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1、8 2 螺旋传动 螺旋传动是由螺杆和螺母组成的用以传递运动 和动力的一种机械传动形式 8 2 1螺旋传动的类型和应用 1 螺旋传动按其用途可分为 1 调整螺旋 如机床进给的微调螺旋 2 传力螺旋 如千斤顶 3 传动螺旋 如机床丝杠 2 螺旋传动按其螺纹间摩擦性质的不同 可分为 1 滑动螺旋 滑动摩擦 结构简单 加工方便 应用最广 2 滚动螺旋 滚动摩擦 传动效率高 3 静压螺旋 液体摩擦 滑动螺旋牙形 多用梯形螺纹 重载起重螺旋也有用锯齿形螺纹 对 效率要求高时可用矩形螺纹 螺旋千斤顶 螺旋传动的应用 螺旋传动的应用 螺旋传动的应用 立式加工中心 二维数控台原理图 螺旋传动的应用 二维数控台
2、螺旋传动的应用 滚珠丝杠 螺旋传动的应用 1 螺旋受力 滑动螺旋工作时 螺杆承受轴向载荷和转矩 螺 杆和螺母的螺纹牙承受挤压 弯曲和剪切 2 滑动螺旋的失效形式 螺纹磨损 螺杆断裂 螺纹牙根剪断和弯断 受压螺杆很长时还可能失稳 8 2 2 滑动螺旋的失效形式 材料及许用应力 3 滑动螺旋的材料 1 螺杆的材料 要求有足够的强度 常用45 50优质碳素钢 需经热处理以达到 高硬度的重要螺杆 则常用65Mn 40Cr T12 40CrMn 20CrMnTi及9Mn2V CrWMn等含量钢 2 螺母材料 除要有足够的强度外 还要求在与螺杆配合时摩擦因数小和耐 磨 常用材料有铸造青铜 如ZCuSn10
3、P1 ZCuSn5Pb5Zn5 重载低速使用强度较高的铸造铝铁青铜ZCuAl10Fe3或铸造黄 铜ZCuZn25Al6Fe3Mn3 低速不重要的螺旋传动也可用耐磨铸铁或灰铸铁 4 滑动螺旋副材料的许用压强及许用应力 8 2 3 滑动螺旋的设计计算 1 耐磨性计算 耐磨性计算主要是限制螺纹工作表面的压强 以防止过度磨损 假想螺纹牙可以展成一长条 设螺旋的轴向载荷为F 螺母旋合高度为H 螺距为p 螺纹旋合圈数为Z H p 螺纹工作高度为h 承压面积为A 螺纹工作面上的压强 为 ps 若按耐磨性条件设计螺纹中 径d2时 可引用系数 以消去H 则螺纹的耐磨性条件为 对于矩形和梯形螺纹 h 0 5p 则
4、 对于锯齿形螺纹 h 0 75p 则 系数 的值可根据螺母结构选定 整体式螺母 磨损后间隙不能调整 取 1 2 2 5 剖分式螺母 2 5 3 5 对于传动精度较高时 允许 4 由于旋合各圈受力不均 应使Z 10 计算出d2后 应选为标准值 螺纹的其它参数根据d2 按标准选取 2 螺杆强度计算 螺杆危险截面的强度条件为 第四强度理论 起重螺旋 矩形和锯齿螺纹 梯形螺纹 式中 d1 螺杆螺纹小径 mm 螺杆材料许用应力 MPa F 螺杆所受轴向力 N T 螺杆所受转矩 N mm 1 1 螺纹牙根部的剪切强度计 算 螺纹牙根部的弯曲强度 校核计算式为 3 螺纹牙强度计算 式中 d 螺母螺纹大径 m
5、m h 螺纹牙的工作高度 mm b 螺纹牙根部厚度 mm b 螺母材料的许用剪切应力 和许用弯曲应力 MPa 4 螺纹副自锁条件校核 5 螺杆的稳定性计算 受压螺杆的稳定性条件式为 Fc 螺杆稳定的临界载荷 Fc与螺杆材料及长径比 柔度 有关 对于不淬火钢螺杆 当 90 时 当 90 时 对于 40的螺杆不用校核 当 85 时 对于淬火钢螺杆 当 85时 式中 l 螺杆的最大工作长度 mm 螺杆长度系数 I 螺杆危险截面的轴惯性矩 i 螺杆危险截面的惯性半径 E 螺杆材料的弹性模量 对称钢E 2 07 105 MPa 8 2 4 滚动螺旋传动 1 特点 滚动摩擦 效率高 克服爬行现象 2 原理 外循环 径向尺寸大 内循环 本圈内循环 8 2 5 静压螺旋传动 优点 效率高 启动力矩小 减振 承载大 刚度大 传动精度高 缺点 结构复杂 加工困难 安装困难 大作业题目 千斤顶设计 大作业注意事项 1 选择梯形螺纹 螺母用青铜 2 螺杆长度 螺杆最底端不要顶地面 3 螺杆退刀槽尺寸 4 人的推力250 500N 两处摩擦力矩 5 符合制图标准 图纸立放 标题栏及明细栏的 尺寸 位置 编号顺序 剖面线方向 粗实线与 细实线的区分 要求 1 认真阅读设计作业指导书 2 认真观察千斤顶模型或实物
