机械原理与机械设计 下册 第2版 教学课件 作者 张策 第十六章 螺旋传动.ppt

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1、第十六章螺旋传动内容简介本章介绍了螺旋传动的类型及应用。重点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。本章还介绍了滚动螺旋的类型和设计计算及设计中应注意的问题。滚动螺旋的设计计算实际上是选用计算，根据工作条件和使用要求首先选定类型及基本参数，然后进行验算。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

2、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

3、的螺旋为传导螺旋。如图16-1c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。螺旋传动的应用和分类16-1螺旋传动的应用和分类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

4、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

5、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。滑动螺旋传动滑动螺旋传动的设计计算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

6、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≤[p](16-1)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，；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：d2≥(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

7、，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≤[](16-5)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，对于锯齿形滑动螺旋传动16-3滑动螺旋传动螺纹，，P为螺距；l

8、为弯曲力臂，P为螺距；l为弯曲力臂，，