螺旋传动误差分析-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机械机构创新设计及应用课程论文要求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：第I页机械机

2、构创新设计及应用课程论文正文1螺旋传动模型螺旋传动是机电一体化系统中常用的一种传动形式，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PhL2式中：L为螺杆(或螺母)的位移P为导程h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

3、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，并转化为螺母12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Dtanmaxmin第2页机械机构创新设计及应用课程论文式中，D为螺杆轴肩的直径取和中较小者，对于图1，取min122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12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

4、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。min122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。122.1状态一：=12设理想状态为螺杆轴肩的端面与轴承的止推面都垂直于螺杆轴线，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AB。12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max

5、Dtanmax通过分析几何关系，可知=或12图2状态一：=12第3页机械机构创新设计及应用课程论文2.2状态二：12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12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1AB，螺杆转动一周为一个循环，则当螺杆轴肩端面位于AB位置时，轴向窜动误差最大，如图3所示，为maxDtanmax由几何关系，可知=。即，取和中较小者。212图3状态二：122.3状态三：12当

6、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12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AB，则B点将12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AB位置时，轴向窜动误差值最大，如图4所示，为minDtanmin通过几何关系，即可知=。即，取和中较小者。112第4页机械机构创新设计及应用课程论文图4状态三：122.4初步结论因此，螺旋传动的最大轴向窜动误差计算

7、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

8、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