机械基础第二章螺旋传动教学课件

2 1 螺 纹 的 种 类 和 应 用 2 2 普 通 螺 纹 的 主 要 参 数 2 3 螺 纹 的 代 号 标 注 2 4 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 ： 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 2 1 螺 纹 的 种 类 和 应 用 一 、 按 螺 纹 牙 型 分 类 及 其 应 用 1、 三 角 形 螺 纹 （ 普 通 螺 纹 ）1） 、 牙 型 ： 三 角 形 （ 牙 型角 60 ）2） 、 分 类 ：粗 牙 螺 纹 、 细 牙 螺 纹3） 、 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 2、 梯 形 螺 纹 1） 、 牙 型 ： 梯 形 （ 牙 型 角 :30 ）2） 、 应 用 ： 广 泛一 、 按 螺 纹 牙 型 分 类 及 其 应 用 3、 矩 形 螺 纹 1） 、 牙 型 ： 矩 形 （ 牙 型 角 为 0）2） 、 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 4、 锯 齿 型 螺 纹 1） 、 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） 、 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 二 、 按 螺 旋 线 方 向 分 类 及 其 应 用右 旋 螺 纹 左 旋 螺 纹 分 类 ： 右 旋 螺 纹 左 旋 螺 纹 二 、 按 螺 旋 线 方 向 分 类 及 其 应 用1、 右 旋 螺 纹 ：1） 、 概 念右 旋 螺 纹 ： 顺 时 针 方 向 旋 入 的 螺 纹2） 、 应 用 ： 广 泛 二 、 按 螺 旋 线 方 向 分 类 及 其 应 用1、 左 旋 螺 纹 ：1） 、 概 念左 旋 螺 纹 ： 逆 时 针 方 向 旋 入 的 螺 纹2） 、 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 用分 类 ： 单 线 螺 纹 多 线 螺 纹 三 、 按 螺 纹 线 的 线 数 分 类 及 其 应 用1、 单 线 螺 纹1） 、 概 念单 线 螺 纹 ： 在 圆 柱 体 上 沿 一 条 螺 旋 线 切 制 的 螺 纹2） 、 应 用 主 要 用 于 连 接 三 、 按 螺 纹 线 的 线 数 分 类 及 其 应 用1、 多 线 螺 纹1） 、 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 螺 纹2） 、 应 用主 要 用 于 螺 旋 传 动 四 、 按 螺 旋 线 形 成 的 表 面 分 类内 螺 纹 外 螺 纹 分 类 ： 内 螺 纹 外 螺 纹 四 、 按 螺 旋 线 形 成 的 表 面 分 类1、 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2、 外 螺 纹 在 圆 柱 外 表 面 形 成 的 螺 纹 五 、 螺 旋 传 动 的 特 点1、 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、 缺 点 1） 、 磨 擦 磨 损 大 ， 2） 、 效 率 较 低 1） 、 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 重 ， 夹 紧等五 、 螺 旋 传 动 的 特 点 起 重 2） 、 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 、 螺 旋 传 动 的 特 点 千 分 尺 3） 、 能 够 实 现 自 锁 适 用 于 垂 直 举 起 重 物的 机 构五 、 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 、 螺 旋 传 动 的 特 点 夹 紧 装 置 摩 擦 磨 损 大 ， 效 率较 低五 、 螺 旋 传 动 的 特 点 螺 纹 失 效 2 2 普 通 螺 纹 的 主 要 参 数 螺 纹 大 径 （ 公 称 直 径 ） ： D（ 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 ： 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 ： 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 。 2 2 普 通 螺 纹 的 主 要 参 数 一 、 有 关 直 径 螺 纹 升 角 ： 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 。牙 型 角 ： 相 邻 两 牙 侧 间 的 夹 角 ， =60 2 2 普 通 螺 纹 的 主 要 参 数 二 、 有 关 角 度 螺 距 P 相 邻 两 牙 在 中 径 上 对 应 两 点 间 的 轴 向 距 离 。 Ph ZP 2 2 普 通 螺 纹 的 主 要 参 数 导 程 Ph 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 Ph、 螺 距 P和 线 数 Z的 关 系 为 ： 公 式 ： Ph ZP Z: 线 数 2 2 普 通 螺 纹 的 主 要 参 数 特 征代 号 公 称直 径 螺 距 旋向 中 径 、 顶 径公 差 带 代 号内 /外 公 差 带配 合 代 号 旋 合长 度 例 ： M10 6H表 示 直 径 10mm， 螺 距 1.5mm， 中 径 顶 径 公 差 带 为 6H的 普 通 粗 牙 内 螺 纹 ；M10 1 6g表 示 直 径 10mm， 螺 距 1mm， 中 径 顶 径 公 差 带 为 6g的 普 通 细 牙 外 螺 纹说 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 。 2 3 螺 纹 的 代 号 标 注 普 通 螺 纹 普 通 螺 纹 例 2： M20 X 2 左 6H/5g6g S 旋 合 长 度外 螺 纹 顶 径 公 差 带外 螺 纹 中 径 公 差 带内 螺 纹 中 径 和 顶 径 公 差 带左 旋螺 距 ： 2mm公 称 直 径 ： 20mm特 征 代 号 2 3 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 梯 形 螺 纹 例 ： Tr24 10（ P5） LH 7H 内 螺 纹 中 径 公 差 带左 旋螺 距 ： 5mm导 程 :10mm特 征 代 号 ： 梯 形 螺 纹公 称 直 径 :24mm 2 3 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 2 3 螺 纹 的 代 号 标 注 非 螺 纹 密 封 螺 纹 密 封特 征 代 号 Rp： 圆 柱 内 螺 纹G R： 圆 锥 外 螺 纹Rc： 圆 锥 内 螺 纹标 注 示 例 G1A LH Rc2 LH Rp2 R2 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 2 3 螺 纹 的 代 号 标 注 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“ / ” 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 说 明 2 3 螺 纹 的 代 号 标 注 2 4 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 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 ） 、 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 2） 、 螺 杆 固 定 不 动 ， 螺 母 回 转 并 作 直 线 运 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 4） 、 螺 母 回 转 ， 螺 杆 作 直 线 运 动 一 、 普 通 螺 旋 传 动 （ 二 ） 、 普 通 螺 旋 传 动 直 线 移 动 方 向 的 判 定 2、 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1、 影 响 移 动 方 向 的 因 素 螺 纹 旋 向螺 纹 回 转 方 向螺 旋 传 动 应 用 形 式 1） 、 螺 母 （ 螺 杆 ） 不 动 ， 螺 杆 （ 螺 母 ） 回 转 并 移 动 一 、 普 通 螺 旋 传 动判 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） 螺 杆 （ 螺 母 ） 回 转 ， 螺 母 （ 螺 杆 ） 移 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 普 通 螺 旋 传 动 直 线 移 动 距 离 的 计 算 L = NPh L 螺 杆 （ 螺 母 ） 移 动 距 离 ， m m N 回 转 周 数 ， r Ph 螺 纹 导 程 ， m m一 、 普 通 螺 旋 传 动 【 例 1】 普 通 螺 旋 传 动 中 ， 已 知 左 旋 双 线 螺 杆 的 螺 距 为8m m ， 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 动解 ：移 动 距 离 L=N Ph=NPZ=2 8 2=32mm 移 动 方 向 ： 左 移 1、 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 不 一 致 的螺 旋 传 动 。二 、 双 螺 旋 传 动 分 类 ： 差 动 螺 旋 传 动 复 式 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 ： 螺 杆 上 两 螺 纹 （ 固 定 螺 母 和 活 动 螺 母 ）旋 向 相 反 。 到 底 什 么 是差 动 呢 ？答 案 ：所 谓 差 动 指 的 是 主 从动 件 运 动 不 一 致 的 运动 形 式二 、 双 螺 旋 传 动 二 、 双 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 ： 组 合 螺 杆 由 两 段 螺 距 或旋 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 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 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 种 差 动 关 系 。二 、 双 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4.2螺 杆 上两 段 螺纹 的 旋向 相 同螺 杆 上两 段 螺纹 的 旋向 相 反形 式 移 动 距 离 的 计 算 移 动 方 向 的 确 定 应 用 实 例L=N（ Ph1 Ph2）L=N（ P h1+ 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 移 动 方 向 确 定 2 双 螺 旋 传 动 活 动 螺 母 移 动 距 离 的 计 算 及 方 向 的 确 定 （ 1） 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 。 L = N（ Ph1 Ph2） 二 、 双 螺 旋 传 动 N回 转 周 数Ph1固 定 螺 母 导 程Ph2活 动 螺 母 导 程 （ 2） 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 。L = N（ Ph1 Ph2） 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 螺杆 移 动 方 向 确 定 二 、 双 螺 旋 传 动 N回 转 周 数Ph1固 定 螺 母 导 程Ph2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 1m m ，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 0.2m m ， 求 螺 旋 副 B的 导 程 PhB并 确 定 其 旋 向 。解 ：L=N (PhA-PhB) =2 (1.5-1) =1mm运 动 方 向 ： 向 左二 、 双 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 。三 、 滚 珠 螺 旋 传 动 简 介 1、 组 成 ：1、 滚 珠 循 环 装 置 2滚 珠 、3、 螺 杆 4、 螺 母2、 工 作 过 程 ： 优 点 ： 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 。三 、 滚 珠 螺 旋 传 动 简 介 3、 应 用 特 点4、 应 用 场 合 ： 三 、 滚 珠 螺 旋 传 动 简 介 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 。