螺旋传动介绍
螺旋传动类型及应用
螺旋传动的原理
当螺杆转动时，螺母在轴向方向上产 生直线运动。
螺杆的旋转角度与螺母的直线位移成 正比。
螺旋传动的特点
01
结构简单，工作可靠， 传动平稳。
02
03
04
适用于中、小功率的传 动系统，可实现精确的 传动比。
具有较强的自锁性能， 适用于需要自锁的场合。
传动效率较低，且容易 磨损。
02 螺旋传动类型
特点
摩擦阻力小，传动效率高，传动精度 高，寿命长，但需要供油系统，结构 复杂，成本高。
03 螺旋传动应用
工业制造领域
自动化生产线
螺旋传动可用于自动化生产线上 各种工作台、传送带、夹具等的 调整和定位，实现高效、精准的 加工和装配。
物流输送设备
螺旋传动在物流输送设备中广泛 应用，如输送带、提升机、装卸 装置等，实现物料的平稳、连续 运输。
航空航天领域
飞机起落架
螺旋传动可用于控制飞机起落架的收 放，确保起降过程中的安全性和稳定 性。
航天器展开机构
在卫星、空间站等航天器中，螺旋传 动用于展开和折叠太阳能电池板、天 线等机构，确保其在空间环境中的正 常工作。
医疗器械领域
手术器械
螺旋传动在医疗器械领域中常用于手术器械的精确调节，如显微镜、内窥镜等， 提高手术的准确性和安全性。
滑动螺旋传动
01
02
03
工作原理
滑动螺旋传动是利用螺杆 和螺母之间的摩擦力来传 递运动和动力。
特点
结构简单，成本低，工作 平稳，传动效率高，寿命 长，但摩擦阻力大，传动 精度低，易磨损。
应用
广泛应用于各种机床、纺 织机械、轻工机械、化工 机械、建筑机械等。
滚动螺旋传动
螺旋传动原理
螺旋传动原理
螺旋传动原理是一种以螺杆和螺母为主要工作机构的传动方式。
其基本原理是利用螺旋线与螺脚的啮合作用传递力矩和运动。
螺杆通过转动带动螺母沿着自己的轴向移动，从而实现转动力的传递。
在螺旋传动中，螺杆被视为主动件，承担着提供转动力的任务。
螺母则被视为被动件，负责将螺旋运动转化为直线运动。
螺杆和螺母之间存在着一定的摩擦力，这使得螺旋传动具有一定的自锁特性，即当螺杆停止转动时，螺母会立即停止移动。
螺旋传动在工程实践中广泛应用于各种场合，具有传动效率高、传动稳定性好、容量大等优点。
它常被用于需要大力矩传递和精准位置控制的场合，如机械工业、汽车制造、航空航天等领域。
螺旋传动的工作原理可以用以下步骤来描述：
1. 当螺杆转动时，螺旋线与螺脚之间的啮合作用会引起螺母沿着自身轴向移动。
2. 螺旋线的螺距越大，螺杆每转动一周，螺母的移动距离就越大，传递的力矩也就越大。
3. 螺旋杆的旋转速度和方向决定了螺母的移动速度和方向。
4. 当螺杆停止转动时，螺母也会停止移动，利用螺旋传动的自锁特性可防止机械系统的意外运动。
总之，螺旋传动原理以螺杆和螺母为主要工作机构，通过螺旋
线与螺脚的啮合作用，将转动力传递为直线运动。
其自锁特性和高效率的传动方式使得其在工程应用中得到广泛采用。
螺旋传动知识点总结
螺旋传动知识点总结一、螺旋传动的工作原理螺旋传动是利用螺旋副的工作原理来实现旋转运动和直线运动之间的传递。
螺旋副由蜗杆和蜗轮两部分组成，蜗杆是一种外表面具有螺旋槽的圆柱体，蜗轮则是与蜗杆啮合的齿轮。
当蜗杆旋转时，蜗轮因为蜗杆的螺旋副作用产生轴向推力，这个推力同时也被传递到蜗轮上，从而使蜗轮转动。
因此，螺旋传动可以实现旋转运动和直线运动之间的有效传递。
二、螺旋传动的结构特点1.扭矩大螺旋传动的扭矩传递能力较大，因为蜗杆的螺旋副能够将旋转运动转化为轴向运动，从而实现大扭矩的传递。
因此，螺旋传动常用于需要传递大扭矩的场合，比如提升装置、输送设备等。
2.速比大螺旋传动的速比通常较大，因为蜗杆的螺旋副可以实现较大的速比，所以螺旋传动通常被应用于需要较大速比的场合，比如搅拌机、压缩机等。
3.传动平稳螺旋传动的传动过程中因为摩擦力的作用，所以传动平稳性较好，噪音小，由于传动中的相对滑动效应，使它有很好的减振效果，这一点是齿轮传动的优势所在，而且摩擦力在功效中发挥等作用，使动力系统得到很好的控制。
4.结构紧凑螺旋传动的结构紧凑，由于蜗杆与蜗轮啮合的工作原理，螺旋传动可以实现较大的传动比同时需要较小的空间，这使得螺旋传动在机械设计中拥有广泛应用。
5.使用寿命长螺旋传动由于摩擦力的作用，其使用寿命较长，相比较于其他传动方式，比如链条传动、皮带传动等，螺旋传动的使用寿命更长一些。
三、螺旋传动的优缺点1.优点（1）传动平稳：蜗杆与蜗轮之间的摩擦力使螺旋传动的传动过程平稳，噪音小，具有良好的减振效果。
（2）传动效率高：螺旋传动的传动效率通常较高，因为蜗杆与蜗轮之间的啮合作用，摩擦力很小，能够有效减小传动损耗。
（3）扭矩大：螺旋传动的蜗杆蜗轮结构能够传递较大的扭矩，适用于需要传递大扭矩的场合。
（4）速比大：螺旋传动的蜗杆蜗轮结构能够实现大的速比，适用于需要大速比的场合。
（5）结构紧凑：螺旋传动的结构紧凑，能够实现较大的传动比同时需要较小的空间。
机械基础第二章螺旋传动
v nPh
式中
──螺杆(或螺母)的移动速度， mm/min； n ──转速，r/min。
v
三、差动螺旋传动
1．差动螺旋传动原理
2．差动螺旋传动的移动距离和方向的确定 （1） 螺杆上两螺纹旋向相同时，活动螺母移动距离减 小。当机架上固定螺母的导程大于活动螺母的导程时，活 动螺母移动方向与螺杆移动方向相同；当机架上固定螺母 的导程小于活动螺母的导程时，活动螺母移动方向与螺杆 移动方向相反；当两螺纹的导程相等时，活动螺母不动 （移动距离为零）。 （2） 螺杆上两螺纹旋向相反时，活动螺母移动距离增 大。活动螺母移动方向与螺杆移动方向相同。 （3） 在判定差动螺旋传动中活动螺母的移动方向时， 应先确定螺杆的移动方向。
单线螺纹
双线螺纹
内螺纹
外螺纹
管螺纹
§2-2 普通螺纹的主要参数
１．大径（D、d）
2．小径（D1、d1）
３．中径（D２、d２）
４．螺距（P）
５．导程（Ph）
６．牙型角（ ）与牙侧角（ 1 2 ） 、
７．螺纹升角（ ）
§2-3 螺纹的代号标注
类型 普 粗牙 通 螺 细牙 纹 非螺纹 管 密封 螺 纹 螺纹密 封 梯形螺纹 锯齿形螺纹 特征代号 用途及说明
差动螺旋传动中活动螺母2的实际移动距离和方向，可 用公式表示。
L N ( Ph1 Ph 2 )
式中
L ——活动螺母2的实际移动距离，mm； N ——螺杆1的回转圈数；
Ph1 ——机架3上固定螺母的导程，mm； Ph2 ——活动螺母2的导程，mm 。
当两螺纹旋向相反时，公式中用“+”号，当两螺纹旋 向相同时，公式中用“-”号。计算结果为正值时，活动螺 母实际移动方向与螺杆移动方向相同，计算结果为负值时， 活动螺母实际移动方向与螺杆移动方向相反。
第十二章 螺旋传动
优点：构造简单、传动比大，承载能力高，加工 方便、传动平稳、工作可靠、易于自锁。
缺点：在于当低速或进行运动微调时可能出现爬行现 象；摩擦阻力大，传动效率低（一般为30％～ 60％）；螺纹间有侧向间隙，反向时有空行程； 磨损较大 应用：广泛应用于机床的进给、分度、定位等机构， 如压力机、千斤顶的传力螺旋等。 （2）滚动螺旋
优点：是摩擦阻力小，传动效率高（90％以上）；运 转平稳，低速时不爬行，启动时无抖动；经调 整和预紧可实现高精度定位；传动具有可逆 性，如果运用于禁止逆转的场合，需要加设防 逆转机构；使用寿命长。 缺点：结构复杂，制造困难；抗冲击能力差。
d2 TF tan( v ) 2
五、螺杆稳定性校核 螺杆的稳定性条件为
Fc 为临界载荷，与螺杆的柔度 L 及材料有关。
πd I 为危险截面的惯性矩(mm4)， 为长度系数,与螺 64
4 1
Fc S F
S 为安全系数
i
杆端部结构有关，L为螺杆最大受力长度(mm)。
d1 i为螺杆危险截面的惯性半径(mm)， i 2 d1 / 4 4 I
机械设计
第一节 第二节 概述 滑动螺旋传动的设计
第三节
其他螺旋传动简介
第十二章
螺旋传动
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第一节 概 述
螺旋传动是利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动 要求的。它主要用于将回转运动变为直线运动 将直线运 动变为回转运动，同时传递运动或动力。它具有结构紧 凑、传动均匀、准确、平稳、易于自锁等优点。 一、螺旋传动的类型和应用 1. 螺旋传动类型
螺旋传动的应用形式
历史
螺旋传动起源于古代，最早被用于水井的提水和水车的驱动 。随着工业的发展，螺旋传动逐渐被广泛应用于各种机械传 动领域。
发展
随着科技的进步和工业的发展，螺旋传动的应用范围不断扩 大，其设计和制造技术也不断完善。现代的螺旋传动已经实 现了数字化、智能化和模块化，为各种机械传动提供了更加 高效、精确和可靠的动力传输方式。
命。
04
螺旋传动的维护与保养
日常维护
检查传动系统是否正常工作，包括检查螺旋轴、轴 承、密封件等部件是否正常。
保持传动系统清洁，防止杂物和污垢进入，影响正 常运转。
定期检查润滑系统，确保润滑油充足，润滑效果良 好。
定期保养
02
01
03
定期清洗传动系统，清除积累的污垢和杂物，保持清 洁。
检查螺旋轴、轴承等关键部件的磨损情况，如有需要 ，及时更换。
02
螺旋传动的应用领域
工业领域
减速机
螺旋传动在减速机中广泛应用，如行星减速机、摆 线针轮减速机等，用于实现高精度减速和定位。
输送设备
螺旋传动在输送设备中起到关键作用，如螺旋输送 机、斗式提升机等，用于物料输送和提升。
纺织机械
在纺织机械中，螺旋传动用于驱动罗拉、锭子等部 件，实现纤维的卷绕和拉伸。
03
螺旋传动的设计与优化
设计原则
确定传动比
根据工作需求，确定合适的传动比以满足系统的 运动要求。
确定螺旋副的几何参数
如螺旋直径、螺距、螺旋升角等，以优化传动的 性能。
选择合适的螺旋副材料
根据工作条件和载荷，选择耐磨、耐腐蚀、高强 度的材料。
考虑热处理和表面处理
根据工作条件，选择适当的热处理和表面处理方 法以提高螺旋副的耐磨性和耐腐蚀性。
螺旋传动的特点及应用领域
螺旋传动的特点及应用领域螺旋传动是一种常见的传动方式，具有以下特点：1. 精确传动：螺旋传动通过螺旋齿与螺纹母的啮合，实现传动力矩的传递。
由于螺旋齿与螺纹母的分布均匀且连续，使得传动过程具有较高的精确度和稳定性。
相比于其他常见的传动方式，如齿轮传动，螺旋传动可以实现更高的传动精度和可靠性。
2. 轴向承载能力强：螺旋传动的传动力矩由螺旋齿的轴向力完成传递，因此能够承受较大的轴向力。
这使得螺旋传动在需要承受大的轴向载荷的工况中具有优势，如起重机械、挤压机等。
3. 自锁作用：螺旋传动具有自锁现象，即在无外力作用时可以保持静止。
这使得螺旋传动在需要防止负载回转的应用中非常适用，如千斤顶、手动机械等。
4. 传动效率高：螺旋传动由于无滑动、无振动，铰链点动力的浪费非常小，因此传输效率较高。
通常，螺旋传动的传动效率可以达到90%以上。
5. 传动比可调：螺旋传动的传动比可以通过改变螺旋齿的角度或螺旋线的距离来调整。
这使得螺旋传动在需要变速的应用中具有优势。
螺旋传动在许多领域有广泛的应用，包括但不限于：1. 工程机械：螺旋传动被广泛应用于工程机械中，如挖掘机、铲车、装载机等。
螺旋传动可以实现高扭矩输出和轴向承载能力，适应了工程机械对高载荷和高传动精度的要求。
2. 船舶：螺旋传动被广泛应用于船舶推进系统。
通过控制螺旋线的角度和距离，可以实现不同推力和速度要求。
同时，螺旋传动具有自锁特性，保证了船舶在停止推进时的稳定性。
3. 起重机械：螺旋传动被广泛应用于各种起重机械中，如千斤顶、液压起重机等。
螺旋传动可以在重载工况下承受大的轴向力，保证了起重机械的稳定和安全。
4. 机床：螺旋传动被广泛应用于机床中的进给系统。
相比于其他传动方式，螺旋传动具有较高的精确度和可靠性，可以满足机床对高精度加工的要求。
5. 机械手：螺旋传动被广泛应用于各种机械手中。
螺旋传动可以实现精确的运动控制和高速度传动，提高了机械手的工作效率和精确度。
螺旋传动
1.2.2 螺旋机构按螺旋副的摩擦状态分类
1）滑动螺旋 螺旋副做相对运动时产生滑动摩擦的螺旋称为滑动螺 旋。 这种螺旋副常用梯形螺纹或矩形螺纹，其结构简单， 加工方便，机构能自锁，但传动效率低（30%～40%）， 易磨损。
2）滚动螺旋 螺旋副做相对运动时产生滚动摩擦的螺旋称为滚动螺 旋。 滚动螺旋的摩擦阻力小，传动效率高可达90% ，运 动灵敏度高，磨损小，精度易保持。但结构复杂，成本高， 不能自锁,主要用于对传动精度要求较高的场合。
4）自锁性验算
L np arctg arctg v d 2 d 2
5）螺杆的稳定性计算 当螺杆较细长且受较大轴向压力时，可能会双向弯曲 而失效,螺杆相当于细杆，螺杆所承受的轴向压力 F小于其 临界压力Fca 。
2 EI 105 d14 Fac 2 ( L) ( L) 2
Fac—螺杆失稳时的临界载荷；
E— 螺 杆 材 料 的 弹 性 模 量 ， 钢 的 弹 性 模 量 E=2.06×l05N/mm2；
I—螺杆危险截面的惯性矩，I= πd14/64 mm4； L—螺杆的最大工作长度；
令H/d2=φ ，则有校核公式：
P Fa p Fa p [ P] 2 d 2 hn d 2 h
设计公式：
d2 Fa P h[ P]
2）螺纹牙强度计算
由于螺母材料的强度通常低于螺杆材料的强度，因此 螺纹牙受剪和弯曲均在螺母上。
螺纹牙根部危险剖面的变曲强度条件为：
b
3Fa h M [ b ] 2 W Dnb
§12-1
概述
螺旋传动由螺杆、螺母和机架组成，主要用于将回转 运动转换为直线运动，同时传递动力的运动。
1.1 螺旋传动运动方程
螺旋传动类型及应用
四、螺纹连接的防松方法
1、利用摩擦力防松 ①双螺母
②弹簧垫圈
双 螺 母
2、直接锁住 ①槽型螺母和开口销
②止动垫圈 ③圆螺母和止退垫圈
3、破坏螺纹副运动关系 ①冲点和点焊
②胶合
2-3、螺纹传动的应用形式：
螺旋传动具有结构简单，工作连续、平稳，承载能力强，传动精度 高等优点，广泛应用于各种机械和仪器中。
②.铰制孔螺栓联接:螺杆部分直 径与其孔之间的基本尺寸一样, 是过渡配合（不是间隙配合）。 当被联接件间有相对滑动时， 依靠螺栓本身的抗剪作用，防 止其运动，因此只需要较小的 预紧力。
2、双头螺柱
两端均有螺纹，两端螺纹可以相 同或不同，有A型和B型两轴结构。 一端拧入厚度大且不便穿透的被 连接件，另一端与螺母连接
3、普通螺旋传动直线移动距离的计算
L=NPh L:螺杆（螺母）移动距离，mm; N:回转周数，r; Ph:螺纹导程，mm.
二、差动螺旋传动：
1、定义：由两个螺旋副组成的使活动的螺母与螺杆产生差动（即不 一致）的螺旋传动。
三、滚动螺旋传动
滚珠螺旋传动的特点：
垫圈是螺纹连接中不可缺少的附 件，放置在螺母和被连接件之间， 起保护支撑表面等作用。平垫圈 按加工精度不同，分为A级和C级 两种。斜垫圈只用于倾斜的支撑 面上。
三、螺纹连接的预紧控制
1、扳手：拧紧或旋松螺钉、螺母等的工具。 2、分类
①.呆扳手:一端或两端制有固定尺寸的开口 ，用以拧转一 定尺寸的螺母或螺栓。
于表面比较光洁、对精度要求较高的
机器、设备或结构上。六角薄螺母的 厚度M较薄，多用于被连接机件的表 面空间受限制的场合。
6、圆螺母
圆螺母常与止推垫圈配用，装配时 将垫圈内舌插入轴上的槽内，而将 垫圈的外舌嵌入圆螺母的槽内，螺 母即被锁紧。常用于滚动轴承的轴 向固定。
螺旋传动通用课件
3
提高效率的方法
为了提高螺旋传动的效率，可以采取减小摩擦、 选择高效率的轴承和密封件、以及优化螺母和螺 杆的设计等措施。
螺旋自锁现象
自锁定义
01
螺旋自锁是指在某些情况下，螺旋机构无法通过输入力矩来克
服负载力矩，导致机构无法正常工作。
自锁条件
02
自锁的条件是负载力矩大于输入力矩，这通常发生在螺母和螺
润滑
按照规定使用适当的润 滑剂，保持螺旋传动的
良好润滑状态。
常见故障及排除方法
01
02
03
04
传动效率下降
可能是由于润滑不良或杂物堵 塞引起的，应检查润滑情况并
清理杂物。
噪音或振动
可能是由于轴承损坏或安装不 良引起的，应检查轴承状态并
重新安装。
轴向窜动
可能是由于螺母松动或轴承损 坏引起的，应紧固螺母并更换
杆之间的摩擦系数较大或机构中的间隙较大时。
自锁的危害
03
自锁不仅会导致机构无法正常工作，还可能引起机械振动和噪
声，甚至导致机械故障。
防止自锁的措施
减小摩擦
通过减小螺母和螺杆之间的摩擦系数，可以降低自锁的可能性。例 如，选择合适的润滑剂或表面处理方法。
消除间隙
在机构中消除间隙可以避免自锁的发生。例如，通过调整轴承或增 加预紧力来消除间隙。
螺旋传动的组成
螺旋传动通常由螺杆、螺 母和机架组成，其中螺杆 和螺母是主要的转动元件 。
螺旋传动的分类
根据工作原理的不同，螺 旋传动可以分为差动螺旋 传动和普通螺旋传动两类 。
螺旋传动的原理
差动螺旋传动原理
差动螺旋传动是指螺杆和螺母的轴线在空间交错一个角度， 当螺杆转动时，不仅螺杆上的螺旋面和螺母上的螺旋面相接 触，而且螺杆的右螺旋面和螺母的左螺旋面相接触，从而产 生相对运动。
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。
螺旋传动的原理
螺旋传动的原理
螺旋传动是一种将转动运动转化为线性运动的机械传动方式。
它基于螺旋线的特性，利用螺旋面的斜螺纹与螺母的配合，使螺杆的旋转运动转变为螺母的轴向位移。
螺旋传动的原理可以简单描述为：当螺杆做旋转运动时，螺旋线的导程会决定螺母的轴向移动距离。
具体来说，螺杆的旋转将使螺旋线的斜螺纹向前或向后推动与其配合的螺母。
随着螺杆旋转的不断进行，螺母会不断沿轴向方向移动一定距离。
螺旋传动的优势在于其传动效率高、承载能力大、紧凑结构和自锁功能（根据旋转方向的不同），因此广泛应用于工程机械、航空航天、汽车、船舶等领域。
在一些需要精确控制的机械系统中，螺旋传动也常被运用于位置调节和线性传动的需求。
例如，在CNC机床上，螺旋传动被用于驱动工作台或滑台的精
确运动。
螺旋传动有多种类型，包括常用的丝杆传动、滚珠丝杠传动和齿轮与蜗杆传动等。
不同类型的螺旋传动具有不同的结构和应用特点，但其基本原理都是基于螺旋线与螺母的配合来实现传动功能。
总的来说，螺旋传动利用螺旋线的特性，将螺杆的旋转运动转换为螺母的轴向移动，从而实现线性运动的传动效果。
通过合理设计和选用不同类型的螺旋传动，可以满足不同工程需求。
螺旋传动名词解释
螺旋传动名词解释螺旋传动是一种常见的机械传动方式，它是通过螺旋线来传递动力和转矩的一种机械装置。
在工业生产中，螺旋传动被广泛应用于各种机械设备中，如车床、钻床、刨床、铣床、齿轮箱、减速器等。
本文将对与螺旋传动相关的一些名词进行解释。
1. 螺旋线螺旋线是一种沿着圆柱体或圆锥体表面上升螺旋的曲线。
螺旋线的特点是在平面上呈现出逐渐增长的弧长和逐渐增大的半径，形成了一条渐开线。
在螺旋传动中，螺旋线是用来传递动力和转矩的重要部分。
2. 螺旋齿轮螺旋齿轮是一种具有螺旋齿的齿轮，其齿形为螺旋线状。
螺旋齿轮是螺旋传动的核心部件之一，它能够传递更大的转矩和更高的速度比。
与其他齿轮相比，螺旋齿轮的传动效率更高，噪音更小，寿命更长。
3. 螺旋锥齿轮螺旋锥齿轮是一种具有螺旋齿的锥齿轮，其齿形为螺旋线状。
螺旋锥齿轮通常用于传递转速和转矩较大的动力，如汽车变速器、风力发电机等。
螺旋锥齿轮具有传动效率高、噪音小、寿命长等优点。
4. 螺旋传动比螺旋传动比是指螺旋齿轮或螺旋锥齿轮的齿数比。
螺旋传动比可以通过改变螺旋齿轮或螺旋锥齿轮的齿数来实现转速和转矩的变化。
螺旋传动比的大小决定了螺旋传动的输出转矩和转速。
5. 螺旋传动效率螺旋传动效率是指螺旋传动在传递动力和转矩时的能量损失程度。
螺旋传动效率受到许多因素的影响，如传动比、齿轮材料、齿形设计等。
一般来说，螺旋传动效率高达95%以上，是一种高效的传动方式。
6. 螺旋传动噪音螺旋传动噪音是指螺旋传动在运转过程中产生的声音。
螺旋传动噪音的大小与许多因素有关，如传动比、齿轮齿形、齿轮材料、润滑状况等。
为了降低螺旋传动噪音，可以采用一些措施，如改进齿形设计、选择合适的材料、加强润滑等。
7. 螺旋传动寿命螺旋传动寿命是指螺旋传动在正常使用条件下的使用寿命。
螺旋传动寿命受到许多因素的影响，如齿轮设计、材料、润滑状况等。
为了延长螺旋传动的寿命，需要采取一些措施，如优化齿轮设计、选择合适的材料、加强润滑等。
第四节 螺旋传动
1） 传力螺旋 举重器 、千 斤顶 、加压 螺旋。 特点： 低速 、 间歇工作， 传递轴向力 大 、 自锁。
5
( 4 ) 应用 2） 传导螺旋
机床进给丝杠 — 传递运动和动力。 特点：速度高 、连续工作 、精度高。
6
( 4 ) 应用 3） 调整螺旋 机床 、仪器及测试装置中的微调螺旋。 其特点是受力较小且不经常转动。
（3）一般情况可采用45、50钢。 u螺母材料可用铸造锡青铜 ， 重载低速的场合 可选用强度高的铸造铝铁青铜 ，而轻载低速 时也可选用耐磨铸铁
11
三 、梯形螺纹的主要参数及尺寸计算
■ 1 梯形螺纹的主要参数 ■（ 1)大径（d,D) :是螺纹的最大直径 。与外螺纹的牙顶或 内螺纹的牙底相重合的假想圆柱体的直径 。外螺纹的大径 用d表示 ， 内螺纹的大径用D表示 。螺纹的公称直径是指 代表螺纹尺寸的直径 。普通螺纹的公称直径是指大径。 ■（ 2)小径（dቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ,D1) :是螺纹的最小直径 ， 与外螺纹的牙底 或内螺纹的牙顶相重合的假想圆柱体的直径。 ■（ 3)中径（d2,D2) :在螺纹的轴向剖面内 ， 牙厚和牙槽宽 相等处的假想圆柱体的直径。 ■（4)螺距（P) : 相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向 距离。
12
（ 5） 线数(Z) :是一个螺纹零件的螺旋线数目 （ 6)导程（S）： 同一条螺旋线上相邻两牙在中径线上对 应两点间的轴向距离 。S=ZP ，Z为螺旋线数 。
（ 7) 牙型角α： 在螺纹的轴向剖面内 ，螺纹牙型相邻两
侧边的夹角。 牙型半角： 螺纹牙型侧边与螺纹轴线的垂线间的夹角。
（8) 螺纹升角Ψ： 在中径d 2的圆柱面上 ， 螺旋线的切线
机械设计基础
模块三 常用机械传动
【精密机械设计】第3章 螺旋传动
接触角
单圆弧型
双圆弧型
2）滚珠循环方式
内循环式 流畅性好，径向尺寸 小，反向器加工复杂。
❖ 外循环式 工艺性好，径向尺寸大。
内循环式
螺旋槽式
插管式
外循环式
端盖式
3）消除轴向间隙的调整预紧方法
基本方式为采用双螺母，调整双螺母轴向距 离实现预紧，消除空回间隙。
垫片调隙式 螺纹调隙式 齿差调隙式
双螺母预紧
螺杆成本高，对精度影响大，故螺杆硬，螺母软。
螺杆：强度高、耐磨性好、工艺性好。
如：Q235、Y40Mn、45、50、 65Mn、40Cr、9Mn2V、 38CrMoAlA、GCr15等。
4. 主螺要母参：数耐的磨确性定、减摩性好。如：铸铁、青铜
包括：螺杆直径和长度、螺距、 螺螺旋杆长线度头L数w 和L螺g 母H 高度；等螺。距应取为 标准值 ；最好用单头螺纹；直径应 选大些，并使（长度）/（螺纹小径 ）≤25
本节内容结束
垫片调隙式
螺纹调隙式
齿差调隙式
3.滚珠螺旋副的精度、代号和标记
1）滚珠螺旋副的精度
包括螺母的行程误差和空回误差。可参照 相关标准。
2）例滚： 珠C 螺D M旋5副0 1的0 代□－号3和－P标3记方法
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
2）传力螺旋。强度 按高其接触面间摩擦的性质分为
1）滑动螺旋传动
32））滚一动般螺螺旋旋传动传。动。 3）仅静传压递螺旋运传动动，。无
特殊要求。
传力螺旋
3.2 滑动螺旋传动
3.2.1滑动螺旋传动的特点 ： 优点： 1.降速比大,传动精度高，工作平稳 。 2.具有增力作用。 3.能自锁。 缺点： 1.效率低、磨损快 2.低速时有爬行现象
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
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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
螺旋传动名词解释
螺旋传动名词解释螺旋传动是一种机械传动方式，它通过螺旋线形的轮齿来传递动力和扭矩。
在工业生产中，螺旋传动被广泛应用于各种机械设备中，如车辆、机床、起重设备、农机等。
本文将从螺旋传动的基本原理、分类、优缺点、应用领域等方面进行详细解释。
一、螺旋传动的基本原理螺旋传动的基本原理是利用螺旋线形的轮齿来实现动力和扭矩的传递。
螺旋线形的轮齿分为两种类型：直螺旋齿和斜螺旋齿。
直螺旋齿的轴线与轮轴平行，斜螺旋齿的轴线与轮轴有一定的夹角。
在螺旋传动中，斜螺旋齿的传动效率比直螺旋齿高，但制造成本也较高。
螺旋传动的主要组成部分有两个：螺旋轮和螺旋齿轮。
螺旋轮是由一个螺旋线形的齿条和一个轮轴组成的，螺旋齿轮则是由一个螺旋线形的齿轮和一个轮轴组成的。
当螺旋轮和螺旋齿轮相互啮合时，通过轮齿的摩擦力和压力，实现动力和扭矩的传递。
二、螺旋传动的分类螺旋传动根据轮齿的类型和传动方式可以分为以下几种：1、直齿螺旋传动：轮齿为直齿，轴线平行，传动效率较低。
2、斜齿螺旋传动：轮齿为斜齿，轴线有一定的夹角，传动效率较高。
3、蜗杆传动：由蜗杆和蜗轮组成，蜗杆为螺旋线形，蜗轮为螺旋线形的齿轮，传动效率较高。
4、滚柱螺旋传动：轮齿为滚柱，传动效率较高，但制造成本较高。
5、圆锥螺旋传动：轮齿为圆锥形，传动效率较高，但制造成本较高。
6、螺旋锥齿轮传动：由螺旋锥齿轮和螺旋锥齿轮组成，传动效率高，但制造成本较高。
三、螺旋传动的优缺点螺旋传动具有以下优点：1、传动效率高：由于轮齿的螺旋线形，使得传动效率较高。
2、承载能力强：由于轮齿的啮合面积较大，使得承载能力较强。
3、传动平稳：由于轮齿的啮合面积较大，使得传动平稳，噪音较小。
4、寿命长：由于轮齿的啮合面积较大，使得磨损较小，寿命较长。
螺旋传动也存在以下缺点：1、制造成本较高：由于轮齿的螺旋线形，制造难度较大，制造成本较高。
2、精度要求高：由于轮齿的螺旋线形，精度要求较高，加工难度较大。
3、自锁性强：由于轮齿的螺旋线形，自锁性较强，需要采取一些措施来防止自锁。
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b
6Fl
滑动螺旋传动
16-3
滑动螺旋传动
b 0.75P ，P为螺距；l为弯曲力臂，P为螺距；l为弯曲力 螺纹， D D2 l [ ] 为许用切应力（MPa），见表 臂， 2 ，D2为螺纹中径； 16-3；[ b ] 为许用弯曲应力（MPa），见表16-3.。
3．螺杆的强度计算 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
≤[ ]
(16-7)
螺旋传动介绍
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
第一节 螺旋传动的应用和分类
螺旋传动的应用和分类
学习要求：
对螺旋传动的类型及应用有一个概括的了解。
螺旋传动是利用螺纹副来传递运动和动力的，其
主要功能是将回转运动变为直线运动，同时传递动 力。 螺旋传动按其用途可以分为以下三类： ⒈ 传力螺旋 ⒉ 导螺旋传 ⒊ 调整螺旋
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
S sc
Fcr F ≥Ss
(16-8)
式中，Scs为螺杆稳定性计算安全因数；Ss为螺杆稳定性安 全因数，Ss = 2.5～4；F为作用于螺杆上的轴向载荷；Fcr为螺
A π d 2 hZ π d 2 hH
滑动螺旋传动
16-2
滑动螺旋传动
式中，A为螺纹的承压面积；F为作用于螺杆的轴向力；d2 为螺纹的中径；P为螺距；h为螺纹的工作高度；Z为旋合圈 数， Z H / P ；H为螺母高度；[p]为许用压力，见表16-2。 式(16-1)用于校核计算。为了导出设计计算式，令 = H /d2， 代入式（16-1），整理后可得：
螺旋传动的应用和分类
传力螺旋：
所谓传力螺旋是指以传递力为主螺旋传动。如图 16-1a的千斤顶、图16-1b的压力机。这种螺旋主要承 受很大的轴向力，一般为间歇工作，每次工作时间较 短，工作速度也不高，并具有自锁能力。
传导螺旋：
以传递运动为主，并要求有较高的传动精度，有 时也承受较大的轴向力的螺旋为传导螺旋。如图161c的金属切削机床的进给螺旋。传导螺旋常在较长的 时间内连续工作，工作速度较高。
d2 ≥
FP π h [ p ]
(16-2)
对于矩形和梯形螺纹，取h = 0.5P；锯齿形螺纹，取
h = 0.75P。螺母高度 H = d2 (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。
螺旋传动的应用和分类
16-1
第二节
滑动螺旋传动
滑动螺旋传动
学习要求
掌握滑动螺旋传动的失效形式和滑动螺旋传动的
设计计算方法。 本节阐述了滑动螺旋传动的设计计算，由于其工 作条件及对传动要求的不同，失效形式也不同，因此 要选择不同的设计准则进行设计，以确定螺旋传动的 参数，然后根据工作条件，进行必要的验算，以满足 工作要求。
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 面。耐磨性计算主要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16-2所示，假设作用于螺杆上的轴向力为F，被旋合的 螺纹工作表面均匀承受，则其工作面上的耐磨条件为 F F FP ≤[p] (16-1) p
杆的临界载荷。
滑动螺旋传动
为求螺杆的临界载荷Fcr，应先计算螺杆的长细比 l
滑动螺旋传动的失效形式和常用材料 滑动螺旋传动的设计计算
滑动螺旋传动
滑动螺旋传动的失效形式和常用材料：
（一）滑动螺旋传动的失效形式 1．螺纹磨损 2．螺杆及螺母螺纹牙的塑性变形或断裂 3．螺杆失稳 4．螺距变化 滑动螺旋传动，除以上的失效形式外，对于高速 的长螺杆，应验算其临界转速，以防止产生过度的横 向振动；要求螺旋自锁时，应验算其自锁条件。
式中，d1为螺杆螺纹小径；T为螺杆所受转矩，
d2 T F tan( v ) 2
滑动螺旋传动
d2为螺杆螺纹中径， v为当量摩擦角，v = arctanv，v为 cos 当量摩擦因数， v 2 ，为螺纹牙型角，摩擦因数μ见 表16-2；[]为许用应力（ MPa）见表16-3。
滑动螺旋传动
螺纹磨损：滑动螺旋工作时，主要承受转矩及轴向拉力（或压 力），同时螺杆与螺母的旋合螺纹间有较大的相对滑动，因此 螺纹磨损是其主要失效形式。 螺杆及螺母螺纹牙的塑性变形或断裂：对于受力较大的传力螺 旋，螺杆受到拉力（或压力），而螺纹牙则会受到剪力和弯矩 的作用，会引起螺杆和螺纹牙的塑性变形或断裂。 螺杆失稳：长径比很大的螺杆，受压后会引起侧弯而失稳. 螺距变化：精密的传导螺旋，受力后螺杆螺距要发生变化，而 引起传动精度的降低，因应根刚确定。 （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
螺杆受有轴向载荷F，旋合圈数为Z，假设各圈螺纹受载相 等，则每圈螺纹承受的载荷为F/Z，作用于螺纹中径上。将螺母 一圈螺纹展开，则可看作宽度为 D的悬臂梁。如图16-3所 示。 螺纹牙危险截面的抗剪强度条件为 F ≤[] (16-5) DbZ 螺纹牙危险截面的抗弯强度条件为 ≤[b] (16-6) 式中，D为螺母的螺纹大径；b为螺纹牙根部厚度，对于矩 形螺纹，b = 0.5P，对于梯形螺纹，b = 0.65P，对于锯齿形