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1、专题一 螺旋副自锁条件及功率分析,组员：张航,张晓锋,章秋苟,周建伟等。,一、螺纹的形成,1 . 螺纹参数,螺旋线:一动点在一圆柱体的表面上，一边绕轴线等速旋转，同时沿轴向作等速移动的轨迹。,螺纹:一平面图形沿螺旋线运动，运动时保持该图形通过圆柱体的轴线，就得到螺纹。,螺纹,(3)中径d2 也是一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线上牙型沟槽和凸起宽度相等。,(1)大径d 与外螺纹牙顶(或内螺纹牙底)相重合的假想圆柱体的直径。,(2) 小径 d1 与外螺纹牙底(或内螺纹牙顶)相重合的假想圆柱体的直径。,(4) 螺距P 相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。,(5) 导程S,(6) 螺纹升角 中径d
2、2圆柱上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面的夹角,(7)牙型角 轴向截面内螺纹牙型相邻两侧边的夹角。牙型侧边与螺纹轴线的垂线间的夹角。,牙侧角 ,S = nP,同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距P,螺纹的主要几何参数,一、矩形螺纹= 0,2 螺旋副的受力分析、效率和自锁,展开中径d2 圆柱面得一斜面.,螺旋副在轴向载荷Fa作用下相对运动，可看作在中径的水平力F推动滑块(重物)沿螺纹运动,F:水平推力,Fn:法向反力,Fa:轴向载荷,F=f Fn:摩擦力,F:摩擦系数, :摩擦角,螺纹的拧松-螺母在F和Fa的联合作用下，顺着Fa等速向下运动。,螺纹的拧紧-螺母在F和Fa的联合
3、作用下，逆着Fa等速向上运动。,FR :总反力,FR,滑块在F、FR 、Fa三力作用下处于平衡状态,d2,作力多边形,得： F=Fatg(+ ),驱动力矩：,列出力平衡方程：,FRFa = +,FR =(1 + f ) Fn,Fa -为阻力，F为驱动力，摩擦力F沿斜面朝下。,当螺纹拧紧(滑块上升)时：,Fa -为驱动力，F成为阻力，摩擦力F沿斜面朝上。,当螺纹拧松(滑块下滑)时：,FRFa = -,滑块在F、FR 、Fa三力作用下处于平衡状态,作力多边形可得：,F=Fatg(- ),驱动力矩：,列出力平衡方程：,提问：当时，若没有力矩T，螺母在Fa的作用下会运动吗？,若 ，则T为正值，其方向与
4、螺 母运动方向相反，是阻力；,若 ，则T为负值，方向相反，其方向与预先假定的方向相反，而与螺母运动方向相同，成为放松螺母所需外加的驱动力矩。,提问：当时，若没有力矩T，螺母在Fa的作用下会运动吗？,不会！,-这种现象称为自锁。,引入参数f 和 就可象矩形螺纹那样对非矩形螺纹进行力的分析。,滑块上升：,滑块下降：,非矩形螺旋的自锁条件：, 对于联接螺纹必须满足自锁条件,升角过大, 制造困难，且效率增高也不明显。,定义螺旋副的效率为有效功与输入功之比：,当一定时，效率只是螺纹升角的函数，由此可以绘出效率曲线.,当一定时，在=45-/2 处效率曲线有极大值。,对于传动螺旋，一般取：,对于联接螺纹，必须取：,升角过大, 制造困难，且效率增高也不明显。,= 5.7, ,螺旋转动一圈时，有效功为FaS, 输入功为2T。,f =tg =0.1,25,Game over,
