螺旋传动介绍

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。
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
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
π Db 2 Z
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.。
A π d 2 hZ π d 2 hH
滑动螺旋传动
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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
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。
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
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。
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。
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
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。