螺旋传动_914606503.pdf

机械设计第2章 机械系统传动零部件的设计2.6螺旋传动设计2.6 螺旋传动设计螺旋传动的特点1.将旋转运动变换为直线运动。2.可产生较大的轴向力。3.传动精度高。4.可以自锁。缺点：传动效率低螺旋传动的应用1.传力螺旋将较小转矩转化为较大轴向力的传动，这类传动承受载荷大，工作速度低，工作时间短，通常有自锁要求。2.6 螺旋传动设计螺旋传动的应用2.传导螺旋 为获得精确的轴向位移2.6 螺旋传动设计螺旋传动的应用2.传导螺旋 为获得精确的轴向位移2.6 螺旋传动设计螺旋传动的应用3.调整螺旋 调节零件的相对位置2.6 螺旋传动设计镗刀差动螺旋微调结构正、反螺旋快速调整结构右螺旋左螺旋螺旋传动的类型按运动方式分类防转机构防转机构螺母固定，螺杆相对于螺母转动并移动，螺杆的运动以螺母为支承（引导），不需要轴承和导轨，结构简单，应用广泛。例如螺旋千斤顶，螺旋测微仪，螺旋压力机等都是这种形式的应用。在移动距离较长的情况下，这种运动形式占用空间较大。2.6 螺旋传动设计AA螺旋传动的类型按运动方式分类防转机构防转机构螺杆作旋转运动，螺母作直线往复运动。这种运动形式占用空间较小，常用在需要移动距离较长的场合，例如机床的进给系统。这种运动形式的螺杆两端需要设置轴承，引导螺杆作旋转运动，限制螺杆的直线运动自由度。螺母与机架之间需要设置导轨，引导螺母作直线运动，限制螺母的转动自由度。结构复杂。2.6 螺旋传动设计螺旋传动的类型按运动方式分类防转机构防转机构螺杆固定，螺母转动并移动。结构简单，占用空间小。钻床高度调整，显微镜高度调整机构就是这中运动形式的应用。这种方式操作不方便，既不利于产生较大的轴向力，也不利于产生较高的运动精度。2.6 螺旋传动设计螺旋传动的类型按运动方式分类防转机构防转机构螺母作旋转运动，螺杆作直线往复移动，螺母的转动需要支承，并需要限制移动自由度，螺杆的移动需要导轨，并需要限制转动自由度，结构复杂。当移动距离较大时需要占用较大的工作空间。这种运动形式应用较少。2.6 螺旋传动设计螺旋传动的类型按运动方式分类防转机构防转机构2.6 螺旋传动设计螺旋传动的类型按运动方式分类螺母螺杆应用特点固定旋转，直线千斤顶，千分尺结构简单，占用空间大直线旋转机床进给结构复杂，占用空间小旋转，直线固定显微镜高度调整结构简单，占用空间小旋转直线车床改拉床结构复杂，占用空间大2.6 螺旋传动设计摩擦性质特点滑动螺旋结构简单，便于制造，易于自锁，摩擦阻力大，效率低，磨损快，滚动螺旋摩擦阻力小，传动效率高，结构复杂，静压螺旋摩擦阻力小，传动效率高，结构复杂，需要专门的液压系统供油。2.6 螺旋传动设计螺旋传动的类型按摩擦性质分类p 2p 1F ah 2h 1进油回油节流器节流器F r油腔螺旋面ABCAA导路螺母钢球反向器螺杆滑动螺旋静压螺旋滚动螺旋2.6.1螺纹的主要参数（自学）2.6 螺旋传动设计2.6.2 滑动螺旋副的受力、失效分析及常用材料螺旋副的载荷:轴向力螺纹力矩支承面力矩2.6 螺旋传动设计AA2.6.2 滑动螺旋副的受力、失效分析及常用材料主要失效形式:螺纹磨损螺纹破坏螺杆破坏螺杆失稳2.6 螺旋传动设计AA材料牌号热处理使用条件螺杆Q235,Q275不热处理受力不大，转速低的次要传动或调节螺旋45,50正火，调质受力较大，转速低的传动或传力螺旋40Cr,65Mn淬火或调质重载、转速较高的重要传动20CrMnTi渗碳淬火重载、转速较高的重要传动CrWMn淬火尺寸稳定性好，用于精密传导螺旋传动38CrMoAlA渗氮尺寸稳定性好，用于精密传导螺旋传动螺母ZCuSn10P1重载荷、高速度、高精度螺母ZCuSn5Pb5Zn5较重载荷、中等速度ZCuAl10Fe3重载荷、低速度耐磨铸铁低速、手动、不重要的螺旋2.6.2 滑动螺旋副的受力、失效分析及常用材料2.6 螺旋传动设计 2FPdhp2 FPppd hH22 FPppd h2dH螺母螺杆 1 1 2(2)2.6.3滑动螺旋传动的工作能力设计1.耐磨性计算2.6 螺旋传动设计 2FPdhp螺母螺杆 1 1 2(2)2.6.3滑动螺旋传动的工作能力设计1.耐磨性计算2.6 螺旋传动设计2=0.5 0.8 hPFdp对矩形螺纹和梯形螺纹230=0.750.65 hPFdp对锯齿形螺纹 22ca2311430.2FTdd2vvvvtan()2arctancos2dTFfff螺母螺杆 1 1 2(2)2.6.3滑动螺旋传动的工作能力设计2.强度计算1）螺杆的强度2.6 螺旋传动设计 Fz DbHzP剪切强度条件：旋合圈数2.6 螺旋传动设计2.6.3滑动螺旋传动的工作能力设计2.强度计算2）螺母螺纹牙的强度222bb2263()DDFMzDbWF DDDb zbbMW弯曲强度条件：2.6 螺旋传动设计2.6.3滑动螺旋传动的工作能力设计2.强度计算2）螺母螺纹牙的强度2bb23():=0.65=0.530=0.75F DDDb zbbPbPbPP螺纹牙根部厚度；梯形螺纹；矩形螺纹；锯齿形螺纹；为螺纹螺距。2.6 螺旋传动设计2.6.3滑动螺旋传动的工作能力设计2.强度计算2）螺母螺纹牙的强度 crccr:241FSSFF螺杆的临界载荷（参见表 ）AA2.6 螺旋传动设计2.6.3滑动螺旋传动的工作能力设计2.强度计算3）受压螺杆的稳定性计算)(tantanv：螺旋传动效率2.6 螺旋传动设计2.6.3滑动螺旋传动的工作能力设计2.强度计算5）螺旋传动的效率vv2arctanarctancos2Sfd自锁条件：2.6 螺旋传动设计2.6.3滑动螺旋传动的工作能力设计2.强度计算4）自锁性能校核2.6 螺旋传动设计2.6.4滑动螺旋传动设计计算的一般步骤对存在多种可能失效形式的零件进行工作能力设计时，首先确定主要失效形式（发生失效可能性最大的失效形式），设计中首先根据主要失效形式所确定的工作能力条件确定零件的主要参数，然后逐项检验根据其他失效形式所确定的工作能力条件是否满足。滑动螺旋传动的主要失效形式是磨损。2.6 螺旋传动设计2.6.4滑动螺旋传动设计计算的一般步骤1.选择螺纹类型，确定牙型角及高径比，2.选择螺旋副材料，3.根据耐磨性要求进行设计，确定螺纹的主要参数，4.检验其他强度条件、稳定性条件、自锁性条件，如果条件不满足，则修改螺纹参数，直到满足所有条件。5.结构设计。2.6 螺旋传动设计提高螺旋传动精度的技术措施1.消除间隙，减小回程误差提高螺旋传动精度的技术措施1.消除间隙，减小回程误差2.附加运动，补偿螺距误差理论传动比2.6 螺旋传动设计提高螺旋传动精度的技术措施1.消除间隙，减小回程误差2.附加运动，补偿螺距误差实际传动比2.6 螺旋传动设计提高螺旋传动精度的技术措施1.消除间隙，减小回程误差2.附加运动，补偿螺距误差传动误差曲线2.6 螺旋传动设计提高螺旋传动精度的技术措施1.消除间隙，减小回程误差2.附加运动，补偿螺距误差校正曲线2.6 螺旋传动设计提高螺旋传动精度的技术措施1.消除间隙，减小回程误差2.附加运动，补偿螺距误差校正尺2.6 螺旋传动设计大作业：设计螺旋千斤顶，并绘制装配图和螺母零件图。最大起升重量Fmax，最大起升距离hmax，根据最大起升重量选择材料和螺纹尺寸，要求满足耐磨性条件、强度条件、稳定性条件和自锁条件。确定全部结构形式和尺寸，绘制装配图和螺母零件图。本周大作业在第八周课前交。计算部分交书面作业，绘图部分交电子版(不打印)。AAAA学号学号尾数尾数起重量起重量 最大升距最大升距1,6301802,7402003,8503004,9602605,080300max(kN)Fmax(mm)h作业内容要求1.设计计算包括螺旋传动的材料选择，螺纹牙型的选择，工作能力计算和自锁性计算，其它结构的工作能力计算；（螺母许用挤压应力p 1.5 b）地面承压能力计算，确定下支承面尺寸；(木材许用挤压应力p=3MPa)人手的操作能力计算，确定手柄的直径和长度；（人手最大操作力200N）2.装配图设计3.零件图设计思考题1.怎样设计可以省力，2.怎样设计可以节省操作空间AA应用AUTOCAD软件，按1:1比例，精确绘图,表达装配结构。设计中要考虑：1.功能实现的可能性和可靠性；2.加工、装配、操作的可能性和可靠性；3.经济性AA完整的装配图应包括的内容装配图中包括的内容：1.图形表达装配结构；2.尺寸标注表达尺寸和配合；3.技术要求表达结构要求中的非几何信息；4.零件序号标注5.图框、标题栏、明细表。装配图中要求标注：1.重要的配合尺寸；2.轮廓尺寸，包括总高度、总宽度和总长度；3.特性尺寸，起升高度、手柄长度；4.安装尺寸，与其它结构相连接部分的尺寸。软件包括图框、标题栏、明细表、表面粗糙度、几何公差、零件序号等标注工具。提供尺寸公差、几何公差、螺纹参数等查询功能。零件图应包括的内容零件图中应包括的内容：1.图形表达几何形状；2.尺寸标注表达尺寸、精度和极限偏差；3.形状与位置公差要求；4.表面粗糙度要求；5.其他专项公差要求（齿轮公差、螺纹公差、花键公差）；6.图框、标题栏；7.技术要求。1.图形零件图表达的结构应与装配图一致，零件图应表达在装配图中省略的精细结构，如螺纹退刀槽、砂轮越程槽、圆角、倒角等，有些精细结构需要作局部放大图表达，2.尺寸标注零件图需要标注完备的尺寸（不重、不缺），配合尺寸要标注公称尺寸和极限偏差，零件图上不得有封闭的尺寸链，应标注可检验的尺寸，不应标注必须通过计算确定的尺寸，大部分尺寸应集中标注在最能反映零件特征的视图中，圆形尺寸标在非圆视图上，3.几何公差几何公差限制几何要素的形状与相对位置关系，如圆柱表面的截面是否圆，轴线是否直，两圆柱面轴线是否一致，轴线与端面是否垂直等，4.表面粗糙度零件图上要标注所有表面的粗糙度，粗糙度数值的选用应与使用功能和加工工艺方法相对应，在不影响使用功能的情况下应尽量选择较大的粗糙度值，可将使用最多的粗糙度值标注在图的右上角，加“其余”，5.专项公差要求5.专项公差要求螺纹类别标准编号特征代号标注示例螺纹副标注示例附注普通螺纹GB/T197-1981MM10-5g6g-SM202LH-6HM202LH-6H/6g普通螺纹粗牙不注螺距中等旋合长度不注N小螺纹GB/T15054.4-1994SS08 4H5S12 LH5h3S09 4H5/5h3内螺纹中径公差带为4H，顶径公差等级为5级外螺纹中径公差带为5h，顶径公差等级为3级梯形螺纹GB/T5796.4-1986TrTr407-7HTr4014(P7)LH-7eTr366-7H/7e多线螺纹螺距和导程都可参照此格式标注锯齿形螺纹GB/T13576-1992BB407-7AB4014(P7)LH-8c-LB407-7A/7c米制锥螺纹GB/T1415-1992ZMZM10M101 GB1415ZM10-SZM10/ZM10M101 GB1415/ZM10-S圆锥内螺纹与圆锥外螺纹配合圆柱内螺纹与圆锥外螺纹配合S为短基距代号，标准基距不注代号60 圆锥管螺纹GB/T12716-1991NPT NPT3/8-LH内、外螺纹军仅有一种公差带，故不注公差带代号非螺纹密封的管螺纹GB/T7307-1987GG1AG1/2-LHG1 G1A外螺纹公差等级分为A级和B级两种内螺纹公差等级只有一种用 螺 纹密 封 的管螺纹圆锥外螺纹GB/T7306-1987RR1/2-LHRc1/R1内外螺纹均只有一种公差带RcRc1Rc1/R1-LH圆锥内螺纹圆柱内螺纹RpRpRp1/R1自攻螺钉用螺纹GB/T5280-1985STGB5280 ST3.5使用时，应先制出螺纹底孔（预制孔）自攻锁紧螺钉用螺纹（粗牙普通螺纹）GB/T6559-1986MGB6559 M520使用时，应先制出螺纹底孔（预制孔）标记示例中的20指螺杆长度5.专项公差要求67非标准的螺纹，应画出螺纹的牙型，并注出所需要的尺寸及有关要求米制锥螺纹管螺纹螺纹标注