第3章 螺旋传动

转向如图中箭头所示。
螺杆
刀排 2、图为镗刀杆微调装 置。螺杆分两段，单线 螺纹，P1= 1.25mm(右 旋)，P2 =1mm(右旋) , 如果将螺杆向前拧一圈，
镗刀向前走多少？要使 镗刀向前应该如何回转？
计算题:
3、如图所示微调差动螺
旋机构，旋钮上的外螺纹
为双线右旋螺纹，其螺距
为1.45mm，试问：旋钮
Q
使滑块等速上升所需要的水平力 F=FWtan(φ+λ)
§3—2 螺旋副中的摩擦、效率和自锁
螺旋副的效率
η
＝ π
π d2 tanλ Fw d2 Fw tan（λ ＋φ
＝ tanλ ） tan（λ ＋φ
）
螺纹的自锁
若不加外力，则不论FQ有多大，滑块也不会下 滑，这种现象叫“自锁”
λ ≤φ————自锁条件
3） 角度参数
1）螺旋升角λ——中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直于螺旋 线轴线的平面的夹角
λ

arctgS / d2

arctg
nP
d 2
2）牙型角α ——螺纹轴向平面内螺纹牙型两侧边的夹角
3）牙型斜角β——螺纹牙的侧边与螺纹轴线垂直平面的夹角
§3—2 螺旋副中的摩擦、效率和自锁
一、矩形螺旋副（牙型角α=00）
2）内径（小径）d1(D1) ——与外螺纹牙底相重合的假想圆柱 面直径（危险剖面直径）
3）中径d2 —— 在轴向剖面内牙厚与牙间宽相等处的假想圆柱 面的直径，d2≈0.5(d+d1)
2）轴向参数
1）螺 距 P ——相邻两牙在中径圆柱面的母线上对应两点间 的轴向距离
2）导程（S）——同一螺旋线上相邻两牙在中径圆柱面母线 上的对应两点间的轴向距离
B．16mm D．4mm
选择题：
2、在图示差动螺旋机构中，两螺旋副均为右旋，机架3固定螺母导程 S1=4mm，活动螺母导程S2=4mm，若按图示方向将螺杆1回转2周， 活动螺母2的位移量和位移方向是（ ）
E
A．向左移动2mm B．向右移动2mm C．向左移动1mm D．向右移动1mm E ．原位不动
注：M12粗牙螺纹 d2=10.863，螺距P=1.75，三角螺纹的β=30°
解：λ=arctan（1.75/π*10.863）=2.94° φv=arctanfv=arctanபைடு நூலகம்0.12/cos30）
=7.89°
λ<φv 能自锁
§3—3 螺旋机构的类型、应用和特点
螺旋传动装置的工作原理 通过螺纹结构，将回转运动转化为轴向直线运动或将直线运
1上的内螺纹旋向和导程
Sb各为怎样时，可使螺杆
2在旋钮上按图示方向转1
周后,向上移动0.1mm？ 解题思路：
解题步骤： L=n
±+ L0.1=n1（2S.91±- ？S2）
S（BS=A2±.9-SB）
0.1=2.8mm
.
λ≤ φ V
η
＝ tanλ tan（λ ＋φ
v）
三、影响效率和自锁性能的几何因素 螺旋传动中应采用多线、大螺距的螺纹以提高效
率；螺纹联接中应采用单线、小螺距的螺纹以提高自 锁性能。
三角形螺纹的fv大，自锁性能好，且牙根强度高，故常用 于联结。梯形、锯齿形及矩形螺纹，多用于传动。
例题：
已知摩擦系数f=0.12，在静摩擦作用下，试计算 M12粗牙普通螺纹能否自锁。
左旋
右旋(常用)
3） 按线数 单线螺纹和多线螺纹
沿一条螺旋线形成的螺 纹叫做单线螺纹；沿两条或 两条以上在轴向等距分布的 螺旋线所形成的螺纹叫做多 线螺纹。
单线螺纹
双线螺纹
§3—2 螺旋副中的摩擦、效率和自锁
2、螺纹的主要参数 1. 径向参数
1）外径（大径）d（D）——与外螺纹牙顶相重合的假想圆柱 面直径，亦称公称直径
螺旋机构的组成
一个与轴线共
面的平面图形（三
角形、梯形等），
绕圆柱面作螺旋运 动，则得到具有相
A1 ●
同截面的连续凸起 和沟槽 ——螺纹。
A●
螺旋线
轴线位移与旋转角度之间的关系为
l

s 2

二、螺纹的类型和主要参数
1.螺纹的类型
(1)按牙形
矩形螺纹、三角形螺纹、梯形螺纹及锯齿形螺纹。
(2)按旋向 右旋螺纹和左旋螺纹。
基本方法： 右手定则+左右手定则
左右手定则判断的关键： 用于判断主动件的轴向力方向
返回
如图所示，滑板由差动螺旋带动在导轨上移动，螺纹1 为M12×1.25,螺纹2为M10×0.75。
（1）3和2螺纹均为右旋，手柄按所示方向回转一周时， 滑板移动距离多少？方向如何？
（2）3为左旋，2为右旋，滑板移动距离多少？方向如 何？
选择题：
3、在图示差动螺旋机构中，活动螺母2处螺旋副为左旋,导程S2=4mm ， 机架3固定螺母为右旋,导程S1=4mm，若按图示方向将螺杆1回转2周， 活动螺母2的位移量和位移方向是（ ）
C
A．向左移动1mm B．向右移动1mm C．向左移动16mm D．向右移动16mm
选择题：
4、普通螺旋传动机构（ A、D ）
23
收音机的调整螺旋
螺旋测微器
（其他如：镗床镗刀的微调机构等）
螺旋传动的分类（2）
按螺旋副的摩擦性质
η=30~40%
η >90%
η >98%
滚珠螺旋
逆传动效率高 摩擦小，寿命长 不自锁，结构复杂
二、螺旋传动的特点
优点 减速比较大，省力 精度较高 能够实现自锁 结构简单﹐传动平稳﹐无噪音 缺点 滑动螺旋磨擦磨损大，效率低
动转化为回转运动，同时传递能量和力。
螺旋传动的类型
按用途
传力螺旋 传导螺旋 调整螺旋
千斤顶
传力螺旋 夹紧装置
千斤顶
压纸机
齿轮实验仪
小 型 车 床
差动螺旋
导程不同或旋向不同的螺纹零件和其它螺纹零件 形成的螺旋传动
－螺纹导程不同
－螺纹旋向相反 （如：台钳定心夹紧机构）
移向判断
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计算题:
1、牛头刨床横向进给机构中，进给螺杆的导 程为5mm，与螺杆固结的棘轮有28齿，问该 牛头刨床最小横向进给量是多少？
解题关键：
读懂牛头刨床的工作原理，明确最小横向进 给量为棘轮转一齿时的螺母位移量。
解题步骤： 最小横向进给量=
≈
5 208.18mm
计算题:
刀 杆
解题步骤： L = n(S1- S2) =1× (1.25- 1) =0.25mm
A．结构简单 高
C．传动精度低 强
B．传动效率 D．承载能力
选择题：
5、能将旋转运动转变为平稳而又产生很大
轴向力的直线运动的传动是（ C ）
A．齿轮传动 C．螺旋传动
B．蜗杆传动 D．链传动
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判断题：
1、机床上的丝杠及台虎钳、螺旋千斤顶等的
螺纹都是三角形。（ ×）
2、螺纹联接和螺旋传动，螺纹零件都承受轴向
§3—2 螺旋副中的摩擦、效率和自锁
二、非矩形螺纹
法向反力F'N=FW/cosβ；楔形面摩擦力F'f =fF'N =fFW/ cosβ; f'=f/ cosβ------当量摩擦系数
φ v = arctan(φ / cosβ)- --------当量摩擦角
§3—2 螺旋副中的摩擦、效率和自锁
自锁条件 效率
填空题：
1、螺旋传动可实现 极小 和 较大
位移。
2、螺旋传动是利用 螺旋副
来传递 运动 和
动力 的一种机械传动，它可以方便地把主动
件的 回转
运动转变为从动件的直线往复
运
动3、。螺旋传动的失效形式是 牙间磨损 和螺杆失稳
。
填空题：
4、普通螺旋传动是由构件 螺母 和螺杆 组成 的实现的传动。其应用形式有以下四种：
（1） 螺母固定不动, 螺杆回转并作直线运动
。 （2） 螺杆固定不动, 螺母回转并作直线运动
。 （3） 螺杆回转, 螺母作直线运动
。
（4） 螺母回转, 螺杆作直线运动
。
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选择题：
1、机床进给机构的螺旋传动中，采用双 线螺纹，螺距为4mm，若螺杆转4周，则
螺母（刀具）的位移是（ A ）
A．32mm C．8mm
力。（√）
3、滚珠螺旋传动的传动效率低，传动时运动稳
定，动作灵敏。（ ×）
判断题：
4、普通螺旋传动 ，从动件的直线运动（移 动）方向 ，与螺纹的回转方向有关，但与
螺纹的旋向无关。（ ×）
5、普通螺旋传动和差动螺旋传动中的运动 副是低副，滚珠螺旋传动的运动副是高副。
（√ ）
6、滚珠螺旋传动具有自锁性。（ ×）
螺旋传动
内容
螺旋机构的组成 和螺纹 螺旋副中的摩擦、效 率和自锁 螺旋机构的类型、应 用和特点
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§3—1 螺旋机构的组成和螺纹
一、螺旋机构的组成
•螺杆
•夹紧机构
•螺母
•机架 （可与 螺母或 螺杆一 体，也 可是单 独的构
•螺旋千斤顶
§3—1 螺旋机构的组成和螺纹