第五章 螺纹连接和螺旋传动..ppt

（四）滚动螺旋传动简介 滚动螺旋分为滚珠螺旋和滚子螺旋两类。 滚珠螺旋可分为总循环式（全部滚珠一道循环）和分循环式（滚珠分组循环），还可按循环回路的位置分为内循环（滚珠在螺母体内循环）和外循环（在螺母的圆柱面上开出滚道加盖或另插管子作为滚珠循环回路）。 滚子螺旋可分为自转滚子式和行星滚子式。自转式按滚子形状又分为圆柱滚子（对应矩形螺纹的螺杆）和圆锥滚子（对应梯形螺纹的螺杆）。 总循环式的内循环滚珠螺旋 自转式圆锥滚子螺旋 滚动螺旋传动具有传动效率高、起动力矩小、传动灵敏平稳、工作寿命长等优点。缺点是制造工艺复杂，特别是长螺杆更难保证热处理及磨削工艺质量，刚性和抗振性能较差。 汽车转向器 滚珠丝杠 作业 《机械设计作业集》 5-1~5-6、5-22 、5-25、5-27 （一）降低影响螺栓疲劳强度的应力幅 受轴向变载荷的紧螺栓连接，在最小应力不变的条件下，应力幅越小，则螺栓越不容易发生疲劳破坏，连接的可靠性越高。 当螺栓所受工作拉力在0~F之间变化时，螺栓的总拉力在F0~F2之间变化。 在保持预紧力F0不变的条件下，减小螺栓刚度Cb或增大被连接件刚度Cm ，都可减小总拉力F2的变动范围。 在减小螺栓刚度Cb和增大被连接件刚度Cm的同时，适当增加预紧力F0 ，可使残余预紧力F1不致减小太多或保持不变，从而改善连接的可靠性和紧密性。 改变螺栓受力形式：减少变载和振动； 可采用适当的结构措施来达到减小螺栓刚度或增大被连接件刚度的目的。 （一）降低影响螺栓疲劳强度的应力幅 降低螺栓的刚度 增大被连接件的刚度 （一）降低影响螺栓疲劳强度的应力幅 （一）降低影响螺栓疲劳强度的应力幅 同时采用三种措施 调节螺栓连接刚度的结构 为减小螺栓的刚度，可适当增加螺栓的长度，或采用腰状杆螺栓和空心螺栓，或在螺母下面安装弹性元件 腰状杆螺栓 空心螺栓 安装弹性元件 调节螺栓连接刚度的结构 为增大被连接件的刚度 ，可不用垫片或采用刚度较大的垫片。对于需要保持紧密性的连接，采用刚度较大的金属垫片或密封环较好。 汽缸密封元件 a)软垫片密封 b)密封环密封 （二）改善螺纹牙上载荷分布不均的现象 不论螺栓连接的具体结构如何，螺栓所受的总拉力都是通过螺栓和螺母的螺纹牙面相接触来传递的； 螺栓和螺母的刚度及变形性质不同，即使制造和装配都很精确，各圈螺纹牙上的受力也是不同的； 使各圈螺纹受力均匀：加厚螺母、悬置螺母、内斜螺母、环槽螺母、钢丝螺套； 加厚螺母 螺纹连接受载时螺栓受拉伸，外螺纹的螺距增大；螺母受压缩，内螺纹的螺距减小。约有1/3的载荷集中在第一圈，第八圈以后的螺纹牙几乎不承受载荷。因此，采用螺纹牙圈数过多的加厚螺母，并不能提高连接的强度。 均载螺母 悬置螺母 均载螺母 环槽螺母 内斜螺母 钢丝螺套 （三）减少应力集中的影响 螺栓上的螺纹（特别是螺纹的收尾）、螺栓头和螺栓杆的过渡处以及螺栓横截面积发生变化的部位，都要产生应力集中。为减少应力集中，可采用较大的圆角和卸载结构，或将螺纹收尾改为退刀槽等特殊结构。 在设计、制造和装配上应力求避免螺纹连接产生附加弯曲应力，以免严重降低螺栓的强度。如规定螺母、螺栓头部和被连接件的支承面的加工要求，以及螺纹的精度等级、装配精度等；或采用球面垫圈、带有腰环或细长的螺栓等来保证螺栓连接的装配精度。 减小螺纹应力集中 r=0.2d r≈0.2d r1≈0.15d ; r2≈1.0d ; h≈0.5 a)加大圆角 b)卸载槽 c)卸载过渡结构 避免偏载 （四）采用合理的制造工艺方法 采用冷镦螺栓头部和滚压螺纹的工艺方法，或进行氮化、氰化和喷丸等处理等，都可显著提高螺栓的疲劳强度。 冷镦和滚压工艺不仅可降低应力集中，不切断材料纤维，使金属流线走向合理，而且有冷作硬化的效果，使表层留有残余应力。因而，滚压螺纹比切削螺纹的疲劳强度提高30~40%。如果热处理后再滚压，则可提高70~100%。 K向 h b 220 150 FΣh FΣv FΣ k 280 160 α 例 题 图为固定在钢制立柱上的铸铁托架，已知总载荷FΣ=4800N,其作用线与垂直线的夹角α=50°，底板高h=340mm，宽b=150mm，试设计此螺栓组连接。 §5-9 螺旋传动 （一）螺旋传动的类型和应用 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，主要用于将回转运动转变为直线运动，同时传递运动和动力。 螺旋传动的运动形式有四种： 螺母固定，螺杆转动并移动。螺旋压力机及千斤顶； 螺杆固定，螺母转动并移动。钻床工作台； 螺母转动，螺杆移动。结构复杂，很少用。 螺杆转动，螺母移动。车床丝杠、刀架的移动机构； 螺旋传动的运动方式 螺母固 定，螺 杆转动 并移动 螺杆 转动 螺母 移动 螺母