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第九章螺旋传动 第九章 螺旋传动 周怡琳 内容 概述 滑动螺旋传动 滚珠螺旋传动 静压螺旋传动简介 第一节 概述 螺旋传动的概念 螺旋传动是精密机械中常用的一种传动型式。它是利用螺杆与螺母的相对运动，将旋传运动变为直线运动， 其运动关系为 二、螺旋传动的分类 按其在精密机械中的作用，分为 示数螺旋传动 传动链中，精确传递相对运动或相对位移的螺旋传动； 要求：传动精度高，空回误差小。 传力螺旋传动 传动链中，传递动力的螺旋传动； 要求：足够的强度 一般螺旋传动 传动链中只作一般驱动用的螺旋传动； 对强度、刚度和精度均无较高要求。 按其接触面间摩擦的性质，分为 滑动螺旋传动 滚动螺旋传动 静压螺旋传动 第二节 滑动螺旋传动 一、滑动螺旋传动的特点 降速传动比大 螺距一般很小，在转角很大的情况下，能获得很小的直线位移量，可大大缩短机构的传动链； 结构简单、紧凑、传动精度高，工作平稳。 具有增力作用 只要给主动件一个较小的转矩，从动件即获得较大的轴向力 能自锁 螺旋线升角小于摩擦角时，螺旋传动具有自锁作用。 效率低、磨损快 螺旋工作面为滑动摩擦，传动效率低（30～40％），磨损快，不适于高速和大功率传动。 二、滑动螺旋传动的型式及应用 滑动螺旋传动的两种基本型式 螺母固定，螺杆转动并移动 优点：螺母起支承作用，易获得较高的传动精度。 缺点：轴向尺寸大，刚性较差，适用于行程短的情况。 螺杆转动，螺母移动 结构紧凑，刚度较大，适用于工作行程较长的情况。 二、滑动螺旋传动的型式及应用 滑动螺旋传动的应用 例1：测微目镜中的示数螺旋传动，属类型I。 二、滑动螺旋传动的型式及应用 例2：测量显微镜纵向测微螺旋属类型II。 二、滑动螺旋传动的型式及应用 类型III：差动螺旋传动 原理 情况1： 螺杆3左、右两段螺纹旋向相同，螺杆转动φ，可动螺母2移动距离 如果导程差很小，则l很小，可用于各种微动装置。 情况2： 螺杆3左、右两段螺纹旋向相反，螺杆转动φ，可动螺母2移动距离 快速移动螺旋，用于要求快速夹紧的夹具或锁紧装置。 三、滑动螺旋传动的计算 滑动螺旋传动的失效形式 螺纹的磨损 螺杆的变形 螺杆或螺纹牙的断裂 滑动螺旋传动的计算 耐磨性 刚度 稳定性 强度 驱动力矩、效率、自锁 三、滑动螺旋传动的计算 （一）耐磨性计算 根据耐磨性的计算确定螺杆的直径和螺母高度 螺纹工作表面的压强 磨损速度与螺纹工作表面压强的大小直接关系，为提高螺旋传动寿命，须限制螺纹工作表面的压强 （一）耐磨性计算 螺纹直径设计 d2应根据标准圆整，并选取标准公称直径d及螺距P。 考虑螺纹间载荷实际分布不均匀，螺母螺纹的扣数n应小于10，n=H/P≤10，若n10，考虑更换螺母材料或增大螺纹直径。 （二）刚度计算 螺杆变形的产生 螺杆在轴向载荷Fa和转矩T的作用下产生变形，引起螺距的变化，影响传动精度。 设计时应进行刚度计算，把螺距变化限制在允许范围内。 螺距变化量的计算 螺杆在轴向载荷作用下，一个螺距产生的变化量 螺杆在转矩作用下，相应于一个螺距长度产生的变化量 螺杆在轴向载荷和转矩作用下，一个螺距的变化量 1m长螺纹上螺距累积变化量 （二）刚度计算 （二）刚度计算 （三）稳定性验算 稳定性验算的必要性 受轴向压力的螺杆，当轴向力较大，且螺杆长度与直径比值较大时，螺杆可能失去稳定而产生侧向弯曲。 稳定性验算 根据工程力学，螺杆失稳时的临界轴向载荷为  （四）强度计算 螺杆的强度计算 （四）强度计算 螺纹强度计算 螺杆材料强度比螺母材料强度高，因此只需验算螺母螺纹强度。 （五）驱动力矩、效率和自锁的计算 对于传力螺旋，为避免螺旋副因摩擦力过大而转动不灵活，应进行驱动力矩及效率的计算，以便确定原动机的功率和螺旋副的自锁条件。 驱动力矩 （五）驱动力矩、效率和自锁的计算 效率 （五）驱动力矩、效率和自锁的计算 自锁 例9－1 四、滑动螺旋传动的设计原则 （一）传动型式的选择 （二）螺纹类型的确定 示数螺旋传动多采用三角形螺纹 传力螺旋传动多采用梯形螺纹 （三）螺旋副材料的确定 根据用途、精度等级及热处理要求等条件选定。 总的要求： 具有良好的耐磨性和易于加工 为减小磨损，螺杆的硬度高于螺母硬度，保护价格高、对传动精度影响较大的螺杆。 螺杆材料 螺母材料 四、滑动螺旋传动的设计原则 （四）主要参数的确定 主要参数： 螺杆直径和长度 螺距 螺旋线头数 螺母高度 确定方法 参照同类机构，用类比的方法确定 对于重要传动，进行必要的校核计算 四、滑动螺旋传动的设计原则 注意的问题 螺杆螺纹部分的长度Lw 保证整个工作行程Lg内与螺母正确旋合为原则，尽可能短。 一般Lw≥Lg+H（螺母高度） 螺杆直径 为保证螺杆的刚度，直径选大些，并使L（长度