机械基础第二章螺旋传动教学课件

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1、第二章 螺旋传动 21 螺纹的种类和应用 22 普通螺纹的主要参数23 螺纹的代号标注24 螺旋传动的应用形式台虎钳普通车床它们工作时有一个共同点 利用内外螺纹组成的螺旋副将旋转运动变换为直线运动螺旋传动：螺旋传动：是利用螺杆和螺母组成的螺旋副来传递运动和动力的一种机械传动，可方便的把主动件的回转运动转变为从动件的直线运动。一、按螺纹牙型分类及其应用 二、按螺旋线方向分类及其应用 三、按螺纹线的线数分类及其应用 四、按螺旋线形成的表面分类五、螺旋传动的特点221 1 螺纹的种类和应用螺纹的种类和应用 一、按螺纹牙型分类及其应用一、按螺纹牙型分类及其应用1 1、三角形螺纹（普通螺纹）、三角形螺纹

2、（普通螺纹）1 1）、牙型）、牙型：三角形（牙型角60）2 2）、分类：）、分类：粗牙螺纹、细牙螺纹3 3）、应用：）、应用：粗牙用于一般联接细牙由于在相同的公称直径下，螺距小，螺纹深度浅，导程和升角也小，自锁性能好，宜用于薄壁零件和微调装置。 一、按螺纹牙型分类及其应用一、按螺纹牙型分类及其应用2 2、梯形螺纹、梯形螺纹 1 1）、牙型）、牙型：梯形（牙型角:30）2 2）、应用）、应用：广泛一、按螺纹牙型分类及其应用一、按螺纹牙型分类及其应用3、矩形螺纹 1 1）、牙型）、牙型：矩形（牙型角为0）2 2）、应用）、应用：螺旋传动（现逐渐被梯形螺纹代替）。一、按螺纹牙型分类及其应用一、按螺纹

3、牙型分类及其应用4 4、锯齿型螺纹、锯齿型螺纹 1 1）、牙型）、牙型：锯齿形（两侧牙型角分别为3和30） 3的一侧用来承受载荷,可得到较高效率； 30一侧用来增加牙根强度,2 2）、应用：）、应用：适用于单向受载的传动螺纹。（起重机械或压力机械）一、按螺纹牙型分类及其应用一、按螺纹牙型分类及其应用二、按螺旋线方向分类及其应用二、按螺旋线方向分类及其应用右旋螺纹 左旋螺纹 分类：分类：右旋螺纹 左旋螺纹二、按螺旋线方向分类及其应用二、按螺旋线方向分类及其应用1 1、右旋螺纹右旋螺纹：1 1）、概念）、概念右旋螺纹右旋螺纹：顺时针方向旋入的螺纹2）、应用）、应用：广泛二、按螺旋线方向分类及其应用

4、二、按螺旋线方向分类及其应用1 1、左、左旋螺纹旋螺纹：1 1）、）、概念概念左左旋旋螺纹螺纹：逆时针方向旋入的螺纹2）、应用）、应用：仅用于有特殊要求的场合三、按螺纹线的线数分类及其应用三、按螺纹线的线数分类及其应用分类：分类：单线螺纹 多线螺纹三、按螺纹线的线数分类及其应用三、按螺纹线的线数分类及其应用1 1、单线、单线螺纹螺纹1 1）、概念）、概念单线螺纹：在圆柱体上沿一条螺旋线切制的螺纹2 2）、应用）、应用 主要用于连接三、按螺纹线的线数分类及其应用三、按螺纹线的线数分类及其应用1 1、多线、多线螺纹螺纹1 1）、概念）、概念多线螺纹：沿两条或两条以上在圆柱体上等距分布的螺旋线切制的

5、螺纹2 2）、应用）、应用主要用于螺旋传动四、按螺旋线形成的表面分类四、按螺旋线形成的表面分类内螺纹 外螺纹 分类分类：内螺纹 外螺纹四、按螺旋线形成的表面分类四、按螺旋线形成的表面分类1 1、内螺纹内螺纹在圆柱内表面形成的螺纹 四、按螺旋线形成的表面分类四、按螺旋线形成的表面分类2 2、外螺纹外螺纹 在圆柱外表面形成的螺纹五、五、螺旋传动的特点螺旋传动的特点1 1、优点优点 1）、传动比大 2）、精度较高 3）、能够实现自锁 4）、结构简单传动平稳无噪音2 2、缺点缺点 1）、磨擦磨损大， 2）、效率较低1 1）、）、传动比大传动比大 传动比大，从而可用较小的转矩得到较大的轴向推力 常用于起

6、重，夹紧等五、五、螺旋传动的特点螺旋传动的特点起重起重2 2）、）、精度较高精度较高 能够准确地调整直线运动的距离和位置。 常用于精密机械和测量仪器，特别适用于一些机构的微细调节。 五、五、螺旋传动的特点螺旋传动的特点千分尺千分尺3 3）、）、能够实现自锁能够实现自锁 适用于垂直举起重物的机构五、五、螺旋传动的特点螺旋传动的特点自锁压纸机能够实现自锁 对于水平推力的运动机构也能在任意位置得到精确定位 五、五、螺旋传动的特点螺旋传动的特点夹紧装置 摩擦磨损大，效率较低五、五、螺旋传动的特点螺旋传动的特点螺纹失效螺纹失效22 普通螺纹的主要参数普通螺纹的主要参数 螺纹大径（公称直径）：螺纹大径（公

7、称直径）：D（内）（内）d(外)与外螺纹牙顶或内 螺纹牙底相重合的假想圆柱面的直径。螺纹中径：螺纹中径：D2(内)d2(外)一假想圆柱面的直径，该圆柱的母线 通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方。螺纹小径：螺纹小径： D1(内)d1(外)与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相 重合的假想圆柱面的直径。22 普通螺纹的主要参数普通螺纹的主要参数 一、有关直径一、有关直径 螺纹升角螺纹升角：在中径圆柱上，螺旋线的切线与垂直于螺在中径圆柱上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面之间的夹角。纹轴线的平面之间的夹角。牙型角牙型角：相邻两牙侧间的夹角，相邻两牙侧间的夹角，=6022 普通螺纹的主要参数普通螺纹的主要参数

8、二、有关角度二、有关角度螺距螺距P P相邻两牙在中径上对应两点间的轴向距离。 PhZP22 普通螺纹的主要参数普通螺纹的主要参数 导程导程P Ph h同一条螺旋线上的相邻两牙在中径上对应两点间的轴向距离。导程导程Ph、螺距螺距P和线数和线数Z的关系为：的关系为： 公式：公式： PhZP Z: 线数线数22 普通螺纹的主要参数普通螺纹的主要参数 特征特征代号代号公称公称直径直径螺距螺距旋旋向向中径、顶径中径、顶径公差带代号公差带代号内内/外公差带外公差带配合代号配合代号旋合旋合长度长度例：例：M106H表示直径表示直径10mm，螺距，螺距1.5mm，中径顶径公差带为，中径顶径公差带为6H的普通粗

9、牙内螺纹；的普通粗牙内螺纹；M1016g表示直径表示直径10mm，螺距，螺距1mm， 中径顶径公差带为中径顶径公差带为6g的普通细牙外螺纹的普通细牙外螺纹说明：说明：同一公称直径的普通螺纹可以有多种螺距，其中螺距最大的为粗牙螺纹，其余为细牙螺纹。在标注时，细牙螺纹要标出螺距。23 螺纹的代号标注螺纹的代号标注 普通螺纹普通螺纹普通螺纹普通螺纹例例2 2：M20 X 2 M20 X 2 左左6H/5g6g6H/5g6gS S旋合长度旋合长度外螺纹顶径公差带外螺纹顶径公差带外螺纹中径公差带外螺纹中径公差带内螺纹中径和顶径公差带内螺纹中径和顶径公差带左旋左旋螺距：螺距：2mm2mm公称直径：公称直径

10、：20mm20mm特征代号特征代号23 螺纹的代号标注螺纹的代号标注 1细牙螺纹的每一个公称直径对应着数个螺距，因此必须标出螺距值，而粗牙普通螺纹不标螺距。2右旋螺纹不标注旋向代号，左旋螺纹则用LH表示。3旋合长度有长旋合长度L、中等旋合长度N和短旋合长度S三种，中等旋合长度N不标注。4公差带代号中，前者为中径公差带代号，后者为顶径公差带代号，两者一致时则只标注一个公差带代号。内螺纹用大写字母，外螺纹用小写字母。普通螺纹的代号标注普通螺纹的代号标注梯形螺纹梯形螺纹例：例：Tr24Tr2410（P5）LH7H7H内螺纹中径公差带内螺纹中径公差带左旋左旋螺距：螺距：5mm5mm导程导程:10mm:

11、10mm特征代号：梯形螺纹特征代号：梯形螺纹公称直径公称直径:24mm:24mm23 螺纹的代号标注螺纹的代号标注 1单线螺纹只标注螺距，多线螺纹标注螺距和导程。2右旋螺纹不标注旋向代号，左旋螺纹用LH表示。3旋合长度有长旋合长度L、中等旋合长度N两种，中等旋合长度N不标注。4公差带代号中，螺纹只标注中径公差带代号。内螺纹用大写字母，外螺纹用小写字母。5内、外螺纹配合的公差带代号中，前者为内螺纹公差带代号，后者为外螺纹公差带代号，中间用“ / ”分开。 梯形螺纹的代号标注梯形螺纹的代号标注23 螺纹的代号标注螺纹的代号标注 非螺纹密封非螺纹密封螺螺 纹纹 密密 封封特征代号特征代号Rp：圆柱内

12、螺纹GR：圆锥外螺纹Rc：圆锥内螺纹标注示例标注示例G1A LHRc2 LHRp2R2 LH1：尺寸代号A：外螺纹公差 等级代号LH：左旋2：尺寸代号LH：左旋2：尺寸代号2：尺寸代号LH：左旋23 螺纹的代号标注螺纹的代号标注 管螺纹管螺纹1管螺纹尺寸代号不再称作公称直径，也不是螺纹本身的任何直径尺寸，只是一个无单位的代号。2管螺纹为英制细牙螺纹，其公称直径近似为管子的内孔直径，以英寸为单位。3右旋螺纹不标注旋向代号，左旋螺纹则用LH表示。4非螺纹密封管螺纹的外螺纹的公差等级有A、B两级，A级精度较高；内螺纹的公差等级只有一个，故无公差等级代号。5内、外螺纹配合在一起时，内、外螺纹的标注用“

13、 / ”分开，前者为内螺纹的标注，后者为外螺纹的标注。 管螺纹的代号标注管螺纹的代号标注说明说明23 螺纹的代号标注螺纹的代号标注 24 螺旋传动的应用形式螺旋传动的应用形式 一、普通螺旋传动 二、差动螺旋传动 三、滚珠螺旋传动简介 一、普通螺旋传动一、普通螺旋传动 普通螺旋传动普通螺旋传动由螺杆和螺母组成的简单螺旋副实现的传动。 （一）、（一）、普通螺旋传动的应用形式普通螺旋传动的应用形式 1）、螺母固定不动，螺杆回转并作直线运动一、普通螺旋传动一、普通螺旋传动2）、螺杆固定不动，螺母回转并作直线运动 一、普通螺旋传动一、普通螺旋传动3）、螺杆回转，螺母作直线运动 一、普通螺旋传动一、普通螺

14、旋传动4）、螺母回转，螺杆作直线运动 一、普通螺旋传动一、普通螺旋传动（二）、（二）、普通螺旋传动直线移动方向的判定普通螺旋传动直线移动方向的判定 2 2、方法：、方法：1）、判断螺旋传动中，转动和移动的构件是否为同一构件。2）、根据螺纹的旋向用左手或右手即右旋螺纹用右手，左旋螺纹用左手3）、手握空拳，四指指向与螺杆（或螺母）的回转方向相同，大拇指竖直，如果转动和移动的情况属于第一种则大拇指的指向就是主动件（或从动件）的移动方向；如果属于第二种情况则大拇指的反方向即为主动件（或从动件）的移动方向。一、普通螺旋传动一、普通螺旋传动1 1、影响移动方向的因素、影响移动方向的因素螺纹旋向螺纹旋向螺纹

15、回转方向螺纹回转方向螺旋传动应用形式螺旋传动应用形式1 1）、）、螺母（螺杆）不动，螺杆（螺母）回转并移动螺母（螺杆）不动，螺杆（螺母）回转并移动 一、普通螺旋传动一、普通螺旋传动判定方法：判定方法：手握拳，四指指向与螺杆（螺母）回转方向相同，大拇指竖直，则大拇指指向即为主动件螺杆（螺母）的移动方向。2 2）螺杆（螺母）回转，螺母（螺杆）移动螺杆（螺母）回转，螺母（螺杆）移动 一、普通螺旋传动一、普通螺旋传动判定方法：手握拳，四指指向与主动件螺杆（螺母）回转方向相同，大拇指竖直，则大拇指指向的相反方向即为从动件螺母（螺杆）的移动方向。3 3普通螺旋传动直线移动距离的计算普通螺旋传动直线移动距离

16、的计算 L = NPh L 螺杆（螺母）移动距离，mm N 回转周数，r Ph 螺纹导程，mm一、普通螺旋传动一、普通螺旋传动 【例【例1】 普通螺旋传动中，已知左旋双线螺杆的螺距为8mm，若螺杆按图示方向回转两周，螺母移动了多少距离？方向如何？ 一、普通螺旋传动一、普通螺旋传动解：解：移动距离移动距离 L=NPh=NPZ=282=32mm L=NPh=NPZ=282=32mm 移动方向：左移移动方向：左移1、双螺旋传动、双螺旋传动双螺旋传动：双螺旋传动：螺杆上有两段不同的螺纹（Ph1，Ph2），分别 与固定螺母（机架）和活动螺母组成两个螺旋副， 这两个螺旋副组成的传动，使活动螺母与螺杆产 生

17、不一致的螺旋传动。二、二、 双双螺旋传动螺旋传动 分分类类： 差动螺旋传动 复式 螺旋传动差动螺旋传动差动螺旋传动：螺杆上两螺纹（固定螺母和活动螺母）旋向相同。复式螺旋传动复式螺旋传动：螺杆上两螺纹（固定螺母和活动螺母）旋向相反。到底什么是到底什么是差动呢？差动呢？答案：答案：所谓所谓差动差动指的是主从指的是主从动件运动动件运动不一致不一致的运的运动形式动形式二、二、 双双螺旋传动螺旋传动 二、二、 双双螺旋传动螺旋传动 差动螺旋传动差动螺旋传动由两个螺旋副组成的使活动的螺母与螺杆产生差动（即不一致）的螺旋传动。说明：说明：组合螺杆由两段螺距或旋组合螺杆由两段螺距或旋向不同的螺杆组合为一体，分

18、别向不同的螺杆组合为一体，分别与活动螺母和固定螺母配合，组与活动螺母和固定螺母配合，组成两组螺旋副。当螺杆回转时，成两组螺旋副。当螺杆回转时，螺杆相对于固定螺母、活动螺母螺杆相对于固定螺母、活动螺母相对于螺杆均有直线运动，最终相对于螺杆均有直线运动，最终体现为活动螺母的运动，形成一体现为活动螺母的运动，形成一种差动关系种差动关系。二、二、 双双螺旋传动螺旋传动 差动螺旋传动活动螺母移动距离的计算及方向的判别差动螺旋传动活动螺母移动距离的计算及方向的判别差动螺旋传动差动螺旋传动4.2螺杆上螺杆上两段螺两段螺纹的旋纹的旋向相同向相同螺杆上螺杆上两段螺两段螺纹的旋纹的旋向相反向相反形式形式移动距离的

19、计算移动距离的计算移动方向的确定移动方向的确定应用实例应用实例L=N（Ph1 Ph2）L=N（Ph1+ Ph2）1、螺杆方向按普通螺旋传动移动方向确定2、计算结果为“+”时，活动螺母实际移动方向与螺杆相同。3、计算结果为“”时，活动螺母实际移动方向与螺杆相反。活动螺母可以产生极小位移，因此可以方便地实现微量调节。1、螺杆方向按普通螺旋传动移动方向确定2、活动螺母实际移动方向与螺杆相同。活动螺母可以产生很大的位移，因此可以用于需快速移动或调整两构件相对位置的装置中。l结果为正，活动螺母实际移动方向与螺杆移动方向相同l结果为负，活动螺母实际移动方向与螺杆移动方向相反l螺杆移动方向按普通螺旋传动螺杆

20、移动方向确定 2 2双双螺旋传动活动螺母移动距离的计算及方向螺旋传动活动螺母移动距离的计算及方向的的确定确定 （1 1）差动螺旋传动：螺杆上两螺纹（固定螺母与活动螺母）差动螺旋传动：螺杆上两螺纹（固定螺母与活动螺母）旋向相同。旋向相同。 L = N（Ph1Ph2） 二、二、 双双螺旋传动螺旋传动 N回转周数回转周数Ph1固定螺母导程固定螺母导程Ph2活动螺母导程活动螺母导程（2 2）复式螺旋传动：螺杆上两螺纹（固定螺母与活动螺母）复式螺旋传动：螺杆上两螺纹（固定螺母与活动螺母）旋向相反。旋向相反。L = N（Ph1Ph2） l活动螺母实际移动方向与螺杆移动方向相同l螺杆移动方向按普通螺旋传动螺

21、杆移动方向确定 二、二、 双双螺旋传动螺旋传动 N回转周数回转周数Ph1固定螺母导程固定螺母导程Ph2活动螺母导程活动螺母导程 【例2】微调螺旋传动中，通过螺杆的转动，可使被调螺母产生左、右微量调节。设螺旋副A的导程PhA为1mm，右旋。要求调整螺杆按图示方向转动一周，被调螺母向左移动0.2mm，求螺旋副B的导程PhB并确定其旋向。解：解：L=N(PL=N(PhAhA-P-PhBhB) ) =2 (1.5-1) =2 (1.5-1) =1mm =1mm运动方向：运动方向： 向左向左二、二、 双双螺旋传动螺旋传动 当螺杆或螺母转动时，滚动体在螺杆与螺母间的螺当螺杆或螺母转动时，滚动体在螺杆与螺母

22、间的螺纹滚道内滚动，使螺杆和螺母间为滚动摩擦，从而提纹滚道内滚动，使螺杆和螺母间为滚动摩擦，从而提高传动效率和传动精度。高传动效率和传动精度。三、滚珠螺旋传动简介三、滚珠螺旋传动简介 1、组成：、组成：1、滚珠循环装置、滚珠循环装置2滚珠、滚珠、3、螺杆、螺杆4、螺母、螺母2、工作过程：、工作过程：优点：优点：滚动摩擦阻力小、摩擦损失小。传动滚动摩擦阻力小、摩擦损失小。传动 效率高、传动时运动稳定、动作灵敏效率高、传动时运动稳定、动作灵敏缺点：结构复杂，外形尺寸较大，制造技缺点：结构复杂，外形尺寸较大，制造技 术要求高，因此成本也较高。术要求高，因此成本也较高。三、滚珠螺旋传动简介三、滚珠螺旋传动简介 3、应用特点、应用特点4、应用场合：、应用场合：三、滚珠螺旋传动简介三、滚珠螺旋传动简介 本章小结本章小结 1常用螺纹的类型、特点及应用。 2普通螺纹的主要参数。 3常用螺纹的螺纹标记。 4螺旋传动的工作原理、特点和应用形式。 5普通螺旋传动和差动螺旋传动的移动距离计算及移动件移动方向的判定。 6滚珠螺旋传动的应用特点。