纹轴和滚珠螺旋嵌套在螺纹槽中的螺母之间的相互作用，将旋转运动转化为直线运动或将直线运动转化为旋转运动。
具体而言，当螺纹轴旋转时，滚珠螺旋滚动在轴与螺纹槽之间，使螺母沿着螺纹轴的轴线方向移动。
工作原理：滚珠螺旋传动通过螺纹轴和滚珠螺旋嵌套在螺纹槽中的螺母之间的相互作用，将旋转运动转化为直线运动或将直线运动转化为旋转运动。
具体而言，当螺纹轴旋转时，滚珠螺旋滚动在轴与螺纹槽之间，使螺母沿着螺纹轴的轴线方向移动。
设计要点：设计要点：螺纹轴和螺纹槽的设计应根据所需的负载、转速和运动精度确定。
滚珠螺纹的选择应考虑其材料、形状和尺寸，以确保传动的可靠性和效率。
螺母的设计应使其能够与螺纹轴和滚珠螺纹良好配合，并具有一定的运动准确性和刚度。
适当的润滑和密封措施是滚珠螺旋传动设计中的关键要点，以保证其运行平稳、寿命长。
机械设计基础 第十二章 螺旋传动
传力螺旋
传导螺旋 调整螺旋
第一节 概述
（1）传力螺旋 （传递动力为主） 应用：举重器 螺旋千斤顶 螺旋压力机 特点： 低速 间歇工作 传递轴向力大 自锁
第一节 概述
（2）传导螺旋（传递运动为主） 应用：机床进给丝杠 特点： 速度高 连续工作、 精度高
第一节 概述
（3）调整螺旋 （调整并固定零件间的相对位置 ）
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，滚动体沿螺纹滚道滚动并形成循环。
第三节 其他螺旋传动简介
二、静压螺旋传动简介
液体摩擦，靠外部液压系统提高油压，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。
本章结束
特点：受力较小且不经常转动
应用：带传动张紧装置、机床卡盘、轧钢机轧 辊下压螺旋。
第一节 概述
按摩擦性质的不同，螺旋传动又可分为 滑动摩擦螺旋传动（简称滑动螺旋） 滚动摩擦螺旋传动（简称滚动螺旋/滚珠丝杠）
静压滑动摩擦螺旋传动（简称静压螺旋）。
第一节 概述
（1）滑动螺旋
优点：构造简单、传动比大，承载能力高，加工 方便、传动平稳、工作可Hale Waihona Puke 、易于自锁。剪切强度校核公式为
F zπDb
一圈螺纹沿螺纹大径展开图
螺纹大径
第二节 滑动螺旋传动的设计
四、螺杆强度校核 螺杆受轴向力F及转矩T的作用,
d2 TF tan( v ) 2
第四强度理论确定危险截面的计算应力
4F T ca 3 2 3 3 πd πd / 16 1 1
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。
螺旋传动设计计算
螺旋传动设计计算
螺旋传动是一种常见的传动方式，适用于许多机械装置中。
它由螺杆和螺母组成，利用螺纹的斜面来传递力和运动。
螺旋传动的设计计算涉及到以下几个方面：
1.力学计算：螺旋传动的传动效率和承载能力是设计的重要指标。
计算螺杆的强度和螺纹的接触应力是确保传动顺利进行的关键。
具体的计算方式可以参考相关的力学教材和手册。
2.尺寸计算：螺旋传动的几何尺寸也需要根据具体的传动要求进行计算。
如螺纹剖面的形状和尺寸、螺杆的长度和直径等。
这些尺寸需要满足传动的力学要求，同时还要考虑到装配和制造的工艺性。
3.选材计算：螺杆和螺母的材料选择也是设计计算的一部分。
螺杆的材料应具有足够的强度和硬度，以承受传递的力和磨损。
而螺母的材料则需要具有良好的耐磨性和低摩擦系数，以减小传动过程中的能量损失。
4.润滑计算：螺旋传动的润滑也是设计计算的关键部分。
适当的润滑可以减小螺杆和螺母之间的摩擦和磨损，提高传动效率和寿命。
润滑计算需要考虑到润滑剂的黏度、温度和流动性等因素。
除了上述设计计算，螺旋传动的设计还需要考虑到其他一些因素，如传动的精度要求、噪声和振动等。
此外，还需要进行传动的动力学分析和稳定性分析等。
总之，螺旋传动的设计计算是一个复杂而综合的过程，需要综合考虑多个因素。
正确的设计计算可以确保螺旋传动的可靠性和性能，提高机械装置的工作效率和寿命。
机械设计 螺旋传动设计(千斤顶)
机械设计（基础）课程设计计算说明书设计题目：螺旋传动设计——螺旋起重器（千斤顶）学院：机电工程及自动化学院专业：机械工程与自动化学号：11121497设计者：袁悦组员：郭丽琴、闫赟、袁悦指导老师：邓召义完成日期：2013-10-30计算及说明主要结果 一、设计题目螺旋起重器（千斤顶）已知条件：起重量F=44KN ，最大起重高度L=200mm 。
二、确定螺纹牙型及螺纹基本尺寸1）、螺纹牙型的选择滑动螺旋的牙型可以采用梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹；螺旋传动常采用梯形螺纹和矩形螺纹。
梯形螺纹的工艺性好，牙根强度高，对中性好，矩形螺纹效率高，但其牙根强度低，加工精度低，目前已经逐渐被梯形螺纹所取代。
2）、螺纹基本尺寸的选择螺纹中径按螺母螺纹牙面得耐磨性计算，对于梯形螺纹，h=0.5P,则有，中径：32644100.80.8[] 1.52410F d p ⨯≥=⨯=Φ⨯⨯27.97mm 式中： 1.5,[]24p MPa Φ==对于梯形螺纹，查表4-5，选取P=6mm ；查表4-6，得： 螺杆标准中径229d mm =，小径325d mm =，大径32d mm =； 螺母标准中径229D mm =，小径126D mm =，大径433D mm =。
三、螺杆的设计计算1）、材料螺杆常用的材料为Q235、Q275、35钢和45钢。
对于重要传动，要求较高耐磨性，需进行热处理，可选用40Cr 或65Mn 。
此处选用45钢。
故σs=355MPa ，查表21-3得5~3][s σσ=，取[σ]=115MPa; σb=600MPa 。
2）、螺杆结构螺杆上端需用支撑托杯和插装手柄，故此处应加大直径，其结构如图1所示。
图中L 为最大起重，H 为螺母高度，手柄孔径k d 的大小应根据手柄直径p d 决定，一般取mm d d p k 5.0+>。
为了便于切制螺纹，应设退刀槽，退刀槽处的直径c d 要比螺纹小径3d 小0.2~0.5mm 。
介绍螺旋传动的设计理念与结构方法[整理版]
![介绍螺旋传动的设计理念与结构方法[整理版]](https://img.taocdn.com/s3/m/10f5350a58eef8c75fbfc77da26925c52cc591fc.png)
介绍螺旋传动的设计理念与结构方式1．滑动螺旋传动的结构螺旋传动的结构主要是指螺杆和螺缉的固定与支承结构形式。
当螺杆短而粗且垂直布置时，如起重的传力螺旋，可以利用螺母本身作为文承。
顺当炽杆纫而长巳水平布置时，如机床的丝杯，应在螺杆两端或中间附加支承，以提高螺仟的作刚度，其支承结构和轴的支承结构基本相同。
螺旋的结构肖整体式螺旋、刘分式螺母和组合式螺母等形式。
整体式螺母结构简单，但因磨损而产生的轴向间隙不能补偿，故只适用于精度要求不高的螺旋传动。
剖分式螺碌和组合式螺母能补偿旋合螺纹的磨损和消除轴向间隙，可以避免反向传动时的字行程，故广泛应用于经常正反转的传导螺旋小。
滑动螺旋传动中多采用梯形或锯齿形螺纹，且常用右旋螺纹。
传力螺旋和调整螺旋要求自锁时，应采用单线螺纹；对于传导螺旋，为‘厂提高其传动效率和直线运动速度，可采用多线螺纹。
2．螺纹的基本参数圆柱内螺纹和外螺纹。
螺纹的基本要素包括螺纹的牙型、直径、线数、螺距和导程、旋向以及升角。
(1)螺纹的牙型。
1)螺纹牙。
在加工螺纹的过程中，由于刀具的切入形成了连续的凸起和沟福两部分。
螺纹凸起的部分称为螺纹牙，其顶端称为螺纹的牙顶；螺纹沟槽部分的底部称为螺纹的牙底。
2)牙型。
在通过螺纹轴线的剖面上，螺纹的轮廓形状称为牙型。
由螺纹的形成原理可知，牙型即是沿螺旋线运动的平面团形。
常见的螺纹牙型有子角形、梯形和锯齿形等。
3)牙型角。
在通过螺纹轴线的剖面上，螺纹牙型的两个侧边之间的夹角称为牙型角表示。
4)牙侧角。
螺纹牙型的侧边与螺纹轴线的垂线之间的夹角称为牙侧角，用辟表不。
5)牙型高度。
牙顶到牙底的垂直距离称为牙型高度．用A表示。
(2)螺纹的直径。
1)大径。
螺纹的最大盲径称为大径，即与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重仑的假想圆柱的直径c外螺纹的大径用J表示，内螺纹的大径用D表示。
在有关螺纹的标准中，大径称为螺纹的公称直径。
2)小径。
螺纹的最小直径称为小径，即与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆枚的直径。
螺旋传动教学设计
螺旋传动教学设计引言：螺旋传动是一种常见的力传递机构，在机械设计中被广泛应用。
它的结构简单，可靠性高，具有较大的传递功率和扭矩特性。
在教育教学中，螺旋传动也是一个重要的知识点，通过螺旋传动教学的设计可以帮助学生更好地理解和掌握这一机械原理。
一、教学目标螺旋传动教学的目标是帮助学生掌握螺旋传动的基本原理和结构特点，理解其在机械设计中的应用，能够进行简单的螺旋传动计算和选型。
二、教学内容与方法1. 教学内容a. 螺旋传动的基本原理和结构特点b. 螺旋传动的分类和应用领域c. 螺旋传动的计算方法和选型准则2. 教学方法a. 理论讲解：通过课堂讲解，介绍螺旋传动的基本原理和结构特点，引导学生理解螺旋传动的工作原理。
b. 实验演示：通过搭建简单的螺旋传动实验装置，展示螺旋传动的工作过程，帮助学生直观地了解其传动特性。
c. 计算练习：设计一定数量的螺旋传动计算题目，让学生通过计算实践提高螺旋传动计算能力。
d. 案例分析：选取一些实际应用中的螺旋传动案例，让学生深入了解螺旋传动在不同领域的应用和优势。
三、教学步骤1. 知识导入在教学开始时，可以通过提问、引述实例等方式，引起学生对螺旋传动的兴趣，并了解学生对螺旋传动的基本认知。
2. 理论讲解在理论讲解环节，重点向学生介绍螺旋传动的工作原理、结构特点和分类。
通过具体实例和图示，帮助学生理解螺旋传动的机械运作过程。
3. 实验演示在实验演示中，可以引入一个简单的螺旋传动实验装置，让学生亲自参与搭建和观察实验过程。
通过实验演示，学生可以直观地了解螺旋传动的传动方式和特点。
4. 计算练习设计一定数量的螺旋传动计算题目，让学生通过计算练习提高螺旋传动计算能力。
题目可以包括螺旋传动的转速计算、传动比计算等。
第05章螺旋传动1
f ϕ v = tg cosα f为螺纹表面摩擦系数(表5-6), α为螺纹牙形半角。
−1
三.螺旋传动的设计和计算
②承受与螺 杆轴线有偏心 距为a的轴向 载荷Fa，相当 于计算有一轴 向载荷Fa和一 力矩aFa作用 在此螺杆轴线 上，由此引起 的摩擦力矩。
aFa=N0b
三.螺旋传动的设计和计算
aFa 1 Fn = b sin α
§5-1螺旋传动的类型、特点和应用
在螺旋传动中，螺杆和螺母的相对运动 关系为：
zt l= ϕ 2π
(5-1)
式中： l－螺杆或母移动的距离或行程； t－螺杆(螺母)的螺距； z－螺纹线头数，常用z=1； ϕ－杆螺母间的相对转角；
一.螺旋传动的类型和应用
按用途分类 ⑴传力螺旋 传递动力，承受较大的载荷，传动精度要 求较低，要具有足够的强度。 ⑵测量螺旋(称示数螺旋) 精确地传递相对运动或位移，要求传动精 度高、回差小、运动灵活。 ⑶一般传动螺旋 精确定位，要求螺纹不松动，自锁，一般 的传动。
通常螺纹的圈数n≤10。
三.螺旋传动的设计和计算 ⑵刚度计算 螺杆受轴向载荷时，一个螺距的变化量 λFt为： 式中： λ F ---一个螺距的变化量； Fa---轴向载荷； t---螺距； E---螺杆材料拉压弹性模量， 对于钢： E=2.0×105MPa； A---螺杆螺纹截面面积，对梯形螺纹按螺纹中 径计算；螺杆受拉时上式取“＋”号，受压时取“－” 号。
三.螺旋传动的设计和计算
2.螺旋传动的设计方法：类比法和计算法 类比法 ⑴螺杆工作长度L，应满中仪器的行程要求， 设计时L应为:
L ≥ l1 + l2 + l3
(5-３)
式中：l1 ---精密机械与仪器需要的行程； l2---螺母的工作轴向长度(或高度); l3 ---满足精密机械与仪器行程要求 外适当的余量，一般 5~10mm。
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
感谢观看
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
哈工大机械设计大作业螺旋传动设计(千斤顶)
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y机械设计大作业说明书大作业名称：机械设计大作业设计题目：螺旋传动设计班级：设计者：学号：指导教师：宋宝玉设计时间：2014·10·03哈尔滨工业大学目录1设计题目-------------------------------------------------------------------------------------------------------3 2螺母、螺杆选材----------------------------------------------------------------------------------------------3 3耐磨性计算-----------------------------------------------------------------------------------------------------3 4螺杆强度校核-------------------------------------------------------------------------------------------------3 5螺纹牙强度校核----------------------------------------------------------------------------------------------4 6螺纹副自锁条件校核---------------------------------------------------------------------------------------5 7螺杆稳定性校核----------------------------------------------------------------------------------------------5 8螺母外径及凸缘设计---------------------------------------------------------------------------------------6 9手柄设计--------------------------------------------------------------------------------------------------------6 10底座设计-------------------------------------------------------------------------------------------------------7 11各部分尺寸及参数-----------------------------------------------------------------------------------712参考资料-------------------------------------------------------------------------------------------------------81、设计题目螺旋起重器（千斤顶）已知条件：3.1.2起重量Q F =40KN ，最大起重高度H=200mm 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
P（mm），螺母高度为D（mm），螺纹工件圈数为u＝H/P 。
则螺纹工作面上的耐磨性条件为
『5－43』上式可作为校核计算用。
为了导出设计计算式，令ф=H/d2，
则H=фd2，，代入式（5－43）引整理后可得
【5－44】
对于矩形和梯形螺纹，h＝0.5P，则
【5－46】
对于30o锯齿形螺纹。
h＝0.75P，则
【5－47】
螺母高度
H=фd2
式中：[P]为材料的许用压力，MPa，见表5－13；ф值一般取1.2～3.5。
对于整体螺母，由于磨损后不能凋整间隙，为使受力分布比较均匀，螺纹工作圈数不宜过多，故取ф＝1.2～2.5对于剖分螺母和兼作支承的螺母，可取ф=2.5～3.5只有传动精度较高；载荷较大，要求寿命较长时，才允许取ф=4。
根据公式算得螺纹中径d2后，应按国家标准选取相应的公称直径d及螺距P。
螺纹工作圈数不宜超过10圈。
表：滑动螺旋副材料的许用压力[ P]
螺纹牙危险截面a－a的弯曲强度条件为
【5－51】
式中：
b——螺纹牙根部的厚度，mm，对于矩形螺纹，b＝0.5P对于梯形螺纹，b一0.65P,对于30o锯齿形螺纹，b=0.75P，P为螺纹螺距；
l——弯曲力臂；mm参, l=(D-D2)/2；
[τ]——螺母材料的许用切应力，MPa，；
[σ]b——螺母材料的许用弯曲应力，MPa，。
当螺杆和螺母的材料相同时，由于螺杆的小径d l小于螺母螺纹的大径D，故应校核杆螺纹牙的强度。
此时，上式中的D应改为d1。
螺母外径与凸缘的强度计算。
在螺旋起重器螺母的设计计算中，除了进行耐磨性计算与螺纹牙的强度计算外，还要进行螺母下段与螺母凸缘的强度计算。
如下图所示的螺母结构形式，工作时，在螺母凸缘与底座的接触面上产生挤压应力，凸缘根部受到弯曲及剪切作用。
螺母下段悬置，承受拉力和螺纹牙上的摩擦力矩作用。
设悬置部分承受全部外载荷Q，并将Q增加20～30％来代替螺纹牙上摩擦力矩的作用。
则螺母悬置部分危险截面b－b内的最大拉伸应力为
式中[σ]为螺母材料的许用拉伸应力，[σ]=0.83[σ]b，[σ]b为螺母材料的许用弯曲应力，见表5－15。
螺母凸缘的强度计算包括：
凸缘与底座接触表面的挤压强度计算
式中[σ]p为螺母材料的许用挤压应力，可取[σ]p=（1.5 1.7）[σ]b
凸缘根部的弯曲强度计算
式中各尺寸符号的意义见下图。
凸缘根部被剪断的情况极少发生，故强度计算从略。
螺杆的稳定性计算：
对于长径比大的受压螺杆，当轴向压力Q大于某一临界值时，螺杆就会突然发生侧向弯曲而丧失其稳定性。
因此，在正常情况下，螺杆承受的轴向力Q必须小于临界载荷Q。
则螺杆的稳定性条件为
S sc=Q c/Q≥S s
式中：S sc——螺杆稳定性的计算安全系数；
S s——螺杆稳定性安全系数，对于传力螺旋（如起重螺杆等），S s=3.5～5.0对于传导
螺旋，S s＝2.5～4.0；对于精密螺杆或水平螺杆，S s＞4。
Q c——螺杆的临界载荷，N，根据螺杆的柔度λS值的大小选用不同的公式计算。
λS=μl/i，此处，μ为螺杆的长度系数，；l为螺杆的工作长度，mm，若螺杆两端支承时，取两支点间的距离作为工作长度l；若螺杆一端以螺母支承时，则以螺母中部到另一端支点的距离，作为工作长度l；i为螺杆危险截面的惯性半径，mm，若螺杆危险截面面积
则
当λS≥100时，临界载荷Q c可按欧拉公式计算，即。