印刷設(shè)備第章

1、精品課程（2007年版）機(jī)械基礎(chǔ)系列電子講稿機(jī)械基礎(chǔ)系列電子講稿螺紋聯(lián)接是利用螺紋零件構(gòu)成的可拆聯(lián)接,這種聯(lián)接經(jīng)多次裝拆無(wú)損于其使用性能。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單/裝拆方便,成本低,廣泛用于各類(lèi)機(jī)械設(shè)備中。螺旋傳動(dòng)是利用由螺桿和螺母組成的螺旋副來(lái)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)要求.它主要用于將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng),同時(shí)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的場(chǎng)合.本章主要內(nèi)容7.1 機(jī)械制造中的常用螺紋7.2 螺旋副的受力分析、效率和自鎖7.3 螺紋聯(lián)接的基本類(lèi)型及其預(yù)緊和防松7.6 螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)概述7.7 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算7.8 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的誤差分析、估算7.9 消除或減小誤差的措施7.10 滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)簡(jiǎn)介 7.1 機(jī)械制造中的常

2、用螺紋7.1.1 螺紋的形成螺紋的形成 圖7.1 螺紋的形成 螺紋升角： 一、螺紋形成過(guò)程7.1 機(jī)械制造中的常用螺紋7.1.1 螺紋的形成螺紋的形成 二、螺紋分類(lèi) 如圖7.2所示，根據(jù)螺紋軸向剖面的形狀，常用的螺紋牙型有三角形、矩形、梯形和鋸齒形等。 圖7.2 螺紋的牙型 7.1 機(jī)械制造中的常用螺紋7.1.1 螺紋的形成螺紋的形成 二、螺紋分類(lèi) 根據(jù)螺旋線繞行的方向，螺紋可分為右旋螺紋和左旋螺紋，如圖7.3所示。 圖7.3 螺紋的旋向 按螺紋的線數(shù)（頭），可分為單線螺紋、雙線螺紋和多線螺紋，線數(shù)一般不超過(guò)4。7.1 機(jī)械制造中的常用螺紋7.1.2 螺紋的主要參數(shù)螺紋的主要參數(shù) 圖7.5 圓

3、柱螺紋的主要參數(shù) 大徑d 小徑d1 中徑d2 螺距P 導(dǎo)程S 升角 牙型角S=nP 22tandnPdS1）大徑d 它是與外螺紋牙頂或內(nèi)螺紋牙底相重合的假想圓柱面的直徑。一般定為螺紋的公稱直徑。2）小徑d1 它是與外螺紋牙底或內(nèi)螺紋牙頂相重合的假想圓柱面的直徑。一般為外螺紋危險(xiǎn)剖面的直徑。3）中徑d2 它是一個(gè)假想圓柱圓柱的直徑，該圓柱母線上的螺紋牙厚等于牙間寬。4 4）螺距）螺距P P 相鄰兩螺紋牙型在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的相鄰兩螺紋牙型在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離。軸向距離。5 5）導(dǎo)程）導(dǎo)程S S 同一條螺紋線上相鄰兩螺紋牙型中徑線上同一條螺紋線上相鄰兩螺紋牙型中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)之間的軸向

4、距離。導(dǎo)程對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)之間的軸向距離。導(dǎo)程S S、螺距、螺距P P和線數(shù)和線數(shù)n n的的關(guān)系為：關(guān)系為： 圖圖7.5 7.5 圓柱螺紋的主要參數(shù)圓柱螺紋的主要參數(shù) S=nPS=nP （7.17.1）6）升角）升角 在中徑圓柱上螺旋線的切線與垂直于螺紋在中徑圓柱上螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面間的夾角。軸線的平面間的夾角。 7 7）牙型角）牙型角 在軸向剖面內(nèi)，螺紋牙型兩側(cè)邊的夾角。在軸向剖面內(nèi)，螺紋牙型兩側(cè)邊的夾角。牙型側(cè)邊與螺紋軸線的垂線間的夾角稱為牙型斜角。牙型側(cè)邊與螺紋軸線的垂線間的夾角稱為牙型斜角。7.1 機(jī)械制造中的常用螺紋7.1.3 幾種常用螺紋的特點(diǎn)和應(yīng)用幾種常用螺紋的特點(diǎn)和應(yīng)用

5、 三角形螺紋 管螺紋 矩形螺紋 梯形螺紋 鋸齒形螺紋7.2 螺旋副的受力分析、效率和自鎖7.2.1 矩形螺紋矩形螺紋 a) b) a) b)圖7.8 螺旋副受力的簡(jiǎn)化 圖7.9 滑塊上升受力分析圖 )tan(QtFF2)tan(222dFdFTQt一、受力分析7.2 螺旋副的受力分析、效率和自鎖7.2.1 矩形螺紋矩形螺紋二、螺紋的自鎖圖7.10 自鎖力分析 cosQQyFFsinQQxFFsincosQxQfQyQFFFFfFftantanf即：此式表明螺旋副的自鎖條件為：此式表明螺旋副的自鎖條件為：螺紋升角小于或等于接觸表面螺紋升角小于或等于接觸表面間的摩擦角。間的摩擦角。7.2 螺旋副的

6、受力分析、效率和自鎖7.2.1 矩形螺紋矩形螺紋三、螺旋副的效率)tan(tan22)tan(tan22212dFdFTSFWWQQQ其中，W2有效功 W1輸入功7.2 螺旋副的受力分析、效率和自鎖7.2.2 非矩形螺紋非矩形螺紋a) b)圖7.7 矩形螺紋與三角形螺紋受力分析比較圖 對(duì)矩形螺紋（圖7.7a）：對(duì)三角形螺紋（圖7.7b）：fFfFFQNf22cos222fFfFFQNf令 cosffv則 vQffFF 當(dāng)量摩擦系數(shù)當(dāng)量摩擦角vfv7.2 螺旋副的受力分析、效率和自鎖7.2.2 非矩形螺紋非矩形螺紋切向水平推力：螺紋力矩：效率： 自鎖條件：)tan(vQtFF2)tan(2dFT

7、vQ)tan(tanvv7.3 螺紋聯(lián)接的基本類(lèi)型及其預(yù)緊和防松7.3.1 螺紋聯(lián)接的基本類(lèi)型螺紋聯(lián)接的基本類(lèi)型一、螺栓聯(lián)接 a） b) 圖7.12 螺栓聯(lián)接a) 普通螺栓聯(lián)接 b) 鉸制孔螺栓聯(lián)接 7.3 螺紋聯(lián)接的基本類(lèi)型及其預(yù)緊和防松7.3.1 螺紋聯(lián)接的基本類(lèi)型螺紋聯(lián)接的基本類(lèi)型二、雙頭螺柱聯(lián)接 圖7.13 雙頭螺柱聯(lián)接 三、螺釘聯(lián)接 圖7.14 螺釘聯(lián)接 四、緊定螺釘聯(lián)接 圖7.15 緊定螺釘聯(lián)接 7.3 螺紋聯(lián)接的基本類(lèi)型及其預(yù)緊和防松7.3.2 標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件一、螺栓（圖7.6）二、雙頭螺柱（圖7.7）三、聯(lián)接用螺釘（圖7.8）圖7.16 螺栓 圖7.17 雙頭螺柱

8、 7.3 螺紋聯(lián)接的基本類(lèi)型及其預(yù)緊和防松7.3.2 標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件四、緊定螺釘 五、螺母與墊圈 圖7.18 螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)型式 圖7.19 緊定螺釘?shù)念^部和末端 圖7.20 螺母與墊圈 7.3 螺紋聯(lián)接的基本類(lèi)型及其預(yù)緊和防松7.3.3 螺紋聯(lián)接的預(yù)緊螺紋聯(lián)接的預(yù)緊預(yù)緊的目的是增強(qiáng)聯(lián)接的可靠性、緊密性和防松能力。 圖7.21 擰緊螺母時(shí)的預(yù)緊力 一、擰緊力矩（扳手力矩）fTTT2)tan(20dFTv其中，fcfrFfT0對(duì)M10M68的粗牙螺紋：30102 . 0dFT7.3 螺紋聯(lián)接的基本類(lèi)型及其預(yù)緊和防松7.3.3 螺紋聯(lián)接的預(yù)緊螺紋聯(lián)接的預(yù)緊二、預(yù)緊力的控制在裝配螺栓聯(lián)接時(shí)

9、，可以有兩種辦法控制預(yù)緊力： 借助預(yù)緊力與擰緊力矩的關(guān)系，通過(guò)測(cè)力矩扳手測(cè)試力矩的大小來(lái)控制； 通過(guò)測(cè)量擰緊螺母后螺栓的伸長(zhǎng)量，借助伸長(zhǎng)量與預(yù)緊力的關(guān)系來(lái)控制。7.3 螺紋聯(lián)接的基本類(lèi)型及其預(yù)緊和防松7.3.3 螺紋聯(lián)接的防松螺紋聯(lián)接的防松防松的根本問(wèn)題就是防止螺母與螺栓桿的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。 一、摩擦防松 彈簧墊圈 對(duì)頂螺母 自鎖螺母二、機(jī)械防松 三、變?yōu)椴豢刹鹇?lián)接 利用摩擦力 防松機(jī)械防松7.6 螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)概述7.6.1 螺旋傳動(dòng)的類(lèi)型螺旋傳動(dòng)的類(lèi)型 螺旋傳動(dòng)是利用由螺桿和螺母組成的螺旋副來(lái)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)要求的，主要用于將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，同時(shí)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的場(chǎng)合。螺旋傳動(dòng)按其用途可分為： 傳力

10、螺旋 傳動(dòng)螺旋 調(diào)整螺旋1、傳力螺旋 以傳遞動(dòng)力為主，要求以較小的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生較大的軸向力。這種螺旋傳動(dòng)一般為間歇性工作，工作速度不高，且要求具有自鎖性，廣泛應(yīng)用于各種起重或加壓裝置中，如圖7.37a所示的螺旋千斤頂。2、傳動(dòng)螺旋 以傳遞運(yùn)動(dòng)為主，要求具有較高的傳動(dòng)精度，有時(shí)也承受較大的軸向力。一般需在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)連續(xù)工作，且工作速度較高，如機(jī)床刀架進(jìn)給機(jī)構(gòu)中的螺旋（圖7.37b）等。3、調(diào)整螺旋 用以調(diào)整并固定零件或部件之間的相對(duì)位置。調(diào)整螺旋不經(jīng)常轉(zhuǎn)動(dòng)，一般在空載下進(jìn)行調(diào)整，如機(jī)床、儀器及測(cè)試裝置中微調(diào)機(jī)構(gòu)的螺旋（如圖7.37c所示 7.6 螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)概述7.6.2 螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作原理螺旋

11、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作原理一、單螺旋機(jī)構(gòu) 2Sl 螺桿位移的方向，按螺紋的旋向，用左（右）手定則確定。二、雙螺旋機(jī)構(gòu) 7.6 螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)概述7.6.2 螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作原理螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作原理二、雙螺旋機(jī)構(gòu) 1）差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)2)(BASSl60)(BASSnv2）復(fù)式螺旋機(jī)構(gòu)2)(BASSl60)(BASSnv7.6 螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)概述7.6.3 螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及材料螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及材料一、螺母結(jié)構(gòu) 二、螺桿結(jié)構(gòu) 三、材料 整體螺母組合螺母對(duì)開(kāi)螺母?jìng)鲃?dòng)螺旋通常采用牙型為矩形、梯形或鋸齒形的右旋螺紋。 常用材料主要有碳素工具鋼、鉻錳合金鋼、65Mn鋼、45、50鋼、鑄造錫青、鑄造鋁鐵青、耐磨

12、鑄鐵。7.7 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算7.7.1 耐磨性計(jì)算耐磨性計(jì)算校核公式： phzdFpQ2 pFkdQ2設(shè)計(jì)公式：7.7 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算7.7.2 螺桿強(qiáng)度校核螺桿強(qiáng)度校核 23112212216343dTdFe7.7.3 螺紋牙強(qiáng)度校核螺紋牙強(qiáng)度校核彎曲強(qiáng)度： bQQbzdbhFdbhzF22362剪切強(qiáng)度： dbzFQ7.7 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算7.7.4 螺桿穩(wěn)定性計(jì)算螺桿穩(wěn)定性計(jì)算SFCF7.7.5 螺旋傳動(dòng)的效率計(jì)算螺旋傳動(dòng)的效率計(jì)算)tan(tanv7.8 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的誤差分析、估算7.8.1 螺距誤差對(duì)運(yùn)動(dòng)誤差的影響螺距誤差對(duì)運(yùn)動(dòng)誤差的影響圖7.

13、46. 螺桿、螺母相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系 miimiimiiittttxxx1101001)()( 螺母的運(yùn)動(dòng)誤差，在其運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)，應(yīng)為螺桿各螺距誤差之和。 7.8 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的誤差分析、估算7.8.2 螺紋參數(shù)對(duì)運(yùn)動(dòng)誤差的影響螺紋參數(shù)對(duì)運(yùn)動(dòng)誤差的影響一、螺紋中徑誤差 圖7.47. 螺紋中徑誤差形成的軸向間隙 2tan)(112abddx7.8 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的誤差分析、估算7.8.2 螺紋參數(shù)對(duì)運(yùn)動(dòng)誤差的影響螺紋參數(shù)對(duì)運(yùn)動(dòng)誤差的影響二、螺桿與螺母嚙合范圍內(nèi)的螺距累積誤差圖7.48. 螺距累積誤差 abttx37.8 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的誤差分析、估算7.8.2 螺紋參數(shù)對(duì)運(yùn)動(dòng)誤差的影響螺紋參數(shù)對(duì)

14、運(yùn)動(dòng)誤差的影響三、螺紋牙牙型斜角誤差 圖7.49. 螺紋牙牙型斜角誤差 22222cos221124ababhx7.8 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的誤差分析、估算7.8.3 相關(guān)結(jié)構(gòu)的影響相關(guān)結(jié)構(gòu)的影響圖7.50 止推面的軸向跳動(dòng) 25tan2Rx 圖7.51 軸線不重合 一、螺桿止推面的軸向跳動(dòng) 二、移動(dòng)件移動(dòng)軸線與螺桿軸線不重合 )cos1 (6Lx7.9 消除或減小誤差的措施7.9.1 消除或減小徑向間隙消除或減小徑向間隙一、切口螺母二、軸向切口彈性螺母圖7.52. 切口螺母結(jié)構(gòu) 圖7.53 軸向切口彈性螺母 7.9 消除或減小誤差的措施7.9.2 消除或減小軸向間隙消除或減小軸向間隙二、彈性雙螺

15、母一、剛性雙螺母三、塑料螺母圖7.54 剛性雙螺母 圖7.55 彈性雙螺母 7.9 消除或減小誤差的措施7.9.3 消除螺桿軸向跳動(dòng)消除螺桿軸向跳動(dòng) 圖7.56 消除軸向跳動(dòng)結(jié)構(gòu) 7.9 消除或減小誤差的措施7.9.4 減少運(yùn)動(dòng)方向的偏斜減少運(yùn)動(dòng)方向的偏斜 圖7.57. 撓性聯(lián)接結(jié)構(gòu) 7.9.4 采用誤差補(bǔ)償裝置采用誤差補(bǔ)償裝置7.10 滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)簡(jiǎn)介7.10.1 滾珠絲杠的分類(lèi)、特點(diǎn)和應(yīng)用滾珠絲杠的分類(lèi)、特點(diǎn)和應(yīng)用一、滾珠絲杠的分類(lèi) 按用途分 定位滾珠絲杠傳動(dòng)滾珠絲杠按滾珠的特環(huán)方式分 內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠外循環(huán)滾珠絲杠7.10 滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)簡(jiǎn)介7.10.1 滾珠絲杠的分類(lèi)、特點(diǎn)和應(yīng)用滾珠絲杠的分類(lèi)、特點(diǎn)和應(yīng)用二、滾珠絲杠的特點(diǎn)和應(yīng)用 優(yōu)點(diǎn) 滾