滑动螺旋传动设计计算

螺旋机构传动力计算公式(二)

螺旋机构传动力计算公式(二)螺旋机构传动力计算公式1. 弧线螺旋传动力的计算公式•计算公式：F=Wcos(α)•说明：弧线螺旋机构传动力计算公式用于计算弧线螺旋传动的传动力。

传动力与力矩W及螺旋角α有关，通过除以cos(α)可以得到实际传动力。

2. 锥线螺旋传动力的计算公式•计算公式：F=Wcos(α)sin(γ)•说明：锥线螺旋机构传动力计算公式用于计算锥线螺旋传动的传动力。

与弧线螺旋传动类似，传动力也与力矩W、螺旋角α以及导程角γ有关，通过除以cos(α)sin(γ)可以得到实际传动力。

3. 螺旋副传动力的计算公式•计算公式：F=2πμtan(α)•说明：螺旋副传动力计算公式用于计算螺旋副传动的传动力。

传动力与摩擦系数μ及螺旋角α有关，通过乘以2π可以得到实际tan(α)传动力。

4. 举例解释假设有一个弧线螺旋传动装置，力矩为100N·m，螺旋角为30°。

根据弧线螺旋传动力的计算公式，可以计算出传动力为：F=100cos(30°)≈ N再假设有一个锥线螺旋传动装置，力矩为200N·m，螺旋角为45°，导程角为60°。

根据锥线螺旋传动力的计算公式，可以计算出传动力为：F=200cos(45°)sin(60°)≈ N最后假设有一个螺旋副传动装置，摩擦系数为$$，螺旋角为$60$°。

根据螺旋副传动力的计算公式，可以计算出传动力为： $$F = \frac{2}{(60°)} $$通过以上计算公式和举例，可以更准确地计算螺旋机构的传动力，为实际应用提供参考依据。

螺纹传动强度计算

螺旋副材料牌号Q235、Q275、45、5040Cr、65Mn、T12、40WMn、18CrMnTi9Mn2V、CrWMn、38CrMoAl ZCu10P1、ZCu5Pb5Zn5ZcuAl9Fe4Ni4Mn2ZCuZn25Al6Fe3Mn3滑动螺旋的磨损与螺纹工作面上的压力、滑动速度、螺纹表面粗糙度以及润滑状态等因素有关。

其中最主要的是螺纹工作面上的压力，压力越大螺旋副间越容易形成过度磨损。

因此，滑动螺旋的耐磨性计算，主要是限制螺纹工作面上的压力p ，使其小于材料的许用压力[p ]。

4.螺母外径与凸缘的强度计算5.螺杆的稳定性计算螺旋传动设计滑动螺旋传动的设计计算设计计算步骤:1.耐磨性计算2.螺杆的强度计算3.螺母螺纹牙的强度计算螺旋传动常用材料见下表：表：螺旋传动常用的材料耐磨性计算螺母螺杆如图5－46所示，假设作用于螺杆的轴向力为Q（N），螺纹的承压面积（指螺纹工作表面投影到垂直于轴向力的平面上的面积）为A（mm 2），螺纹中径为小（mm），螺纹工作高度为H（mm），螺纹螺距为 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上式可作为校核计算用。

为了导出设计计算式，令ф=H/d 2，则H=фd 2，，代入式（5－43）引整理后可得对于矩形和梯形螺纹，h＝0.5P，则对于30o 锯齿形螺纹。

h＝0.75P，则螺母高度H=фd 2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d 2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。

螺杆—螺母的材料滑动速度低速≤3.06~12>15淬火钢—青铜6~12<2.46~12表：滑动螺旋副材料的许用压力[ P]钢—青铜钢—铸铁注：表中数值适用于ф=2.5～4的情况。

螺旋传动设计

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。

螺旋传动设计

螺旋传动设计滑动螺旋传动的设计计算设计计算步骤:1.耐磨性计算2.螺杆的强度计算3.螺母螺纹牙的强度计算4.螺母外径与凸缘的强度计算5.螺杆的稳定性计算螺旋传动常用材料见下表：表：螺旋传动常用的材料耐磨性计算滑动螺旋的磨损与螺纹工作面上的压力、滑动速度、螺纹表面粗糙度以及润滑状态等因素有关。

其中最主要的是螺纹工作面上的压力，压力越大螺旋副间越容易形成过度磨损。

因此，滑动螺旋的耐磨性计算，主要是限制螺纹工作面上的压力p，使其小于材料的许用压力[p]。

如图5－46所示，假设作用于螺杆的轴向力为Q（N），螺纹的承压面积（指螺纹工作表面投影到垂直于轴向力的平面上的面积）为A（mm2），螺纹中径为小（mm），螺纹工作高度为H（mm），螺纹螺距为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]注：表中数值适用于ф=2.5～4的情况。

当ф＜2.5时，[p]值可提高20％；若为剖分螺母时则[p]值应降低15～20％。

螺纹几何参数确定后、对于有自锁性要求的螺旋副，还应校校螺旋副是否满足自锁条件，即式中；为螺纹升角；f V为螺旋副的当量摩擦系数；f为摩擦系数．见下表。

螺旋齿轮传动设计计算

螺旋齿轮传动设计计算
1.轴速比的计算
轴速比是指两个相邻轴上齿轮的转速比。

根据传动比的定义，轴速比可以通过齿轮的啮合齿数来计算。

假设小齿轮的齿数为N1，大齿轮的齿数为N2，则轴速比为：
轴速比=N2/N1
2.齿轮模数的选择
齿轮模数是指齿轮齿数与齿轮直径的比值。

在选择齿轮模数时，需要根据传动的功率和转速等参数来确定。

根据齿距计算公式，齿轮模数可以选择为：
模数=齿数/齿距
3.齿轮啮合角的计算
齿轮啮合角是指两个啮合齿轮的主动齿与被动齿之间的夹角。

根据传动比和齿轮啮合的齿数，齿轮啮合角可以通过以下公式进行计算：齿轮啮合角 = arccos(N1/N2)
4.齿轮中心距的计算
齿轮中心距是指两个相邻轴上齿轮的中心距离。

在设计计算中，齿轮中心距可以通过以下公式进行计算：
齿轮中心距=(齿数1+齿数2)/2*模数
其中，齿数1和齿数2分别为小齿轮和大齿轮的齿数。

5.齿轮弯曲强度的计算
齿轮的弯曲强度是指齿轮在传动过程中所承受的弯曲应力。

通常，齿轮的弯曲强度可以通过以下公式进行计算：
齿轮弯曲强度=270*Y*(Wt^2*Mt*Kv)/(b*m*Z)
其中，Y为齿轮弯曲系数，Wt为齿轮齿宽压力，Mt为传动扭矩，Kv 为动载荷系数，b为齿轮齿宽，m为齿轮模数，Z为齿轮齿数。

螺旋传动(干货分享)

圆螺母锁紧。旋转圆螺母即可调整轴向间隙和预紧。这种方法结构紧凑，
工作可靠，调整方便。缺点是不很精确。键4的作用是防止两个螺母的相对
转动。
No Image
39
• 3、齿差调隙式
•
在螺母1和2的凸缘上切出齿数相差一个齿的外齿轮，把其装入螺母
座中分别与具有相应齿数的内齿轮3和4啮合。调整时，先取下内齿轮，
螺纹滚道的圈数称为工作圈数。内循环的工作圈数是一列只有一圈，因而
回路短，滚珠流畅性好，效率高。此外，径向尺寸小，零件少，装配简单。
内循环的缺点是反向器的回珠槽具有空间曲面，加工较复杂。
31
• 2、外循环
•
滚珠在返回时与螺杆脱离接触的循环称为外循环。按结构的
不同，外循环分为螺旋槽式、插管式和端盖式三种。
➢ 效率低、磨损快 ➢ 螺旋工作面为滑动摩擦，传动效率低（30～40％），磨损快，不适于高速和大功率传动。
11
二、滑动螺旋传动的型式及应用（1）螺母固定，螺杆转动并移动（2）螺杆转动，螺母移动（3）螺母转动，螺杆移动（4）螺杆固定，螺母转动并移动
12
• （1）螺母固定，螺杆转动并移动
构的螺旋等。传导螺旋常需在较长的时间内连续工作，工作速度较
高，因此要求具有较高的传动精度。
6
螺旋传动按其按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）静压用范围较广。但主要缺点是摩擦阻力大，传动效率低（一般为30%～40%)，磨损快，传动精度低。
的检验方法、各类型的检验项目和各精度等级的滚珠螺旋副行程偏差
和行程变动量。
42
43
44
•
为了降低螺旋传动的摩擦，提高传动效率，并增强螺旋传动

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

附：三针测量法
⑶
牙型半角误差螺纹牙型半角可能偏离标准值。但是，如果采用一把刀，一次装卡，牙型半角误差在螺纹全长上一般变化不大。
㈡
㈢㈣
螺杆轴向窜动误差
偏斜误差温度误差
第二节滑动螺旋传动六、消除螺旋传动空回的方法螺杆旋转方向改变，在螺杆转动某一角度后，螺母在产生反向运动，这种现象称为螺旋传动的空回现象。原因是螺杆、螺母传动副存在间隙。㈠利用单项作用力
4.单一中径——和螺纹同轴的假想圆柱体， 7.螺旋升角(γ)——在中径圆柱上，螺旋 6.导程 (Ph)——同一条螺旋线上，相邻牙 5.螺距（P）——相邻牙在中径圆柱母线上该圆柱的母线通过牙型上沟槽宽度等于一线切线与垂直于螺纹轴线的平面间夹角。在中径圆柱母线上对应点间的轴向距离对应点间的轴向距离。半螺距的地方。
第三节滚珠螺旋传动
三、滚珠螺旋副的精度、代号和标记
㈡滚珠螺旋副的代号和标记方法
例： C D M 50 10 □ － 3 － P 3 精度等级类型（P或T）负荷钢珠圈数旋向，右旋省略公称导程公称直径结构特征预紧方式循环方式
b.用于快速趋近或远离
③双向螺旋
第二节滑动螺旋传动三、滑动螺旋传动的计算
㈠滑动螺旋传动的主要失效形式：
螺纹磨损，螺杆变形，螺纹断裂。㈡滑动螺旋传动的计算内容：
耐磨性计算－限制螺纹间的压强。刚度计算－限制螺纹变形。
稳定性计算－限制螺杆轴向压力下的侧弯。强度计算－限制螺杆的许用正应力。限制螺母螺纹断裂驱动力矩、效率和自锁计算。
第二节滑动螺旋传动㈡螺纹类型的确定（续）
2）梯形螺纹牙型角为30º ，是应用最为广泛的传动螺纹。
第二节滑动螺旋传动㈡螺纹类型的确定（续）

滑动螺旋副的设计计算

176713.8 Nmm
T1
176713.8 Nmm
η
0.359354
滑动螺旋副材料的许用压力［p 螺杆－螺母的材料
钢—青铜
淬火钢－青铜钢－铸铁
滑动磨擦系数f 螺杆－螺母的材料
淬火钢—青铜钢－青铜
钢－耐磨铸铁钢－铸铁
钢－钢
项目螺杆强度
滑动螺旋副材料的许用
螺纹牙强度
滑动螺旋副材料的许用压力［p］
ρ，＝arctanf/cos(α/2)
系数 L导程
f查表
0.75
14
0.1 α角度
30
α弧度 0.524
螺杆强度
当量应力
σ
σ＝［（4F/πd12） 2+3(T/0.2d3)2］1/2≤σp
d外径 d1底径 T传递转距
80 62 0
螺纹牙底宽度
b
梯形螺纹b=0.65p 矩形螺纹b=0.5p 3°/30°锯齿形螺纹b＝0.74p
螺杆中径 d2 螺母高度 H
耐磨旋合圈数 z 性螺母的工作高度 h 工作压强 p
ψ
验算自锁
螺纹升角
滑动螺旋副的设计计算
F
30000
d2=ξ（F/φ［p］）1/2
ξ
0.65 ［p］
11
H=φd2
φ
1.2
z=H/P≤10～12
P螺距
16
矩形螺纹，梯形螺纹h＝0.5p 3°/30°锯齿形螺纹h＝0.75p p=F/πd2hz≤［p］ ψ＝arctanL/πd2≤ρ，
T2,T3 轴承效率
0.95
d2中径 30.98753 d2选择
70
H
84 H选择 200

滑动螺旋的设计计算

滑动螺旋的设计计算滑动螺旋的主要失效形式通常是磨损，设计计算中通常根据耐磨性条件确定螺旋的主要尺寸，然后根据需要校核其它条件。

以下分析各项计算方法。

1．耐磨性计算滑动螺旋的磨损与螺纹面上的压强p ，滑动速度v ，表面粗糙度以及润滑条件有关，其中最主要的影响因素是表面压强。

耐磨性计算主要限制作用在螺纹工作表面上的压强p ，使其小于材料的许用压强[p ]。

由于螺母材料较软，磨损发生在螺母上，耐磨性计算以螺母为分析对象。

如下图所示，假设作用在螺杆上的轴向载荷为F ，螺纹承压面积为A （承压表面在垂至于螺纹轴线的平面上的投影面积），螺纹工作表面的耐磨性条件为)1(][2p hHd FP A F p ≤==π式中：P ——螺距，mm ； d 2——螺纹中径，mm ； h ——牙型高度，mm ； H ——螺母高度，mm ；[p ]——许用压强，MPa ；根据下表选取。

式（1）是校核公式，为了导出设计公式，设 H =φd 2，（φ值可根据螺母形式选用，整体式螺母，磨损后无法补偿，为使螺母受力均匀取φ=1.2~2.5，剖分式螺母，兼作支承的螺母取φ=2.5~3.5；对传动精度要求高，载荷大，要求工作寿命长的螺母可取φ=4。

）代入式（1），整理后得到设计公式)2(][2p h FPd φπ≥注：φ值小时[p ]取大值，φ值大时[p ]取小值。

对矩形螺纹和梯形螺纹，h =0.5P][8.02p F d φ≥对30º锯齿形螺纹，h =0.75P][65.02p Fd φ≥根据以上公式计算d 2后，应根据国家标准选择满足条件的螺纹公称直径d 和螺距P 。

1．螺杆强度计算螺旋传动工作中，螺杆受轴向载荷作用产生拉（压）应力，受螺纹力矩作用产生切应力，根据第四强度理论，强度条件为)3(][2.034231221vv d T d F σπσ≤⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=式中：T ——螺杆所受转矩；)tan(22v d FT ρψ+=ρv ——当量摩擦角，ρv =arctan μv ，μv 为当量摩擦因数，2cosαμμ=v ；α——牙型角；d 1——螺杆螺纹小径；[σ] v ——许用当量应力，参见下表。

第十六章螺旋传动

π d12 Fcr 2 4 1 0.0002 480
对淬火钢 <85
（3）对于Q275当<40，优质碳素钢<60时，不必校核螺杆的稳定性。
滑动螺旋传动
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。
§16-3
滚动螺旋传动
一、工作原理及结构类型 1．工作原理滚动螺旋传动又称滚动丝杠副或滚动丝杠传动，其螺杆与旋合螺母的螺纹滚道间置有适量滚动体（绝大多数滚动螺旋采用钢球，也有少数采用滚子），使螺纹间形成滚动摩擦。在滚动螺旋的螺母上有滚动体返回通道，与螺纹滚道形成闭合回路，当螺杆（或螺母）转动时，使滚动体在螺纹滚道内循环。由于螺杆和螺母之间为滚动摩擦，从而提高了螺旋副的效率和传动精度。
滚动螺旋传动
动体运转顺畅，以免因磨损而使滚动螺旋丧失精度。设计中还应注意，不要使丝杠螺母承受径向载荷和力矩载荷，否则会大大缩短滚珠丝杠寿命或引起不良运行。
▲将螺母一圈螺纹展开，则可
看作宽度为D 的悬臂梁。螺纹牙危险截面抗剪强度条件为螺纹牙危险截面抗弯强度条件为
F ≤[] DbZ
b
6Fl π Db Z
2
≤[b]
3．螺杆的强度计算
滑动螺旋传动
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
≤[ ]
滑动螺旋传动
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

螺旋输送机传动装置设计计算例子（供参考）

计算及说明结果一、机械传动装置的总体设计1.1.1螺旋输送机传动装置简图图1.1螺旋输送机传动装置简图1.1.2，原始数据螺旋轴上的功率 P = 0.7kW 螺旋筒轴上的转速 n=11.5 r/min 1.1.3，工作条件与技术要求输送机转速允许误差为±5%；工作情况：三班制，单向连续运转，载荷较平稳；工作年限：10年；工作环境：室外，灰尘较大，环境最高温度40℃；动力来源：电力，三相交流，电压380V ；检修间隔期：三年一大修，两年一中修，半年一小修；制造条件及生产批量：一般机械厂制造，单价生产。

1.2.4，设计任务量减速器装配图一张（A0或A1）;零件工作图2张二、电动机的选择 (1) 选择电动机的类型和结构形式生产单位一般用三相交流电源，如无特殊要求(如在较大范围内平稳地调速，经常起动和反转等)，通常都采用三相交流异步电动机。

我国已制订统一标准的Y 系列是一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体和无特殊要求的机械，如金属切削机床、风机、输送机、搅拌机、农业机械和食品机械等。

由于Y 系列电动机还具有较好的起动性能，因此也适用于某些对起动转矩有较高要求的机械(如压缩机等)。

在经常起动，制动和反转的场合，要求电动机转动惯量小和过载能力大，此时宜选用起重及冶金用的YZ 型或YZR 型三相异步电动机。

三相交流异步电动机根据其额定功率(指连续运转下电机发热不超过许可温升的最大功率，其数值标在电动机铭牌上)和满载转速(指负荷相当于额定功率时的电动机转速，当负荷减小时，电机实际转速略有升高，但不会超过同步转速——磁场转速)的不同，具有系列型号。

为适应不同的安装需要，同一类型的电动机结构又制成若干种安装形式。

各型号电动机的技术数据(如额定功率、满载转速、堵转转矩与额定转矩之比、最大转矩与额定转矩之比等)、外形及安装尺寸可查阅产品目录或有关机械设计手册。

第十六章螺旋传动-精品教育文档

（二）常用材料根据螺旋传动的受载情况及失效形式，选择螺旋传动的材
料时可参考表16-1。
滑动螺旋传动的设计计算
滑动螺旋传动
滑动螺旋传动是根据其主要的失效形式来确定设计计算，下
面主要介绍耐磨性计算和几项常用的验算计算方法：
1．耐磨性计算由耐磨性要求来确定滑动螺旋的基本尺寸（螺杆直径与螺母高度）。滑动螺旋的磨损与螺纹工作面上的压力、滑动速度、螺纹表面粗糙度及润滑状态等因素有关。一般螺母材料比螺杆材料软，所以磨损主要发生在螺母螺纹表
学习要求:
? 掌握螺旋传动的类型及应用； ? 掌握滑动螺旋传动的设计计算方法；
? 了解滚动螺旋传动的计算特点。
本章重点:
滑动螺旋传动的设计计算方法
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文献阅读指南思考题和习题
第一节螺旋传动的应用和分类
螺旋传动的应用和分类
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?? πຫໍສະໝຸດ d2 12
? ? ??
≤? [3?????
]
0
T .2 d
3 1
??(12 6-7)
??
式中，d1为螺杆螺纹小径；T为螺杆所受转矩，
T
?
F ? d 2 t a n (?
2
? ?v)
滑动螺旋传动
(16-3)
式中? ，对于整体螺母，由于磨损后，间隙不能调整，
?=1.2～1.5；对于剖分式螺母， ? =2.5 ～ 3.5；传动精度较
高，要求寿命较长时，允许取? = 4。
滑动螺旋传动

滑动螺旋的设计计算

滑动螺旋的设计计算1、螺旋传动的材料螺杆要有足够的强度，较高的耐磨性和良好的工艺性，一般采用45或50刚，较重要的螺杆可采用40Cr 等合金钢。

螺母应该具有较低的摩擦系数和较高的耐磨性，一般可选用铸造青铜，如ZCuSn10P1、ZCuSn5Pb5Zn5及ZCuAl10Fe3，低俗时可采用耐磨铸铁。

（1）耐磨性的计算设螺母高为H ，螺距为P ，螺纹中径为2d ，螺纹工作高度为h ，则螺纹承载圈数Z=H/P ，螺旋总轴向载荷为Q F ，每一圈螺纹承受的轴向载荷为z F Q /,其成灾面积A=πh d 2。

因此。

螺纹工作面上的压强为c p 己耐磨性条件为：[]c Q QQc p hHd PF h d z F zA F p ≤===22ππ设2/d H =ψ，则 2d H ψ=，代入上式并整理后可得：[]c QP p h Fd ψπ≥2 对于梯形和矩形螺纹，ｈ＝０．５Ｐ，则 []c Q p Fd ψ8.02≥ 对于锯齿螺纹，ｈ＝０．７５Ｐ则 []c Q p F d ψ65.02≥计算螺母高2d H ψ=，螺母螺纹圈数P H z /=，由于螺纹各圈数载荷不均匀，一般求10≤z 。

（２）螺母螺纹牙的强度校核在轴向载荷Q F 的作用下，螺纹牙可能在根部发生剪断或弯断，由于螺母的强度低于螺杆，故只需要校核螺母螺纹牙的强度。

将一圈螺母的螺纹沿根部大径Ｄ处展开，并将谈看作宽度为D π的悬臂梁，在ｈ／２处作用载荷z F Q /，则螺纹牙危险平剖面ａ－ａ的剪切强度条件为[]τπτ≤=Dbz F Q螺纹牙危险剖面ａ－ａ的弯曲强度条件为zDb h F Db hz F W M Q Qb 22362ππσ=∙== （３）螺杆的强度校核螺杆工作地承受轴向压力（或拉力）Q F ，又受螺纹力矩T 的扭转作用。

螺杆危险剖面上既有压缩（或拉伸）应力，又有扭转剪应力。

因此，螺杆剖面上是正应力玉剪应力的复合应力状态。

按第四强度理论，其危险截面的强度条件为 []σπτσσ≤⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=+=231221222.0343d T d F Q e （4）验算自锁条件对于由自锁要求的螺旋传动，要验算是否满足v ρψ≤自锁条件，即螺纹升角ϕ是否小于或等于当量摩擦角v ρ。

滑动螺旋传动设计计算

电机转速n（r/min） motorspeed1400丝杠螺距p screwpitch4蜗轮蜗杆速比iratio14.5丝杠头数Z screwNUM.2丝杠转速n（r/min） screwrod speed96.5517241丝杠导程8螺母移动速度(mm/s Nutmovement speed12.87356322要求电机功率（W） motorpower319.284802耐磨性计算(外购件)实际丝杠公称直径d(mm)18整体螺母Φ(1.2~2.5) 2.25实际丝杠螺纹中径d2(mm)16许用压力(10~13MPa)[P]13内螺纹大径D4(mm)18.5要求中径d2(mm)16.53796461螺纹牙根部厚度b 2.6要求螺母高度H(mm)37.21042038滑动速度(m/min) 5.45987137螺母高度H36实际推力F=[P]*pi*0.5*d2*H11762.1229螺母螺纹牙强度计算螺纹工作圈数u=H/P9剪切强度条件安全系数τ=F/(πDbu)9.19120715许用应力[τ]青铜30~40MPa(取30) 3.263989103弯曲强度条件σb=6Fl/(πDb^2u)26.5130976许用应力[σb]青铜40~60MPa(取50) 1.885860371 l=(D4-d2)/2 1.25耐磨性计算实际丝杠公称直径d(mm)20整体螺母Φ(1.2~2.5) 2.5实际丝杠螺纹中径d2(mm)18许用压力(10~13MPa)[P]10内螺纹大径D4(mm)20.5要求中径d2(mm)17.88854382螺纹牙根部厚度b 2.6要求螺母高度H(mm)44.72135955螺母高度H48实际推力F=[P]*pi*0.5*d2*H13571.6803螺母螺纹牙强度计算螺纹工作圈数u=H/P12剪切强度条件安全系数τ=F/(πDbu) 6.22087801许用应力[τ]青铜30~40MPa(取30) 4.822470387弯曲强度条件σb=6Fl/(πDb^2u)17.9448404许用应力[σb]青铜40~60MPa(取50) 2.786316224 l=(D4-d2)/2 1.25蜗轮蜗杆传动效率0.8丝杠传动效率0.63传动力(N)125000.160512514。

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