精密儀器課件6螺紋連接及螺旋傳動(dòng)

1、 第六章第六章 螺紋連接及螺旋傳動(dòng)螺紋連接及螺旋傳動(dòng) 概述概述 螺紋聯(lián)接的類(lèi)型及螺紋聯(lián)接件螺紋聯(lián)接的類(lèi)型及螺紋聯(lián)接件 螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和防松螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和防松 螺旋傳動(dòng)的基本形式螺旋傳動(dòng)的基本形式 螺旋傳動(dòng) 螺旋副中的摩擦與效率螺旋副中的摩擦與效率 6.1概述概述 n功能功能通過(guò)螺桿與螺母的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，將通過(guò)螺桿與螺母的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，用以實(shí)現(xiàn)，用以實(shí)現(xiàn)測(cè)量測(cè)量、調(diào)整調(diào)整以及以及傳傳 遞運(yùn)動(dòng)遞運(yùn)動(dòng)。 n分類(lèi)分類(lèi)根據(jù)使用的目的分為根據(jù)使用的目的分為 (1)(1)示數(shù)螺旋傳動(dòng)示數(shù)螺旋傳動(dòng) (2)(2)傳力螺旋傳動(dòng)傳力螺旋傳動(dòng) (3)(3)一般傳動(dòng)螺旋一般傳動(dòng)螺

2、旋 示數(shù)螺旋傳動(dòng)示數(shù)螺旋傳動(dòng) 傳力螺旋傳動(dòng)傳力螺旋傳動(dòng) 一般傳動(dòng)螺旋一般傳動(dòng)螺旋 62 螺旋傳動(dòng)的主要形式 如用一個(gè)三角形K沿螺旋線運(yùn) 動(dòng)并使K平面始終通過(guò)圓柱體軸線 YY-這樣就構(gòu)成了三角形螺紋。同 樣改變平面圖形K，可得到矩形、 梯形、鋸齒形、管螺紋 也可以設(shè)想底邊為 一、螺紋的形成 d 按牙型: 三角形螺紋、管螺紋 聯(lián)接螺紋 矩形、梯形、鋸齒形螺紋傳動(dòng)螺紋 按位置： 內(nèi)螺紋在圓柱孔的內(nèi)表面形成的螺紋 外螺紋在圓柱孔的外表面形成的螺紋 三角形螺紋： 粗牙螺紋用于緊固件 細(xì)牙螺紋同樣的公稱(chēng)直徑下，螺距最小， 自鎖性好，適于薄壁細(xì)小零件和沖擊變載等 根據(jù)螺旋線繞行方向： 左旋如圖 右旋常用 根

3、據(jù)螺旋線頭數(shù)： 單頭螺紋（n=1）用于聯(lián)接 雙頭螺紋（n=2）如圖 多線螺紋（n2）用于傳動(dòng) 二、螺紋的類(lèi)型 鋸齒形螺紋 三角形螺紋矩形螺紋 梯形螺紋 1）外徑（大徑）d（D）與外螺紋牙頂相重合的假想圓柱 面直徑，亦稱(chēng)公稱(chēng)直徑 2）內(nèi)徑（小徑）d1(D1) 與外螺紋牙底相重合的假想圓柱 面直徑 3）中徑d2 在軸向剖面內(nèi)牙厚與牙間寬相等處的假想圓柱 面的直徑，d20.5(d+d1) 三、螺紋的主要參數(shù) 4）螺 距 P 相鄰兩牙在中徑圓柱面的母線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間 的軸向距離 5）導(dǎo)程（S）同一螺旋線上相鄰兩牙在中徑圓柱面的母線 上的對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離 6）線 數(shù) n 螺紋螺旋線數(shù)目，一般為便于制造

4、n4 螺距、導(dǎo)程、線數(shù)之間關(guān)系：L=nP 7）螺旋升角中徑圓柱面上螺旋線的切線與垂直于螺旋 線軸線的平面的夾角 8）牙型角 螺紋軸向平面內(nèi)螺紋牙型兩側(cè)邊的夾角 9）牙型斜角螺紋牙的側(cè)邊與螺紋軸線垂直平面的夾角 2 2 / d nP arctgdarctgL 二、螺紋的運(yùn)動(dòng)形式及特點(diǎn)二、螺紋的運(yùn)動(dòng)形式及特點(diǎn) nl螺桿(或螺母)的位移； nt螺距； nn螺旋線頭數(shù)； n 螺桿和螺母間的相對(duì)轉(zhuǎn)角。 22 nts l 二、螺紋的運(yùn)動(dòng)形式及特點(diǎn)二、螺紋的運(yùn)動(dòng)形式及特點(diǎn) n螺母固定，螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)(a)。 n螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，螺母移動(dòng)(b)。 n螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，螺桿移動(dòng)(c) n螺桿固定，螺母轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)(d)。 螺母固

5、定，螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)螺母固定，螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng) 螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，螺母移動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，螺母移動(dòng) 差動(dòng)螺旋傳動(dòng)差動(dòng)螺旋傳動(dòng) n當(dāng)當(dāng) 、 相差很小時(shí)，相差很小時(shí)，L L很小。差動(dòng)螺旋可用于各種很小。差動(dòng)螺旋可用于各種 測(cè)微及微動(dòng)裝置中。測(cè)微及微動(dòng)裝置中。 )( 21 ttkL 1 t 2 t 差動(dòng)螺旋微位移機(jī)構(gòu)差動(dòng)螺旋微位移機(jī)構(gòu) 差動(dòng)螺旋傳動(dòng)差動(dòng)螺旋傳動(dòng) n當(dāng)左、右兩段螺紋的當(dāng)左、右兩段螺紋的旋向相反旋向相反，若螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，若螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)K K轉(zhuǎn)時(shí)，可動(dòng)螺轉(zhuǎn)時(shí)，可動(dòng)螺 母母2 2的移動(dòng)距離為：的移動(dòng)距離為： n差動(dòng)螺旋變成差動(dòng)螺旋變成快速移動(dòng)螺旋快速移動(dòng)螺旋，即螺母，即螺母2 2相對(duì)于螺母相對(duì)于螺母1 1快速靠快速靠

6、 近或離開(kāi)。螺旋裝置用于要求夾緊的夾具或鎖緊裝置中。近或離開(kāi)。螺旋裝置用于要求夾緊的夾具或鎖緊裝置中。 )( 21 ttkL 螺旋傳動(dòng)的特點(diǎn)螺旋傳動(dòng)的特點(diǎn) n降速傳動(dòng)比大降速傳動(dòng)比大。 n傳動(dòng)精度高傳動(dòng)精度高。 n具有自鎖性能具有自鎖性能。 n軸向牽引力軸向牽引力( (或壓力或壓力) )大。大。 n效率低、磨損快效率低、磨損快。 三、螺紋基本參數(shù)確定三、螺紋基本參數(shù)確定 1.1.螺紋牙形及半角螺紋牙形及半角 矩形螺紋牙形半角矩形螺紋牙形半角 三角形螺紋牙形半角三角形螺紋牙形半角 梯形螺紋牙形半角梯形螺紋牙形半角 0 30 15 30cos ff 三、螺紋基本參數(shù)確定三、螺紋基本參數(shù)確定 2.螺

7、距螺距 三、螺紋基本參數(shù)確定三、螺紋基本參數(shù)確定 3.螺紋線數(shù)、螺紋升角及旋向螺紋線數(shù)、螺紋升角及旋向 螺桿上螺紋部分的長(zhǎng)度螺桿上螺紋部分的長(zhǎng)度l l應(yīng)保證必需的工作行程應(yīng)保證必需的工作行程 nH H螺母長(zhǎng)度螺母長(zhǎng)度 n 行程長(zhǎng)度行程長(zhǎng)度 llH l 63 螺紋聯(lián)接的類(lèi)型及螺紋聯(lián)接件 一、螺紋聯(lián)接主要類(lèi)型 1、螺栓聯(lián)接 a) 普通螺栓聯(lián)接被聯(lián)接件不太厚，螺桿帶釘頭，通孔不 帶螺紋，螺桿穿過(guò)通孔與螺母配合使 用。裝配后孔與桿間有間隙，并在工 作中不許消失，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便 ，可多個(gè)裝拆，應(yīng)用較廣。 b) 精密螺栓聯(lián)接裝配后無(wú)間隙，主要承受橫 向載荷，也可作定位用，采用基孔 制配合鉸制孔螺栓聯(lián)接

8、 2、雙頭螺栓聯(lián)接螺桿兩端無(wú)釘頭，但均有螺紋，裝配時(shí) 一端旋入被聯(lián)接件，另一端配以螺母。 適于常拆卸而被聯(lián)接件之一較厚時(shí)。折 裝時(shí)只需拆螺母，而不將雙頭螺栓從被 聯(lián)接件中擰出。 3、螺釘聯(lián)接適于被聯(lián)接件之一較 厚（上帶螺紋孔），不需 經(jīng)常裝拆，一端有螺釘頭， 不需螺母，適于受載較小 情況 特殊聯(lián)接：地腳螺栓聯(lián)接 , 吊環(huán)螺釘聯(lián)接 4、緊定螺釘聯(lián)接擰入后，利用桿末端頂住另一零件表面或 旋入零件相應(yīng)的缺口中以固定零件的相對(duì) 位置。可傳遞不大的軸向力或扭矩。 二、螺紋聯(lián)接件 2）雙頭螺柱兩端帶螺紋 A型有退刀槽 B型無(wú)退刀槽 1）螺栓 普通螺栓 六角頭，小六角頭，標(biāo)準(zhǔn)六角 頭，大六角頭, 內(nèi)六角 鉸

9、制孔螺栓螺紋部分直徑較小螺母 4）緊定螺釘 錐 端適于零件表面硬度較低不常拆卸常合 平 端接觸面積大、不傷零件表面，用于頂緊硬度較大 的平面，適于經(jīng)常拆卸 圓柱端壓入軸上凹抗中，適于緊定空心軸上零件的位置 輕材料和金屬薄板 3）螺釘 與螺栓區(qū)別要求螺紋部分直徑較粗;要求全螺紋 6）螺母 六角螺母：標(biāo)準(zhǔn)，扁，厚 5）自攻螺釘由螺釘攻出螺紋 圓螺母+止退墊圈帶有缺口， 應(yīng)用時(shí)帶翅墊圈內(nèi)舌嵌入軸 槽中，外舌嵌入圓螺母的槽 內(nèi)，螺母即被鎖緊 7）墊圈 64 螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和防松 一、預(yù)緊 預(yù)緊目的保持正常工作。如汽缸螺栓聯(lián)接，有緊密性要 求，防漏氣，接觸面積要大，靠摩擦力工作，增 大剛性等。 增大剛性

10、增加聯(lián)接剛度、緊密性和提高防松能力 預(yù)緊力QP預(yù)先軸向作用力（拉力） 螺紋聯(lián)接：松聯(lián)接在裝配時(shí)不擰緊，只存受外載時(shí)才受 到力的作用 緊聯(lián)接在裝配時(shí)需擰緊，即在承載時(shí)，已預(yù) 先受力，預(yù)緊力QP 預(yù)緊過(guò)緊擰緊力QP過(guò)大，螺桿靜載荷增大、降低本身強(qiáng)度 過(guò)松擰緊力QP過(guò)小，工作不可靠 扳手?jǐn)Q緊力矩T=FHL, 擰緊時(shí)螺母：T=T1+T2 T擰緊力矩 T1螺紋摩擦阻力矩 T2螺母端環(huán)形面與被聯(lián)接件間的摩擦力矩 FH作用于手柄上的力，L力臂 2 )( 2 1 d tgQT vP )( 3 1 2 0 2 1 3 0 3 1 2 dD dD QfT pc )( 3 2 )( 2 1 2 0 2 1 3 0

11、3 1 221 dD dD ftgdQTTT cvp )( 3 2 )( 2 1 2 0 2 1 3 0 2 12 dD dD d f tg d d K c v dKQT P 一般 K=0.10.3 擰緊力矩系數(shù) 由于直徑過(guò)小的螺栓，容易在擰緊時(shí)過(guò)載拉斷，所以對(duì)于 重要的聯(lián)接不宜小于M10M14 預(yù)緊力QP的控制： 測(cè)力矩板手測(cè)出預(yù)緊力矩，如左圖 定力矩板手達(dá)到固定的擰緊力矩T時(shí)，彈簧受 壓將自動(dòng)打滑，如右圖 測(cè)量預(yù)緊前后螺栓伸長(zhǎng)量精度較高 二、螺紋防松 1、防松目的 實(shí)際工作中，外載荷有振動(dòng)、變化、材料高溫蠕變等會(huì)造成 摩擦力減少，螺紋副中正壓力在某一瞬間消失、摩擦力為零， 從而使螺紋聯(lián)接松

12、動(dòng)，如經(jīng)反復(fù)作用，螺紋聯(lián)接就會(huì)松馳而失 效。因此，必須進(jìn)行防松，否則會(huì)影響正常工作，造成事故 2、防松原理 消除（或限制）螺紋副之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，或增大相對(duì)運(yùn) 動(dòng)的難度。 3、防松辦法及措施 1）摩擦防松 雙螺母、彈簧墊圈、尼 龍墊圈、自鎖螺母等 彈簧墊圈 自鎖螺母螺母一端做成非圓形 收口或開(kāi)峰后徑面收口，螺母擰緊 后收口漲開(kāi)，利用收口的彈力使旋 合螺紋間壓緊 2）機(jī)械防松： 開(kāi)槽螺母與開(kāi)口銷(xiāo)，圓螺母與止動(dòng)墊圈，彈簧墊片，軸用 帶翅墊片，止動(dòng)墊片，串聯(lián)鋼絲等 3）永久防松：端鉚、沖點(diǎn)、點(diǎn)焊 4）化學(xué)防松粘合 開(kāi)槽螺母 與開(kāi)口銷(xiāo) 圓螺母 與止動(dòng)墊圈 串聯(lián)鋼絲 1、矩形螺紋、矩形螺紋 （1） 上升時(shí)上升時(shí) 載荷為FQ，驅(qū)動(dòng)力矩為T(mén) FQ+ F + FR = 0 6-5 螺旋副中的摩擦與效率螺旋副中的摩