滑动螺旋传动

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1、螺杆螺母副（参考机械传动设计）1、本设计中螺杆螺母需要具有自锁的功能，这是使用螺杆螺母机构的最主要原因。2、螺杆螺母的螺纹一般选用梯形螺纹，因其传动效率较高。3、材料选择上，螺杆选用合金工具钢9Mn2V，此材料的耐磨性及尺寸稳定性均较好。螺母 用钢或铸铁做外套，内部用离心铸造法浇注青铜，增加耐磨性。选择GBT 5796.3-2005梯形螺纹标准公称直径d螺距p中径d2=D2大径凡小径a电12310.512.58.5930J - 2 X d =(/十 2疽“rfs = cl - 2知=d P 2at ；土 一 6 = d H = d Q* 5P%牙顶间隙？d设计牙型上的内螺纹大径*以一设计牙型上

2、的内螺纹中径I3设汁牙型上的内蝶蚊小径xd设计牙型上的好蝶纹大径（公祢直径）】治设计牙型上的外螺纹中径方由设计牙型上的外螺纹小径*H,基本牙型牙高女H,设计牙型匕的内螺纹牙有；槛设计牙型上的外蛾纹牙高iP蝶距.一、初选基本尺寸计算项目符 号单位计算公式和参数选择备注结果耐磨性螺杆 中径电mmp梯形螺纹： = 0.8 整体式螺母甲=1.2 -2.5F一轴向载荷，N；Pp许用压强，MPa，见表 8.2-8 根据计算的d2在 标准中选择公称 直径d和螺距pd2=0.8 x=3.11200J 1.2 X 11可知，由此所得螺杆中径非常小，选择GBT 5796.3-2005标准设计梯形螺纹， 初选得螺纹

3、参数如下：公称直径d螺距P中径d2 = %大径凡小径_ a%12310.512.58.5930螺母高度HmmH =切2甲的值据螺母的形式选定 整体式螺母甲=1.2 - -2.5H = 1.2 x 10.5=12.6旋合圈 数zz = * 10 - 1212.6z = = 4.23螺纹的 工作高 度hmm梯形螺纹(GB/T5796.1-2005) h=0.5ph=0.5p=1.5工作压 强PMPaF p = P 几电阪p用于校核P=200/S x 10.5X 1.5 X 4.2)=0.96验 算 项目螺纹升角W()LW = tan1, Pnd2M p = tani cosa/2通常可使m 430

4、P-当量摩擦 角；Ms 螺旋副 的滑动摩擦 因数，见表 8.2-7；L导程，mm；P0.12=tan1cos/12=07m3=tani n x 10.5=05 p由螺纹耐磨性计算螺纹基本尺寸，校核工作压强可知其实际压强p (0.96 MPa)远远 小于许用压强(11 MPa)，螺纹升角满足验算条件，可知初选螺纹参数满足条件。计算项目符 号单位计算结果和参数确定备注螺 杆 强 度当量应 力aMPaT传递转矩，N-mm； 电一外螺纹外径，mm； %螺杆材料的许用应力， MPa，见表 8.2.9a =4F 2T2、32) +3、0.2电3) a pa =见表8.2.9，闩=%，P 4得 = 58.7

5、5MPa，满足条(_s)2 + 3 x ( 2000 ) 2 = 56.5MPa兀 x8.520.2x8.53气为材料的屈服极限，选择材料为Q235,则气= 235MPa 件。螺 纹 牙 强 度螺纹牙底宽度bmm梯形螺纹b=0.65P% 内螺纹 大径,mm;七材料的 许用切应力，MPa，见表8.2-9；。如一材料的 弯曲许用应力，MPa，见 表 8.2-9；1.95螺 杆男 切 强 度TMPaFT = T几电阮 P200T=CLc=0.914m x 8.5 x 1.95 x 4.2七=0.6bV=35.25弯 曲 强 度_ 3Fhb = (nd3b 2Z 如3 x 200 x 1.5J = /

6、CLCL= 2.11b (n x 8.5 x 1.95 2 x 4.2% =电 =58.75螺 母男 切 强 度TT=a nD4bzp200T = = 0.61n x 12.5 x 1.95 x 4.2螺杆与螺母 材料相同，只 校核螺杆螺 纹牙强度。=0.6bV=35.25弯 曲 强 度3Fh T = b,M4b 2Z如3 x 200 x 1.5T = = 1.44n x 12.5 x 1.952 x 4.2% =电 =58.75计算项 目符 号单位计算结果和参数确定备注结果螺临FN以 0.6 x 200l-螺杆的最大工作长度，crr 匚 K K杆界_ _56.6i2.12mm；的载.d 8.

7、5/,螺杆危险截面的轴惯性稳荷i = 3 = 2.12Z44矩，mm4 ；定以 0.6 x 200 M Ki螺杆危险截面的惯性半性_ _56.6i2.12径，mm；nd 4A螺杆危险截面的面积，I = - Q 64mm2；F crE螺杆材料的弹性模量，480Md32MPa；uZ2(1 + 0.0002个)x4对于钢材E= 2.07 x 105 , MPa;_480xx8.52M长度系数，与螺杆的端(1 + 0.0002 x 56.62)x416601部结构有关，见表8.2.4可知Eer= 16601 = 83 (2.5-4)，所以不需增大。F 2003计算项目符 号单位计算结果和参数确定备注结

8、果螺 杆 的 刚 度轴向载荷使导程产生的变形mmFL 4FL如= 4 F 霹 MEd：4x 200 x 200=-=0.0034n x 2.07 x 105 x 8.52% 螺杆危险 截面的极惯性 矩，mm4 ；G螺杆材料 的切变模量，转矩使 导程产 生的变 形LTL16TL28L = =F 2冗G n2GEd34_16 x 2000 x 2002MPa；对 于 刚G= 8.3 x 104 , MPa;=”8.3 x 104 x 2.07 x 105 x 8.54=1.4 x 106Md 4 n x 8.54 %=云=32= 512.5导程总 的的变 形乩乩=6Lf 6Lr4FL16T=几战

9、2 M2GEd 43= 0.0034 1.4 x 106=0.0034轴向载荷与运 动方向相反时 取“+”号。计算项 目符 号单位计算结果和参数确定备注结果横 向临界n crr/min对于钢制螺杆：ncr = 12.6 x 106弋3 lcm-螺杆的总质量，kg；振转应使转速n 0.8ncrlc -螺杆两支动速3.52x8.5 ncr = 12.6 x 106 x 200承间最大距离，mm；殊一系数，与=9424.8螺杆端部结构有关，见表8.2-5；k临界转速 的阶次；由于机器人设计最大速度为0.05m/s即3000mm/min且螺杆导程为3mm,可得其转速 为1000r/min远小于临界转速

10、，可知满足条件。计算项 目符 号单位计算结果和参数确定备注结果驱动转 矩TN - mT =孔+弓+七T = f弓12 tan (W + p)10.5 x 103T1 =2x2tan (0。5，0。7，)=228x 103T1 螺纹力 矩，N-m；t2、t3 轴承摩擦力矩，N-m；计算项 目符 号单位计算结果和参数确定备注结果效率ntan (W) n = (0.95 -0.99) tan (W pf)tan (05f)n = 0.95 Xtan (0。5，0。7，)=0.3970.95 - 0.99 为 轴承效率，决 定于轴承形 式，滑动轴承 取小值，轴向 载荷与运动方 向相反时取 “ + ” 号。