【文章內(nèi)容簡介】 轉(zhuǎn)速為n(r/min)時(shí)，則螺母移動(dòng)速度v(mm/s)為： V=（SASB）n/60 (機(jī)械原理第七版) () 由上式可知：當(dāng)A、B兩螺旋的導(dǎo)程SA、SB接近時(shí)，螺母可得到微小位移，這種螺旋機(jī)構(gòu)稱為差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)（又稱微動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)），常用于分度機(jī)構(gòu)、測微機(jī)構(gòu)等。如果兩螺旋的旋向相反，則螺母軸向移動(dòng)的位移L為：L=（SASB）Ψ/2π (機(jī)械原理第七版) () 移動(dòng)速度為： V＝（SASB）n/60 (機(jī)械原理第七版) () 這種螺旋機(jī)構(gòu)稱為復(fù)式螺旋機(jī)構(gòu)，適合于快速靠近或離開的場合?；瑒?dòng)螺旋傳動(dòng)工作時(shí)，螺桿和螺母主要承受轉(zhuǎn)矩和軸向載荷（拉力或壓力）的作用，同時(shí)在螺桿和螺母的旋合螺紋間有較大的相對滑動(dòng)。滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的主要失效形式是螺紋磨損。因此，通常根據(jù)螺旋副的耐磨性條件，計(jì)算螺桿中徑及螺母高度，并參照螺紋標(biāo)準(zhǔn)確定螺旋的主要參數(shù)和尺寸，然后再對可能發(fā)生的其他失效逐一進(jìn)行校核。滑動(dòng)螺旋的結(jié)構(gòu)包括螺桿、螺母的結(jié)構(gòu)形式及其固定和支承結(jié)構(gòu)形式。螺旋傳動(dòng)的工作剛度與精度等和支承結(jié)構(gòu)有直接關(guān)系，當(dāng)螺桿短而粗且垂直布置時(shí)，如起重及加壓裝置的傳力螺旋，可以采用螺母本身作為支承的結(jié)構(gòu)。當(dāng)螺桿細(xì)長且水平布置時(shí)，如機(jī)床的傳導(dǎo)螺旋（絲杠）等，應(yīng)在螺桿兩端或中間附加支承，以提高螺桿工作剛度。螺母結(jié)構(gòu)有整體螺母、組合螺母和剖分螺母等形式。整體螺母結(jié)構(gòu)簡單，但由磨損而產(chǎn)生的軸向間隙不能補(bǔ)償，只適合在精度要求較低的場合中使用。對于經(jīng)常雙向傳動(dòng)的傳導(dǎo)螺旋，為了消除軸向間隙并補(bǔ)償旋合螺紋的磨損，通常采用組合螺母或剖分螺母結(jié)構(gòu)。利用螺釘可使斜塊將其兩側(cè)的螺母擠緊，減小螺紋副的間隙，提高傳動(dòng)精度。傳動(dòng)用螺桿的螺紋一般采用右旋結(jié)構(gòu)，只有在特殊情況下采用左旋螺紋。螺桿和螺母材料應(yīng)具有較高的耐磨性、足夠的強(qiáng)度和良好的工藝性。 螺桿與螺母常用的材料螺紋副材料應(yīng)用場合螺桿Q235 Q275 45 50輕載、低速傳動(dòng)。材料不熱處理40Gr 65Mn 20GrMnTi重載、較高速。材料需經(jīng)熱處理，以提高耐磨性9Mn2V GrWMn 38GrMoAl精密傳導(dǎo)螺旋傳動(dòng)。材料需經(jīng)熱處理螺母ZcuSn10P1 ZcuSn5Pb5Zn5一般傳動(dòng)ZcuAL10Fe3 ZcuZn25AL6Fe3Mn重載、低速傳動(dòng)。尺寸較小或輕載高速傳動(dòng)，螺母可采用鋼或鑄鐵制造，內(nèi)空澆鑄巴士合金或青銅磨損多發(fā)生在螺母，把螺紋牙展直后相當(dāng)于一根懸臂梁。耐磨性的計(jì)算在于限制螺紋副的壓強(qiáng)P，其校核公式為： P＝=Fp/πd2hH≤[P] (機(jī)械設(shè)計(jì)第四版) () 式中，F(xiàn)為軸向工作載荷（N）；A為螺紋工作表面投影到垂直于軸向力的平面上的面積（mm178。）；d2為螺紋中徑(mm)；p為螺距(mm)；h為螺紋工作高度(mm)，矩形與梯形螺紋的工作高度h=,鋸齒形螺紋高度h=；z=H/p為螺紋工作圈數(shù)，H為螺紋高度(mm)，[p]為許用壓強(qiáng)(MPa)。為便于推導(dǎo)設(shè)計(jì)公式，令248。 =H/d2，代入整理后得螺紋中徑的設(shè)計(jì)公式為：d2≥ (機(jī)械設(shè)計(jì)第四版) （） 對矩形、梯形螺紋，h=，則：d2≥ (機(jī)械設(shè)計(jì)第四版) （）對鋸齒形螺紋，h=，則 d2≥ (機(jī)械設(shè)計(jì)第四版) （） 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的許用壓強(qiáng)螺紋副材料滑動(dòng)副速度/(mmin1)許用壓強(qiáng)/MPa鋼對青銅低速6~121518~2511~187~101~2鋼耐磨鑄鐵6~126~8鋼灰鑄鐵6~1213~184~7鋼鋼低速~13 淬火鋼青銅6~1210~13注：248。，[p]可提高20%；螺母為剖分式時(shí)，[p]應(yīng)降低15%20%。248。值根據(jù)螺母的結(jié)構(gòu)選取。對于整體式螺母，磨損后間隙不能調(diào)整，通常用于輕載或精度要求低的場合，為使受力分布均勻，螺紋工作圈數(shù)不宜過多，宜取248。=～；對于剖分式螺母或螺母兼作支承而受力較大，可取248。=～；傳動(dòng)精度高或要求壽命長時(shí)，允許248。=4。根據(jù)公式計(jì)算出螺紋中徑d2后，按國家標(biāo)準(zhǔn)選取螺紋的公稱直徑d和螺距p。由于旋合各圈螺紋牙受力不均，故z不宜大于10。螺紋牙多發(fā)生剪切與彎曲破壞。由于一般情況下螺母材料的強(qiáng)度比螺桿低，因此只需校核螺母螺紋牙的強(qiáng)度。假設(shè)載荷集中作用在螺紋中徑上，可將螺母螺紋牙視為大徑D處展開的懸臂梁，螺紋牙根部的彎曲強(qiáng)度校核公式為： = 3Fh/πDb178。z≤[] (機(jī)械設(shè)計(jì)第四版) （） 剪切強(qiáng)度校核公式為： τ=F/πDbz≤[τ] (機(jī)械設(shè)計(jì)第四版) () 式中D為螺母螺紋的大徑(mm)；b為螺母螺紋牙底寬度(mm)；可由國家標(biāo)準(zhǔn)查得，也可取矩形螺紋b=，梯形螺紋b=，鋸齒形螺紋b=；[] 、[τ]分別為螺母螺紋牙的許用彎曲應(yīng)力和許用切應(yīng)力(MPa)。 滑動(dòng)螺旋副材料的許用應(yīng)力項(xiàng) 目許用應(yīng)力/ MPa鋼制螺桿[σ]=σS/3~5 σS為材料的屈服極限/ MPa螺 母材料許用彎曲應(yīng)力[σb]許用切應(yīng)力[τ]青銅40~6030~40耐磨鑄鐵50~6040鑄鐵45~5540鋼（~）[σ][σ]注：靜載荷許用應(yīng)力取大值。若螺桿與螺母的材料相同，由于螺桿螺紋的小徑d1小于螺母螺紋的大徑D，故應(yīng)校核螺桿螺紋牙的強(qiáng)度，這時(shí)公式中的D應(yīng)改為d1。螺桿受軸向力F及轉(zhuǎn)矩T的作用，危險(xiǎn)截面上受拉（壓）應(yīng)力σ和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力τ。根據(jù)第四強(qiáng)度理論，螺桿危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度校核公式為： = (機(jī)械設(shè)計(jì)第四版) () 式中d1為螺桿螺紋的小徑（mm）；[σ]為螺桿材料的許用應(yīng)力（MPa），T為螺桿所受轉(zhuǎn)矩(Nm)T=；對于長徑比大的受壓螺桿，當(dāng)軸向力F超過某一臨界載荷FC時(shí)，螺桿可能會(huì)突然產(chǎn)生側(cè)向彎曲而喪失穩(wěn)定。因此，對細(xì)長螺紋應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性校核。螺桿的穩(wěn)定性條件為： (機(jī)械設(shè)計(jì)第四版)（）式中S為穩(wěn)定性安全系數(shù)，對于傳力螺旋取S=～5；對于傳導(dǎo)螺旋取S=～4；對于精密螺桿或水平螺桿取S4。臨界載荷FC與螺桿的柔度γ及材料有關(guān)，根據(jù)Υ=的大小選用不同的公式計(jì)算。 長度系數(shù)μ的選擇螺桿端部結(jié)構(gòu)μ兩端固定一端固定，一端不完全固定一端固定，一端自由（如千斤頂）2一端固定，一端鉸支（如壓力機(jī)）兩端鉸支（如傳導(dǎo)螺桿）1注：用下列辦法確定螺桿端部的支撐情況：采用滑動(dòng)支承時(shí)：lo為支承長度，do為支承孔直徑，lo/do；lo/do=～3不完全固定；lo/do3固定。采用滾動(dòng)支承時(shí)：只有徑向約束時(shí)為鉸支；徑向和軸向都有約束為固定。當(dāng)Υ≥85～90時(shí)，根據(jù)歐拉公式計(jì)算，即： （）當(dāng)Υ85～90時(shí)；對σb≥380MPa的碳素鋼（如Q23Q275）Fc=(304/) （）當(dāng)Υ85～90時(shí)，對σb≥470MPa的優(yōu)質(zhì)碳素鋼（如3545）Fc=(461/)