机械设计 第5章 螺旋传动

第5章螺旋传动教学提示：注意螺旋传动与螺纹联接的差别。对螺旋传动来讲，出于要传递运动、主要要求保证螺旋副有较高的传动效率和磨损寿命。教学要求：掌握滑动螺旋传动的设计和计算，区分螺旋传动与螺纹联接的不同。5.1螺旋传动的类型、特点及应用•5.1.1螺旋传动的类型螺旋传动按其用途不同，可分为三种类型：•传力螺旋•传导螺旋•调整螺旋螺旋传动按螺纹副的摩擦情况，可分为:•滑动螺旋•滚动螺旋•静压螺旋。5.1.2螺旋传动的特点及应用•螺旋传动是利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动要求的。•它主要用以将回转运动变为直线运动，同时传递运动和动力。也可用以调整零件的相互位置，有时兼有几种作用。•应用很广，如螺旋千斤顶、螺旋丝杠、螺旋压力机等。5.2螺旋传动的设计计算•5.2.1螺旋传动的效率与自锁•5.2.2滑动螺旋的结构与材料•图5-3整体螺母1-固定螺钉2-调整螺钉3-调整楔块图5-4组合螺母剖分螺母图5-5剖分螺母5.2.3滑动螺旋副的耐磨性计算•1．螺纹副耐磨性计算22[]FFppdhzdhH2[]Fpdhp5.2.4滑动螺旋副的强度计算1．螺纹牙强度计算•螺纹牙的剪切和弯曲破坏多发生在螺母1[Fdtz]213[]bFhdtz2．螺杆强度计算•螺杆受有压力(或拉力)F和扭矩T，根据第四强度理论，其强度条件为:2223114()3()[]0.2FTdd5.2.5受压螺杆的稳定性计算•螺杆受压时的稳定性验算式为2.5~4crFF22()crEIFl5.3其他螺旋传动简介•5.3.1滚动螺旋传动简介1—螺母2—滚珠3—螺杆4—反向器图5.4滚动螺旋传动5.3.2静压螺旋传动简介图5.5静压螺旋传动的工作原理5.4螺旋传动设计作业及工程应用一车床进给螺旋传动的示意简图，螺杆两支承间距离L＝2700mm．所受轴向力F＝7500N，最高转速，螺杆采用梯形螺纹，材料45钢调质，230—250HBS，螺母采用剖分式，材料ZCuAll0Fe3．试确定螺母的高度并对该螺旋传动进行核验。1、5—滑动轴承；2—螺母；3—螺杆；4—推力球轴承图5.6车床进给螺旋传动简图解：对该车床进给装置的要求是：保证各零件有足够的强度，耐磨性和稳定性合格。1．螺母耐磨性核捡•由表中查出梯形螺纹的参数为mmPmmdmmdmmd12,38,31,44218级精度。][2phHdFPp梯形螺纹,65.0,5.0PbPh2dH对剖分式螺母取25.0mmHmmb95385.2,8.71265.0螺母的圈数9.712/95/PHzMPap32.195125.038127500MPap10~7][合格。2．验算自锁能力•螺旋升角：74.53812arctanarctan2ds当量摩擦角：74.415cos08.0arctanvv不自锁。3．验算螺杆强度：rrdTdF][2.034231221NmmdFTv26360)74.474.5tan(3827500)tan(22MPar55.12312.026360331750042322螺杆45钢，调质，查得屈服强度•满足强度条件MPas355MPa711185335553][～＝～＝～sr4.螺母的螺纹强度校核•螺纹牙剪切强度MPadbz88.08.7449.77500F螺纹牙弯曲强度MPazdbddFb03.29.78.744)3844(750003)(3222查表得MPa40~30][MPab60~40][满足要求5螺杆稳定性核验•螺杆柔度il/2mmdi75.74/314/18.20775.723007.0NlEIFacr36284)23007.0(64/31101.2)(2452222稳定性安全系数4~5.28.47500/36248/FFScrc稳定性合格6螺杆的刚度•轴向载荷F产生每个导程的变形mmEdsF3252110568.031101.21275004F4转矩T产生每个导程的变形mmGdTsT54422412210831103.812263601616•每个螺纹导程总变形mmTF3331065.0)1008.010568.0(单位长度变形量mms53104.512/1065.0/][机床一般传动的许用单位长度变形量510)6~5(][变形量在适用范围内7．临界转速核验•临界转速min/110423003132.15103.12103.12262116rldnccrmin/88311048.0min/100rrn满足要求8．动力计算•移动件最大线速度smnPv/02.010006012100100060螺旋副传动效率54.0)74.474.5tan(74.5tan)tan(tan1v取该装置其他传动件的机械效率9.02驱动功率WFvP3099.054.002.07500210小结•本章重点介绍了螺旋传动的功用是将旋转运动变换成直线运动，同时进行能量和力的传递，或调整零件的相互位置。重点掌握滑动螺旋副的设计计算。