第十一章螺旋传动
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（5）精密传导螺旋： 校核螺杆的刚度。
设计时，应根据螺旋传动的类型、 工作要求及失效形式等，选择不同的设 计方法。
设计方法
（一）耐磨性计算 进行条件性的耐磨计算是限制螺纹工作面
的压强p不超过材料的许用压强[p]。
设计方法
强度条件：
p F/z FP ≤
d2h d2hH
[
p
]
(MPa)
(11-1)
二、分类 2、按摩擦性质分类 （2）滚动螺旋
将螺旋副的滑动摩擦变为滚动摩擦。 特点:摩擦阻力小、传动效率高（一般>90％）、 运转灵活、磨损小，但结构复杂、成本高。
二、分类
2、按摩擦性质分类
（3）静压螺旋
进油
节 流
h1
h2
器
回油
Fr
油腔
B
C
Fa
p 1
p2
A
螺旋面
在螺旋副中注入压力油并形成压力油膜，使 螺杆与螺母的螺纹牙表面分开。特点：摩擦阻力 最小、传动效率高（可达99%）、工作寿命长， 结构复杂，成本高。
螺杆：常用45、50号中碳钢，调质处 理；重要螺杆可用T12、65Mn、40Cr 等 钢 ； 稳 定 性 好 的 螺 杆 可 用 9 Mn2V、 CrWMn、38CrMoAlA等钢。
螺母：常用材料铸造青铜（如 ZCuSn10P1、ZCuSn5Pb5Zn5）；重 载低速用强度较高的铸造青铜（如 ZCuAl10Fe3）；重载调整螺旋用35号 钢或球墨铸铁；轻载低速用耐磨铸铁或 普通灰铸铁。
第十一章 螺旋传动
第一节 概 述
螺旋副的用途及分类
一、用途
螺旋传动是将旋转运动变换为直线 运动的一种传动方式，由螺杆（或称丝 杠）和螺母组成。
二、分类
1、按用途分
（1）传力螺旋 主要用于传递动力，如起重螺旋、轧钢机
压下螺旋等 。特点：通常要求具有自锁能力。
（2）传导螺旋 主要用于传递运动、如机床进给螺旋等。
设计公式：
螺纹工作高度 h0.75 P矩形和梯形螺纹 h0.5P 30º锯齿形螺纹
令系数=H/d2，由式（11–1）可
得
矩形、梯形螺纹
d 2 ≥ 0.8
F [ p]
(11–2)
锯齿形螺纹
d2
≥ 0.65
F [ p]
(11– 3)
一般 1.2~3.5
值越大，螺母越厚，螺纹工作圈数越多。
（二）螺杆的强度校核
（四）螺旋副的自锁条件校核
有自锁性要求的螺旋副，螺纹升角y应满足
yarctngd2Pv 1
(11–7)
由于摩擦系数f与螺旋副材料、表面加 工、润滑情况、压强和温度等有关，为了
保证螺旋副的自锁，应使y比v小1。
（五）螺杆的稳定性校核
螺杆受压时，稳定性校核应满足的条件： F c ≥2.5~4 F
式中 F–––作用在螺杆上的轴向力（N）； Fc–––螺杆临界压力（N），见表11–2。
第二节 滑动螺旋传动的设计
一、滑动螺旋传动的设计计算 主要失效形式：
（1）主要受扭转和轴向载荷作用：螺纹磨损。 设计准则：按耐磨性计算
（2）传力较大的螺旋：塑性变形或断裂。 设计准则：校核危险截面的强度和螺纹 牙的剪切、弯曲强度。
（3）自锁要求的螺旋：
校核其自锁性。
（4）高速转动的细长螺杆：横向振动 设计准则：校核螺杆的临界转速。
对于受力比较大的螺杆，需根据第四强 度理论求出危险截面的计算应力：
4F
d12
2
310.02d0T1302
≤[ ]
Βιβλιοθήκη Baidu
(11–4)
（三）螺纹牙的强度校核
（三）螺纹牙的强度校核
螺纹牙的剪切强度和弯曲强度校核式 分别为 :
F ≤[ ] Dbz
(11–5)
b
3Fh
Db2 z
≤ [
b
]
(11–6)
如螺杆和螺母的材料相同时，则按螺杆计算。
第三节 其他螺旋传动简介
一、滚动螺旋传动简介
滚动螺旋传动结
构
导路
螺母 滚珠
a)外循环式
螺杆
反向器
b)内循环式
滚动螺旋传动的特点：
优点: 传动效率高、起动力矩小、运转灵活、
工作平稳和寿命长。 缺点：
结构复杂、刚性和抗振性较差、不能自 锁、需要防逆转装置。它在机床和汽车中应 用较多。
用途： 它在机床和汽车中应用较多。
二、静压螺旋传动简介
静压螺旋传动的工作原理
进油
节 流
h1
h2
器
回油
Fr
油腔
B
C
Fa
p 1
p2
A
螺旋面
静压螺旋传动的特点
优点： 传动效率高、转动灵敏、刚性和抗振性
能较好，由于螺纹工作面无直接接触，故无 机械磨损，适于各种载荷、转速下工作。
缺点：
结构复杂，需要一套过滤精度高的压 力供油装置，故成本高。
特点：传动精度较高，运转轻便灵活。 （3）调整螺旋
主要用于调整、固定零件的相对位置，如 机床夹具、仪器和等。特点：受力较小，微 量或快速地调整固定零件的相对位置。
二、分类
2、按摩擦性质分类
（1）滑动螺旋
常用梯形和锯齿形螺旋副。特点：结构简 单、加工方便、易于自锁。但摩擦阻力大、传 动效率低（通常为30~60%）、磨损快、传动精 度低、且低速时有爬行现象。
当式（11–8）不能满足时，应适当增大螺杆 小径d1。
（六）螺旋传动效率的计算
滑动螺旋传递载荷时的传动效率为：
tgy
tgy v
(11–9)
二、滑动螺旋传动的材料、 许用压强和许用应力
螺杆的材料要有足够的强度和耐磨 性。螺母的材料除了要有足够的强度外， 还要求在与螺杆材料相配合时摩擦系数 小和耐磨。
设计时，应根据螺旋传动的类型、 工作要求及失效形式等，选择不同的设 计方法。
设计方法
（一）耐磨性计算 进行条件性的耐磨计算是限制螺纹工作面
的压强p不超过材料的许用压强[p]。
设计方法
强度条件：
p F/z FP ≤
d2h d2hH
[
p
]
(MPa)
(11-1)
二、分类 2、按摩擦性质分类 （2）滚动螺旋
将螺旋副的滑动摩擦变为滚动摩擦。 特点:摩擦阻力小、传动效率高（一般>90％）、 运转灵活、磨损小，但结构复杂、成本高。
二、分类
2、按摩擦性质分类
（3）静压螺旋
进油
节 流
h1
h2
器
回油
Fr
油腔
B
C
Fa
p 1
p2
A
螺旋面
在螺旋副中注入压力油并形成压力油膜，使 螺杆与螺母的螺纹牙表面分开。特点：摩擦阻力 最小、传动效率高（可达99%）、工作寿命长， 结构复杂，成本高。
螺杆：常用45、50号中碳钢，调质处 理；重要螺杆可用T12、65Mn、40Cr 等 钢 ； 稳 定 性 好 的 螺 杆 可 用 9 Mn2V、 CrWMn、38CrMoAlA等钢。
螺母：常用材料铸造青铜（如 ZCuSn10P1、ZCuSn5Pb5Zn5）；重 载低速用强度较高的铸造青铜（如 ZCuAl10Fe3）；重载调整螺旋用35号 钢或球墨铸铁；轻载低速用耐磨铸铁或 普通灰铸铁。
第十一章 螺旋传动
第一节 概 述
螺旋副的用途及分类
一、用途
螺旋传动是将旋转运动变换为直线 运动的一种传动方式，由螺杆（或称丝 杠）和螺母组成。
二、分类
1、按用途分
（1）传力螺旋 主要用于传递动力，如起重螺旋、轧钢机
压下螺旋等 。特点：通常要求具有自锁能力。
（2）传导螺旋 主要用于传递运动、如机床进给螺旋等。
设计公式：
螺纹工作高度 h0.75 P矩形和梯形螺纹 h0.5P 30º锯齿形螺纹
令系数=H/d2，由式（11–1）可
得
矩形、梯形螺纹
d 2 ≥ 0.8
F [ p]
(11–2)
锯齿形螺纹
d2
≥ 0.65
F [ p]
(11– 3)
一般 1.2~3.5
值越大，螺母越厚，螺纹工作圈数越多。
（二）螺杆的强度校核
（四）螺旋副的自锁条件校核
有自锁性要求的螺旋副，螺纹升角y应满足
yarctngd2Pv 1
(11–7)
由于摩擦系数f与螺旋副材料、表面加 工、润滑情况、压强和温度等有关，为了
保证螺旋副的自锁，应使y比v小1。
（五）螺杆的稳定性校核
螺杆受压时，稳定性校核应满足的条件： F c ≥2.5~4 F
式中 F–––作用在螺杆上的轴向力（N）； Fc–––螺杆临界压力（N），见表11–2。
第二节 滑动螺旋传动的设计
一、滑动螺旋传动的设计计算 主要失效形式：
（1）主要受扭转和轴向载荷作用：螺纹磨损。 设计准则：按耐磨性计算
（2）传力较大的螺旋：塑性变形或断裂。 设计准则：校核危险截面的强度和螺纹 牙的剪切、弯曲强度。
（3）自锁要求的螺旋：
校核其自锁性。
（4）高速转动的细长螺杆：横向振动 设计准则：校核螺杆的临界转速。
对于受力比较大的螺杆，需根据第四强 度理论求出危险截面的计算应力：
4F
d12
2
310.02d0T1302
≤[ ]
Βιβλιοθήκη Baidu
(11–4)
（三）螺纹牙的强度校核
（三）螺纹牙的强度校核
螺纹牙的剪切强度和弯曲强度校核式 分别为 :
F ≤[ ] Dbz
(11–5)
b
3Fh
Db2 z
≤ [
b
]
(11–6)
如螺杆和螺母的材料相同时，则按螺杆计算。
第三节 其他螺旋传动简介
一、滚动螺旋传动简介
滚动螺旋传动结
构
导路
螺母 滚珠
a)外循环式
螺杆
反向器
b)内循环式
滚动螺旋传动的特点：
优点: 传动效率高、起动力矩小、运转灵活、
工作平稳和寿命长。 缺点：
结构复杂、刚性和抗振性较差、不能自 锁、需要防逆转装置。它在机床和汽车中应 用较多。
用途： 它在机床和汽车中应用较多。
二、静压螺旋传动简介
静压螺旋传动的工作原理
进油
节 流
h1
h2
器
回油
Fr
油腔
B
C
Fa
p 1
p2
A
螺旋面
静压螺旋传动的特点
优点： 传动效率高、转动灵敏、刚性和抗振性
能较好，由于螺纹工作面无直接接触，故无 机械磨损，适于各种载荷、转速下工作。
缺点：
结构复杂，需要一套过滤精度高的压 力供油装置，故成本高。
特点：传动精度较高，运转轻便灵活。 （3）调整螺旋
主要用于调整、固定零件的相对位置，如 机床夹具、仪器和等。特点：受力较小，微 量或快速地调整固定零件的相对位置。
二、分类
2、按摩擦性质分类
（1）滑动螺旋
常用梯形和锯齿形螺旋副。特点：结构简 单、加工方便、易于自锁。但摩擦阻力大、传 动效率低（通常为30~60%）、磨损快、传动精 度低、且低速时有爬行现象。
当式（11–8）不能满足时，应适当增大螺杆 小径d1。
（六）螺旋传动效率的计算
滑动螺旋传递载荷时的传动效率为：
tgy
tgy v
(11–9)
二、滑动螺旋传动的材料、 许用压强和许用应力
螺杆的材料要有足够的强度和耐磨 性。螺母的材料除了要有足够的强度外， 还要求在与螺杆材料相配合时摩擦系数 小和耐磨。