《机械设计基础》课件第7章.ppt

螺旋传动也可用以调整零件的相互位置，有时兼有几种作用。其应用很广，如螺旋千斤顶(见图7-23)、螺旋丝杠、螺旋压力机等。图7-23螺旋起重器7.5.3滚动螺旋传动简介滚动螺旋可分为滚子螺旋和滚珠螺旋两类。由于滚子螺旋的制造工艺复杂，所以应用较少，下面简要介绍滚珠螺旋传动。滚珠螺旋传动的结构如图7-24所示。当螺杆或螺母回转时，滚珠依次沿螺纹滚动;借助于导向装置将滚珠导入返回轨道，然后再进入工作轨道;如此往复循环，使滚珠形成一个闭合循环回路。其方式分外循环和内循环，前者的导路为一导管，后者的导路为每圈螺纹中含有一反向器，滚珠在本圈内运动。外循环加工方便，但径向尺寸较大。螺母螺纹以3～5圈为宜，过多则受力不均，并不能提高承载能力。图7-24滚动螺旋传动(内循环式)滚珠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，目前在机车、汽车、航空等制造业应用很广。其缺点是制造工艺复杂，成本高。7.5.4静压螺旋传动简介静压螺旋传动的工作原理如图7-25(a)所示，压力油经节流器进入内螺纹牙两侧的油腔，然后经回油通路流回油箱。当螺杆不受力时，处于中间位置，而牙两侧的间隙和油腔压力相等。当螺杆受轴向力Fa左移时，间隙h1减小，h2增大，使牙左侧压力大于右侧，从而产生一平衡Fa的液压力。在图7-25(b)中，如果每一螺纹牙侧开三个油腔，则当螺杆受径向力Fr下移时，油腔A侧的间隙减小，压力增高，B侧和C侧的间隙增大，压力降低，从而产生一平衡Fr的液压力。当螺杆受弯曲力矩时，也具有平衡能力。图7-25静压螺旋传动的工作原理示意图思考题和习题7-1常用螺纹牙型有哪几种?试说明各类螺纹的特点和用途。7-2联接螺纹都是自锁的，为何螺纹联接中大多数联接仍采用防松措施？说明各种防松方法的原理和常用结构。7-3螺纹联接有哪几种形式？其结构和应用场合各有何不同？7-4螺栓的主要失效形式有哪些？在单个螺栓的强度计算中，对于各种不同类型的联接都是根据哪种失效形式计算其强度条件的？7-5何为粗牙螺纹、细牙螺纹？应用场合各有什么不同？7-6如图7-26所示，某机构上拉杆的端部采用粗牙普通螺纹联接。已知拉杆所受最大拉力F=10kN，载荷可以看做是静载，拉杆材料为Q235钢，试确定该拉杆螺纹的小径d1。图7-26习题6图7-7如图7-27所示的凸缘联轴器，允许传递的最大转矩T为1500N·m(静载)，材料为HT250。联轴器用4个M16铰制孔螺栓联成一体，螺栓材料为35钢。试选取合适的螺栓长度，并校核其剪切和挤压强度。图7-27习题7图当螺栓被拧紧时，螺栓危险截面上同时受到由预紧力F′引起的拉应力σ和由螺纹力矩T引起的扭剪应力τT。根据第四强度理论，螺栓的强度条件为(7-10)对于M10~M68的普通螺纹，有由此可见，扭应力对强度的影响，相当于将预紧力F′引起的拉应力σ增大30%，故强度条件为(7-11)式中：F′——螺栓的预紧力(N);［σ］——螺栓的许用切应力(MPa)，见表7-6。3.既受预紧力又受工作载荷作用螺栓的强度计算图7-19为气缸上的螺栓联接，在螺栓拧紧后，又受到轴向工作载荷作用。现取螺栓组中的一个螺栓来分析其受力情况，如图7-20所示。图7-19既受预紧力又受工作载荷作用的螺栓联接图7-20螺栓与被联接件的受力与变形图7-20(a)所示为螺母刚好与被联接件接触但尚未拧紧。图7-20(b)所示为螺母被拧紧，螺栓受到预紧力F′的作用，伸长量为δ1；被联接件在预紧力F′的作用下，压缩量为δ2。图7-20(c)所示为气缸充气以后，螺栓又受到工作载荷F的作用，这时螺栓所受的拉力由F′增至F0，伸长量由δ1增加到δ1+Δδ，Δδ为螺栓伸长增量。由于螺栓的伸长，被联接件被放松，其压缩量由δ2减至δ2-Δδ，所受压力也由F′减至F″，F″称为剩余预紧力。所以螺栓的总拉力为F0=F+F″(7-12)随着工作载荷F的增加，剩余预紧力F″减小。当工作载荷增大到一定程度时，剩余预紧力F″等于零，这时被联接件间将会出现缝隙，如图7-20(d)所示，这是螺栓联接中不允许出现的情况。为保证联接的紧密性，必须维持一定的剩余预紧力。剩余预紧力F″的大小可按表7-2选取。表7-2剩余预紧力F″考虑到螺栓联接在总拉力F0的作用下，可能再被补充拧紧，此时同时有F0引起的正应力和拧紧力矩引起的扭剪应力，故螺栓的强度条件为(7-13)式中:［σ］——螺栓的许