5螺纹联接与螺旋传动课案.ppt

§5—9 螺旋传动 一、螺旋传动的类型、特点与应用 1、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。它主要用于将回转运动变为直线运动将直线运动变为回转运动，同时传递运动或动力。 2、传动形式： a)螺杆转螺母移 b)螺杆又转又移（螺母固定）——用得多 c) 螺母转螺杆移 d) 螺母又转又移（螺杆固定）——用得少 按用途分三类： 1）传力螺旋——举重器、千斤顶、加压螺旋 特点：低速、间歇工作，传递轴向力大、自锁 2）传导螺旋——机床进给汇杠—传递运动和动力 特点：速度高、连续工作、精度高 3）调整螺旋——机床、仪器及测试装置中的微调螺旋。 特点：是受力较小且不经常转动 3、螺旋传动类型 螺旋传动按摩擦副的性质分： 1、滑动螺旋：构造简单、传动比大，承载能力高，加工方便、传动平稳、工作可靠、易于自锁 缺 点 ：磨损快、寿命短，低速时有爬行现象（滑移），摩擦损耗大，传动效率低（30~40%）传动精度低 2、滚动螺旋传动——摩擦性质为滚动摩擦。滚动螺旋传动是在具有圆弧形螺旋槽的螺杆和螺母之间连续装填若干滚动体（多用钢球），当传动工作时，滚动体沿螺纹滚道滚动并形成循环。按循环方式有：内循环、外循环两种 特点：传动效率高（可达90%），起动力矩小，传动灵活平稳，低速不爬行，同步性好，定位精度高，正逆运动效率相同，可实现逆传动。 缺点：不自锁，需附加自锁装置，抗振性差，结构复杂，制造工艺要求高，成本较高。 3、静压螺旋——液体摩擦，靠外部液压系统提高压力油，压力油进入螺杆与螺母螺纹间的油缸，促使螺杆、螺母、螺纹牙间产生压力油膜而分隔开 特点：摩擦系数小，效率高，工作稳定，无爬行现象，定位精度高，磨损小，寿命长。但螺母结构复杂（需密封），需一稳压供油系统、成本较高。适用于精密机床中进给和分度机构 二、滑动螺旋的设计计算 1、结构与材料 千斤顶典型结构 2、耐磨性计算 滑动螺旋中磨损是最主要的一种失效形式，它会引起传动精度下降，空间大，并使强度下降。 磨损的影响因素：工作面的比压，螺纹表面质量，滑动速度和润滑状态 所以耐磨性计算主要限制螺纹工作面上比压P要求小于材料的许用比压 ①当速度相同时，比压大，磨损量大 ②润滑油不被挤出，易形成油膜润滑 特点：杆孔间有间隙，靠拧紧的正压力(F0)产生摩擦力来传递外载荷，保证联接可靠(不产生相对滑移)的条件为： 承受横向载荷的普通螺栓联接 强度条件验算公式： 设计公式： 分析：由上式可知，当f =0.2, 则F0 =5R，说明这种联接螺栓直径大，且在冲击振动变载下工作极不可靠 为增加可靠性，减小直径，简化结构，提高承载能力 可采用如下减载装置： a)减载销 b)减载套筒 c)减载键 2、承受预紧力和工作拉力的紧螺栓联接 ①工作特点：工作前拧紧，有QP；工作后加上工作载荷F 工作前、工作中载荷变化 ②工作原理：靠螺杆抗拉强度传递外载F ③解决问题： a) 保证安全可靠的工作，QP=？ b) 工作时螺栓总载荷， Q=？ ④分析： 图1，螺母未拧紧　螺栓螺母松驰状态 图２，拧紧—预紧状态 凸缘—压—λm — QP 栓杆—拉—λb →QP 图3，加载F后→工作状态 凸缘— 放松 — ——残余预紧力 栓杆—继续拉— ——总载 ⑤ 作图，为了更明确以简化计算（受力变形图） 设：材料变形在弹性极限内，力与变形成正比 单个紧螺栓联接受力变形图 左图——拧紧螺母时,螺栓与被联接件的力与变形 右图——将上两图合并，并施加工作载荷F 从图线可看出，螺栓受工作载荷F时，螺栓总载荷： 由图可知，螺栓刚度： 被联接件刚度： ——称螺栓相对于联接的刚度，称螺栓的相对刚度 ΔF ——部分工作载荷 对残余预紧力的要求，为保证受载后接合面联接的紧密性应使 QP′的取法: QP′ =（1.5～1.8）F——有密封要求 一般联接 QP′ =（0.2~0.6）F 载荷稳定 QP′ =（0.6~1.0）F 载荷不稳定 QP′F 地脚螺栓联接 讨论： １） 最不利的情况 ２） 最理想的情况 ３）不允许的情况——有缝隙存在，漏气 ４