韩威-机械机构创新设计及应用课程论文

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1、.机械机构创新设计及应用课程论文（2015年春季学期）题目：螺旋传动误差分析姓名：韩威学号：1120810613班级：1208106专业：机械设计制造及其自动化日期：2015.6.9..哈尔滨工业大学机电工程学院..要求1按附录的撰写规范独立完成课程论文撰写，拒绝雷同，否则按零分处理2字数不少于3000字3除课程论文外，最好包含自己的学习心得体会4大作业需同时提交打印稿和电子文档予以存档，电子文档由班长收齐（缺电子文档得零分），统一发送至：jkliu@hit.edu.cn成绩：..评阅人：..正文1螺旋传动模型螺旋传动是机电一体化系统中常用

2、的一种传动形式，由于机电一体化系统的机械结构要求有较小的摩擦、较高的精度和刚性，因此，需要精密设计来保证螺旋传动的精度。螺旋传动是利用螺杆与螺母的相对运动，将旋转运动变为直线运动，其运动关系为式中：L为螺杆(或螺母)的位移为导程为螺杆和螺母间的相对转角螺旋传动的传动精度是指螺杆与螺母间实际相对运动保持理论值的准确程度。影响滑动螺旋传动精度的因素主要有螺纹参数误差、螺杆轴向窜动误差、偏斜误差、温度误差等。螺杆轴向窜动误差，如图1所示，若螺杆轴肩的端面与轴承的止推面不垂直于螺杆轴线而分别有和和的偏差，则当螺杆转动时，将引起螺杆的轴向窜动误差，并

3、转化为螺母位移误差。图1螺杆轴向窜动误差螺杆轴向窜动误差是周期性变化的，以螺杆转动一周为一个循环，最大的轴向窜动误差计算公式为..式中，D为螺杆轴肩的直径取和中较小者，对于图1，取其中，为螺杆轴肩的端面与螺杆轴线的垂直面的夹角，为轴承的止推面与螺杆轴线的垂直面的夹角。本文中我们根据螺旋传动中螺杆轴肩端面和轴承止推面形位误差的大小进行分析螺杆轴向窜动对螺旋传动精度的影响，并解析为什么取和中较小者。2轴向窜动误差分析根据和的大小，下面分三种状态展开分析螺杆轴向窜动对螺旋传动精度的影响。2.1状态一：设理想状态为螺杆轴肩的端面与轴承的止推面都垂直

4、于螺杆轴线，实际它们并不垂直而是有的偏差，如图2所示。螺旋传动工作时，设螺杆轴肩端面的起始位置为。此时与轴承的止推面在一个平面上，相互吻合，螺杆转动一周为一个循环，则当螺杆轴肩端面位于位置时，轴向窜动误差将最大，如图2所示，为通过分析几何关系，可知=或图2状态一：..2.2状态二：当时，如图3所示，螺杆轴肩的端面不垂直于螺杆轴线而是有偏差，轴承的止推面也不垂直于螺杆轴线而有的偏差。传动系统运行时，设螺杆轴肩端面的起始位置为AB，螺杆转动一周为一个循环，则当螺杆轴肩端面位于位置时，轴向窜动误差最大，如图3所示，为由几何关系，可知。即，取和中较

5、小者。图3状态二：2.3状态三：当时，如图4所示，螺杆轴肩的端面和轴承的止推面不处于理想状态，而是分别有和的偏差。当螺杆转动时，如果螺杆肩端面的起始位置为，则点将落到轴承止推面的内部，不符合实际，故，螺杆轴肩端面的起始位置定为AB，螺杆转动一周为一个循环，则当螺杆轴肩端面位于位置时，轴向窜动误差值最大，如图4所示，为通过几何关系，即可知。即，取和中较小者。..图4状态三：2.4初步结论因此，螺旋传动的最大轴向窜动误差计算公式中的参数取和中较小者。通过上述分析，可知螺旋传动中螺杆轴肩的端面、轴承的止推面存在的形位误差是引起螺杆轴向窜动误差的重

6、要因素。因此，在机械设计时，螺旋传动中的螺杆轴肩端面、轴承止推面的形状公差、位置公差需根据传动精度要求进行设计。3螺纹几何参数误差对螺纹互换性的影响3.1螺纹大、小径误差对互换性的影响从加工工艺上和使用强度上考虑，实际加工出的内螺纹大径和外螺纹小径的牙底处均略呈圆弧状，为了防止旋合时在该处发生干涉，螺纹结合规定在大径和小径上不准接触，因此，规定内螺纹的大、小径的实际尺寸分别大于外螺纹的大、小径的实际尺寸。但是内螺纹的小径过大或外螺纹的大径过小，会减小螺纹的接触高度，从而影响螺纹的连接可靠性，所以也必须加以限制。为此，螺纹的顶径，即内螺纹的小

7、径和外螺纹的大径设有公差。从互换性角度来看，对内螺纹大径只要求与外螺纹大径之间不发生干涉，因此内螺纹只需限制其最小的大径，而外螺纹小径不仅要与内螺纹小径保持间隙，还应考虑牙底对外螺纹强度的影响，所以外螺纹除需限制其最大的小径外，还要考虑牙底的形状，限制其最小的圆弧半径。..3.2螺距误差对互换性的影响螺距的精度主要是由加工设备的精度来保证的。螺距误差使内、外螺纹的结合发生干涉，影响旋合性，并且在螺纹旋合长度内使实际接触的牙数减少，影响螺纹连接的可靠性。旋合长度有关的累积误差和与旋合长度无关的局部误差。从互换性角度看，螺距的累积误差是主要的。

8、国家标准对普通螺纹不采用规定螺距公差的办法，而是采取将外螺纹中径减小或内螺纹中径增大的方法，抵消螺距误差的影响，以保证达到旋合的目的。由螺距误差换算的中径的补偿值，称为螺距误差的