機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 課件 模塊三、項(xiàng)目二螺旋機(jī)構(gòu)的認(rèn)知

《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》——模塊三：間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與螺旋機(jī)構(gòu)的認(rèn)知主講教師：楊紅項(xiàng)目二螺旋機(jī)構(gòu)的認(rèn)知

機(jī)器要完成預(yù)定功能，往往需要多種類型的機(jī)構(gòu)配合運(yùn)動(dòng)才能實(shí)現(xiàn)，如牛頭刨床中自動(dòng)進(jìn)給機(jī)構(gòu)，如圖3-2-1所示。工作臺(tái)帶動(dòng)工件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)給，需要棘輪機(jī)構(gòu)和螺旋機(jī)構(gòu)配合運(yùn)動(dòng)才能完成。這里絲杠１、工作臺(tái)２及機(jī)床床身３便組成了螺旋機(jī)構(gòu)。本項(xiàng)目主要學(xué)習(xí)螺紋參數(shù)和螺旋機(jī)構(gòu)的相關(guān)知識(shí)。項(xiàng)目導(dǎo)入【任務(wù)描述】單線梯形絲杠傳動(dòng)，螺距為６ｍｍ，試計(jì)算：欲使螺母移動(dòng)２ｍｍ，絲杠應(yīng)轉(zhuǎn)多少轉(zhuǎn)？任務(wù)認(rèn)識(shí)螺旋機(jī)構(gòu)一、螺紋的基本知識(shí)二、螺紋的參數(shù)三、螺旋機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)四、螺旋機(jī)構(gòu)的類型【知識(shí)導(dǎo)航】任務(wù)認(rèn)識(shí)螺旋機(jī)構(gòu)一、螺紋的基本知識(shí)任務(wù)認(rèn)識(shí)螺旋機(jī)構(gòu)根據(jù)刀具的形狀分為三角形、梯形、矩形和鋸齒形螺紋等。根據(jù)螺紋的旋向，可分為左旋螺紋和右旋螺紋。根據(jù)螺紋所處位置，可分為內(nèi)螺紋和外螺紋。二、螺紋的參數(shù)任務(wù)認(rèn)識(shí)螺旋機(jī)構(gòu)(1)大徑d

與外螺紋牙頂(或內(nèi)螺紋牙底)相重合的假想圓柱體的直徑。(2)小徑d1

與外螺紋牙底(或內(nèi)螺紋牙頂)相重合的假想圓柱體的直徑。(3)中徑d2

也是一個(gè)假想圓柱的直徑，該圓柱的母線上牙型溝槽和凸起寬度相等。(4)螺距P

相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離。(5)導(dǎo)程ll=nP同一條螺旋線上的相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距P(6)螺紋升角ψ

中徑d2圓柱上，螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面的夾角tgψ=πd2

nP

二、螺紋的參數(shù)任務(wù)認(rèn)識(shí)螺旋機(jī)構(gòu)(7)牙型角α

軸向截面內(nèi)螺紋牙型相鄰兩側(cè)邊的夾角。牙型側(cè)邊與螺紋軸線的垂線間的夾角稱為牙型斜角β。牙型角越大,則螺紋的當(dāng)量摩擦系數(shù)越大，因此螺紋的自鎖性能越好，而傳動(dòng)效率越低。所以，用作聯(lián)接螺紋時(shí)，一般采用三角形；而螺旋傳動(dòng)中多采用矩形、梯形和鋸齒形螺紋。其中鋸齒形螺紋只能承受單方向的軸向載荷。三、螺旋機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)任務(wù)認(rèn)識(shí)螺旋機(jī)構(gòu)

螺旋機(jī)構(gòu)由螺桿、螺母和機(jī)架組成。螺旋機(jī)構(gòu)一般采用右旋螺紋，特殊情況下也采用左旋螺紋。螺旋機(jī)構(gòu)具有如下特點(diǎn)：1.可以轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)

螺旋機(jī)構(gòu)是利用螺桿與螺母之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，同時(shí)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。

移動(dòng)方向則與螺紋旋向有關(guān)，若螺紋為右旋螺紋，則用左手定則，即左手握住螺桿的軸線，四指彎曲方向表示螺桿旋轉(zhuǎn)方向，大拇指指向?yàn)槁菽赶鄬?duì)螺桿的移動(dòng)方向；若螺紋為左旋螺紋，可用右手定則，其判別方法相同。n為螺桿（或螺母）回轉(zhuǎn)速度（r/min）v為螺母（或螺桿）移動(dòng)的速度（mm/s）S為螺紋導(dǎo)程ｍｍ。當(dāng)螺桿（或螺母）轉(zhuǎn)過(guò)角φ（rad）時(shí)，螺母（或螺桿）將軸向移動(dòng)一距離x，其值為三、螺旋機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)任務(wù)認(rèn)識(shí)螺旋機(jī)構(gòu)２.具有增力特性用螺旋機(jī)構(gòu)作增力機(jī)構(gòu)時(shí)，只要在螺桿或螺母上作用不大的轉(zhuǎn)矩就會(huì)產(chǎn)生很大的推力，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)平穩(wěn)，如圖3-2-6所示的螺旋千斤頂。３.具有自鎖性一般螺旋機(jī)構(gòu)只要滿足螺紋升角ψ小于摩擦角ρ，便具有自鎖性能，不需另加制動(dòng)裝置。４.傳動(dòng)效率較低螺旋機(jī)構(gòu)傳動(dòng)時(shí)，螺母與螺桿之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為滑動(dòng)摩擦，摩擦阻力大，磨損嚴(yán)重，因而傳動(dòng)效率低，特別是自鎖螺旋機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率都低于50％。四、螺旋機(jī)構(gòu)的類型任務(wù)認(rèn)識(shí)螺旋機(jī)構(gòu)１.滑動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)（１）按螺旋機(jī)構(gòu)傳動(dòng)的用途分。①傳力螺旋：利用螺旋機(jī)構(gòu)傳動(dòng)的增力特點(diǎn)，以傳遞動(dòng)力為主，用于低速回轉(zhuǎn)、間歇工作、要求自鎖的場(chǎng)合，如螺旋千斤頂、螺旋壓力機(jī)等。②傳導(dǎo)螺旋：利用螺旋機(jī)構(gòu)傳動(dòng)均勻、平穩(wěn)、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，以傳遞運(yùn)動(dòng)為主，用于高速回轉(zhuǎn)、連續(xù)工作，且要求高效率、高精度的場(chǎng)合。③調(diào)整螺旋：利用螺旋機(jī)構(gòu)傳動(dòng)減速比大的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)螺桿與螺母間的微小位移，用以調(diào)整并固定零件或部件之間的相對(duì)位置。調(diào)整螺旋不經(jīng)常轉(zhuǎn)動(dòng)，一般在空載下進(jìn)行調(diào)整。四、螺旋機(jī)構(gòu)的類型任務(wù)認(rèn)識(shí)螺旋機(jī)構(gòu)（２）按螺旋機(jī)構(gòu)傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式分。①普通螺旋機(jī)構(gòu)：它有兩種運(yùn)動(dòng)形式———螺母固定，螺桿旋轉(zhuǎn)并軸向移動(dòng)，如圖3-2-9（ａ）所示；螺桿旋轉(zhuǎn)，螺母軸向運(yùn)動(dòng)，如圖3-2-9（ｂ）所示。四、螺旋機(jī)構(gòu)的類型任務(wù)認(rèn)識(shí)螺旋機(jī)構(gòu)②雙螺旋機(jī)構(gòu)：雙螺旋機(jī)構(gòu)是在同一螺桿上左、右兩端有兩段螺紋，如圖3-2-10所示。螺桿3上有不同導(dǎo)程S1、S2，分別與螺母1、2組成的雙螺旋機(jī)構(gòu)。其中螺母1與機(jī)架固定，螺母2可相對(duì)機(jī)架移動(dòng)。雙螺旋機(jī)構(gòu)按兩螺紋旋向相同或不同又可分為兩種：ａ．差（微）動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)ｂ．復(fù)式螺旋機(jī)構(gòu)任務(wù)認(rèn)識(shí)螺旋機(jī)構(gòu)ａ.差（微）動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu):這種雙螺旋機(jī)構(gòu)的兩螺旋線旋向相同?？蓜?dòng)螺母的移動(dòng)距離x與螺桿的轉(zhuǎn)角φ的關(guān)系為：當(dāng)S1和S2相差很小時(shí)，則x也很小，可實(shí)現(xiàn)螺桿轉(zhuǎn)角較大而可動(dòng)螺母只做微量移動(dòng)的傳動(dòng)方式。常用于測(cè)微計(jì)、分度機(jī)構(gòu)及測(cè)量?jī)x器（如千分尺）或微調(diào)機(jī)構(gòu)中。圖3-2-11所示為鏜刀微調(diào)螺旋機(jī)構(gòu)。ｂ.復(fù)式螺旋機(jī)構(gòu)：雙螺旋機(jī)構(gòu)中，當(dāng)兩螺旋線旋向相反時(shí)，可動(dòng)螺母移動(dòng)距離S與螺桿３的轉(zhuǎn)角φ的關(guān)系為：因?yàn)閺?fù)式螺旋機(jī)構(gòu)的位移與（S1＋S2）成正比，可實(shí)現(xiàn)快速移動(dòng)，所以可用在快速夾緊或快速放松的定心夾具中或張緊裝置中，如臺(tái)虎鉗和鋼索張緊裝置（見(jiàn)圖3-2-12）。任務(wù)認(rèn)識(shí)螺旋機(jī)構(gòu)２.滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)

滑動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)摩擦大、效率低，為了克服以上弊端，人們?cè)诼輻U與螺母之間設(shè)置了封閉的滾道，在滾道間填充鋼珠，使螺旋副的滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，從而大大減少摩擦磨損，提高了效率，這種螺旋機(jī)構(gòu)稱為滾動(dòng)螺旋