西北工業(yè)大學(xué),機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ),李育錫Ch03a

1、第三章 螺旋機(jī)構(gòu)3-1 螺旋機(jī)構(gòu)的組成和螺紋3-2 螺旋副中的摩擦、效率及自鎖條件3-3 螺旋機(jī)構(gòu)的類型、應(yīng)用和特點(diǎn)3-1 螺旋機(jī)構(gòu)的組成和螺紋一、螺旋機(jī)構(gòu)的組成一、螺旋機(jī)構(gòu)的組成具有螺旋副的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)稱為螺旋機(jī)構(gòu).普通螺旋機(jī)構(gòu)如圖3-1所示,螺旋機(jī)構(gòu)位移 l 與螺桿轉(zhuǎn)角 之間的關(guān)系為/(2 )ls（3-1）式中，s為螺紋的導(dǎo)程(mm)； 為螺桿轉(zhuǎn)角(rad)；圖3-1 普通螺旋機(jī)構(gòu)3-1 螺旋機(jī)構(gòu)的組成和螺紋圖3-2 常用的螺紋二、螺紋的類型和主要參數(shù)二、螺紋的類型和主要參數(shù)1螺紋的類型普通螺紋；管螺紋；矩形螺紋；梯形螺紋；鋸齒形螺紋。前兩種主要用于連接，后三種主要用于傳動(dòng)。3-1 螺旋機(jī)構(gòu)的

2、組成和螺紋根據(jù)螺旋線的繞行方向，螺紋可分為右旋和左旋兩種。根據(jù)螺旋線的數(shù)目，螺紋可分為單線螺紋和多線螺紋。按照螺紋制作在軸面還是孔內(nèi)，分為外螺紋和內(nèi)螺紋。3-1 螺旋機(jī)構(gòu)的組成和螺紋導(dǎo)程s 大徑d 小徑1d中徑2d 線數(shù)n 螺距P 導(dǎo)程s snP導(dǎo)程角（升角） 牙型角 牙型斜角3-2 螺旋副中的摩擦、效率及自鎖條件一、矩形螺旋副一、矩形螺旋副 擰緊螺母的過程中,螺母和螺桿的相對運(yùn)動(dòng)相當(dāng)于一個(gè)滑塊沿著一個(gè)斜面上移的運(yùn)動(dòng),因此,對于矩形螺旋副中的摩擦分析,可以簡化為對一個(gè)滑塊沿著斜平面運(yùn)動(dòng)的摩擦分析。 圖3-5 矩形螺旋副正行程的摩擦分析3-2 螺旋副中的摩擦、效率及自鎖條件水平驅(qū)動(dòng)力 )tan(

3、WFF驅(qū)動(dòng)力矩 22tan()22WddTFF輸入功12WT 輸出功22tanWWWF sFd機(jī)械效率21tan2tan()WWF lWT擰緊螺母（正行程）時(shí)相當(dāng)于一個(gè)滑塊沿著斜面上移。 3-2 螺旋副中的摩擦、效率及自鎖條件 螺母松退（反行程）時(shí)，相當(dāng)于滑塊在力 的驅(qū)動(dòng)下沿著斜平面下滑。WF)tan(WFF 22tan()22WddTFF反行程的自鎖條件是阻抗力 阻力矩 3-2 螺旋副中的摩擦、效率及自鎖條件 二、非矩形螺旋副二、非矩形螺旋副 非矩形螺旋副的螺紋是指牙型斜角 的普通螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋等。 0a) 矩形螺紋 b) 非矩形螺紋3-2 螺旋副中的摩擦、效率及自鎖條件矩形螺紋

4、矩形螺紋 WNFF12摩擦力 WNfFfFF1212非矩形螺紋非矩形螺紋 cos/12WNFF摩擦力 WvWNFffFfFFcos/1212當(dāng)量摩擦因數(shù)當(dāng)量摩擦因數(shù) /cosvff當(dāng)量摩擦角當(dāng)量摩擦角 vvfarctan法向反力 法向反力 3-2 螺旋副中的摩擦、效率及自鎖條件對于非矩形螺旋副，當(dāng)擰緊螺母（即正行程）時(shí) )tan(vWFF)tan(22vWFdT)tan(/tanv反行程的自鎖條件為v水平驅(qū)動(dòng)力 機(jī)械效率驅(qū)動(dòng)力矩 3-2 螺旋副中的摩擦、效率及自鎖條件 角越大，則 f及 也越大，效率越低，反行程越易發(fā)生自鎖。普通螺紋因其牙型斜角 大，自鎖性好，故常用于連接；而矩形螺紋、梯形螺紋

5、、鋸齒形螺紋因角 小，傳動(dòng)效率高，故常用于傳動(dòng)。 在螺紋的中徑d2和螺距P 一定的情況下，升角 隨著螺紋線數(shù)n的增加將增大，使傳動(dòng)效率也相應(yīng)增大。因此，若要提高傳動(dòng)效率，可采用多線螺旋傳動(dòng)。 ，3-3 螺旋機(jī)構(gòu)的類型、應(yīng)用和特點(diǎn)，一、螺旋機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用一、螺旋機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用1變回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)1)傳力螺旋 這種機(jī)構(gòu)用以舉起重物或克服大的生產(chǎn)阻力，如螺旋千斤頂，螺旋壓力機(jī)、虎鉗等。 2)傳導(dǎo)螺旋 這種機(jī)構(gòu)用以傳遞運(yùn)動(dòng)，如車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)螺旋。 3-3 螺旋機(jī)構(gòu)的類型、應(yīng)用和特點(diǎn)3)調(diào)整螺旋 這種機(jī)構(gòu)用來調(diào)整并固定零件或工件的相對位置。 設(shè)兩段螺旋的導(dǎo)程分別為SA和SB，且螺紋旋向相同（即同為右

6、旋或同為左旋），當(dāng)螺桿1轉(zhuǎn)動(dòng)1 角時(shí)，螺母2的位移為21()/(2 )ABlss 當(dāng) SA 與 SB 的差很小時(shí)，位移 l 2 也很小。這種螺旋機(jī)構(gòu)稱為差動(dòng)（或微動(dòng)）螺旋機(jī)構(gòu)，常用于測微計(jì)、分度機(jī)構(gòu)、調(diào)整機(jī)構(gòu)及刀具進(jìn)給量的微調(diào)機(jī)構(gòu)等中。3-3 螺旋機(jī)構(gòu)的類型、應(yīng)用和特點(diǎn) 圖示為鏜床鏜刀的微調(diào)機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿1可使鏜刀相對鏜桿作微量的移動(dòng)，以調(diào)整鏜孔的進(jìn)刀量。螺桿1和螺母2（鏜桿3）組成螺旋副A，螺桿1和可動(dòng)螺母4組成螺旋副B。3-3 螺旋機(jī)構(gòu)的類型、應(yīng)用和特點(diǎn)，若兩段螺旋的螺紋旋向相反，則螺母2 的位移為21()/ 2ABlss 這種螺旋機(jī)構(gòu)稱為復(fù)式螺旋機(jī)構(gòu)。當(dāng)螺桿1 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺母2 可較快地前進(jìn)或后退。復(fù)式螺旋機(jī)構(gòu)常用于張緊裝置和夾緊機(jī)構(gòu)中。3-3 螺旋機(jī)構(gòu)的類型、應(yīng)用和特點(diǎn)， 2變直線運(yùn)動(dòng)為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 對于升角很大的螺旋機(jī)構(gòu)，當(dāng)其反行程不自鎖時(shí)，可實(shí)現(xiàn)將移動(dòng)變?yōu)檗D(zhuǎn)動(dòng)。新型螺絲刀 圖3-15 玩具飛翼 圖3-16 煙灰缸3-3 螺旋機(jī)構(gòu)的類型、應(yīng)用和特點(diǎn)， 螺旋機(jī)構(gòu)按其螺旋副的摩擦性質(zhì)不同，又可分為滑動(dòng)摩擦螺旋（簡稱滑動(dòng)螺旋）和滾動(dòng)摩擦螺旋（簡稱滾動(dòng)螺旋）。 3-3 螺旋機(jī)構(gòu)的類型、應(yīng)用和特點(diǎn)二、螺旋機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)二、螺旋機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)1）具有大的減速比。 2/cotids2）具有大的力的增益。 3）反行程可以自鎖。 4）傳動(dòng)平穩(wěn)，