【文章內(nèi)容簡介】 8 ③ 調(diào)整螺旋用于調(diào)整并固定零件間的相對(duì)位置，一般不經(jīng)常轉(zhuǎn)動(dòng) ，要求能自鎖 ，有時(shí)也要求很高精度，如帶傳動(dòng)張緊裝置、機(jī)床卡盤和精密儀表微調(diào)機(jī)構(gòu)的螺旋等。 本次設(shè)計(jì)的螺旋千斤頂就是運(yùn)用了傳力螺旋這種傳動(dòng)類型。 按照螺旋副摩擦性質(zhì)的不同，螺旋傳動(dòng)又可分為滑動(dòng)摩擦螺旋傳動(dòng)（簡稱滑動(dòng)螺旋）、滾動(dòng)摩擦螺旋傳動(dòng)（簡稱滾動(dòng)螺旋）和靜壓滑動(dòng)螺旋傳 動(dòng)（簡稱靜壓螺旋）。 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng) 又分為普通滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)和靜壓螺旋傳動(dòng)，且 應(yīng)用較廣，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，成本低；易于實(shí)現(xiàn)自鎖；運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。缺點(diǎn)在于當(dāng)?shù)退倩蜻M(jìn)行運(yùn)動(dòng)微調(diào)時(shí)可能出現(xiàn)爬行現(xiàn)象；摩擦阻力大，傳動(dòng)效率低（一般為 30%~50%）；螺紋 （通常采用梯形螺紋和鋸齒形螺紋）有側(cè)向間隙，反向 時(shí)有空行程；磨損較大。廣泛應(yīng)用于機(jī)床的進(jìn)給、分度、定位等機(jī)構(gòu)，如 此次設(shè)計(jì)過程中千斤頂?shù)膫髁β菪?。 滾動(dòng)螺旋也稱滾珠絲杠，其特點(diǎn)是摩擦阻力小，傳動(dòng)效率高（ 90%以上）；運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，低速時(shí)不爬行，啟動(dòng)時(shí)無抖動(dòng)；螺旋副經(jīng)調(diào)整和預(yù) 緊可實(shí)現(xiàn)高精度定位精度和重復(fù)定位精度；傳動(dòng)具有可逆性，如果運(yùn)用于禁止逆轉(zhuǎn)的場合，需要加設(shè)防逆轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；不易摩擦，使用壽命長。缺點(diǎn)為結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難；抗沖擊能力差。應(yīng)用于精密和數(shù)控機(jī)床、測試機(jī)械、儀器的傳動(dòng)和調(diào)整螺旋，車輛、飛機(jī)上的傳動(dòng)螺旋。 滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)特點(diǎn)：傳動(dòng)效率高，傳動(dòng)精度高，起動(dòng)阻力矩小，傳動(dòng)靈活平穩(wěn)，工作壽命長。 滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)應(yīng)用于機(jī)床、汽車、拖拉機(jī)、航空軍工等制造業(yè)。 滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)按滾珠循環(huán)方式分為： 內(nèi)循環(huán)：滾珠始終和螺桿接觸，兩個(gè)封閉循環(huán)回路有兩個(gè)反向器，三個(gè)封閉循環(huán)回路有三個(gè)反向器。特點(diǎn)： 流動(dòng)性好，效率高，經(jīng)向尺寸小。 外循環(huán)：分離，工藝性好，分為螺旋式，插管式，擋珠式 。 靜壓螺旋傳動(dòng)螺桿與螺母被油膜隔開，不直接接觸。具有摩擦阻力小，傳動(dòng)效率高（達(dá) 99%）；螺母的結(jié)構(gòu)復(fù)雜；運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，無爬行現(xiàn)象；傳動(dòng)具有可逆性（不需要時(shí)應(yīng)加設(shè)防逆轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)）；反向時(shí)無空行程，定位精度高，軸向剛力大；磨損小，壽命長等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)為結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造較難，需要一套壓力穩(wěn)定，供油系統(tǒng)要求高。應(yīng)用于精密機(jī)床的進(jìn)給、分度機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)螺旋。 9 在螺旋傳動(dòng)中，結(jié)構(gòu)最簡單應(yīng)用最廣泛的是滑動(dòng)螺旋，滑動(dòng)螺旋副工作時(shí)，主要承受轉(zhuǎn)矩和軸向拉力（或壓力）的作用，由于螺桿和螺母的旋合螺紋間存在著較大的相對(duì)滑動(dòng)，因此，其主要失效形式是螺紋牙破損?；瑒?dòng)螺旋的基本尺寸通常根據(jù)耐磨條件確定。對(duì)于傳力螺旋還應(yīng)校核螺桿危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度；對(duì)于青銅或鑄鐵螺母以及承受重載的調(diào)整螺旋應(yīng)校核其自鎖性；對(duì)于精度傳動(dòng)螺旋應(yīng)該校核螺桿的剛度；對(duì)于受壓螺桿，當(dāng)其長徑比很大時(shí)，應(yīng)校核其穩(wěn)定性；對(duì)于高速長螺桿，應(yīng)校核其臨界轉(zhuǎn)速；要求自鎖時(shí)，多采用單線螺紋，要求高效時(shí)，多采用多線螺紋。 （ 1） 一般螺旋機(jī)構(gòu)的計(jì)算 一般螺旋機(jī)構(gòu)當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)Ψ角（ rad）時(shí)，螺母軸向移動(dòng)的位 移 L（ mm）為 : L=SΨ /2π （式 ） 則式中 S為螺旋線導(dǎo)程（ mm）。 如 果螺桿的轉(zhuǎn)速為 n(r/min)時(shí)，則螺母移動(dòng)速度 v(mm/s)為 : V=Sn/60 （式 ） （ 2） 差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)與復(fù)式螺旋機(jī)構(gòu)的計(jì)算 1機(jī)架 2螺桿 3螺母 4導(dǎo)向桿 圖 差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu) 10 上 圖的螺旋機(jī)構(gòu)中，螺桿 1 上有 A、 B 兩段螺旋， A 段螺 旋導(dǎo)程為 SA（ mm）， B段螺旋導(dǎo)程為 SB（ mm），兩者旋向相同，則當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)Ψ角（ rad）時(shí)，螺母軸向移動(dòng)的位移 L（ mm）為 ： L=（ SASB）Ψ /2π （式 ） 如 果 螺桿的轉(zhuǎn)速為 n(r/min)時(shí) ，則螺母移動(dòng)速度 v(mm/s)為 ： L=（ SASB） n/60 （式 ） 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 （式 ） 移動(dòng)速度為 ： V＝ （ SASB） n/60 （式 ） 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 。 滑動(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(duì)滑動(dòng)?；瑒?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(duì)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(duì)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 11 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。 表 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 耐磨性計(jì)算尚無完 善的計(jì)算方法，目前是通過限制螺紋副接觸面上的壓強(qiáng)ｐ作為計(jì)算條件，其校核公式為 ： P＝ z2 hd/FA/F ?? ≤ [P] （式 ） 式中， F 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)。 12 表 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 /(m min1) 許用壓強(qiáng) /MPa 鋼對(duì)青銅 低速 6~12 15 18~25 11~18 7~10 1~2 鋼 耐磨鑄鐵 6~12 6~8 鋼 灰鑄鐵 6~12 13~18 4~7 鋼 鋼 低速 ~13 淬火鋼 青銅 6~12 10~13 注： 248。， [p]可提高 20%；螺母為剖分式時(shí)， [p]應(yīng)降低 15%20%。 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≥ h[P]FP/?? （式 ） 對(duì)矩形、梯形螺紋， h=，則： d2≥ ][/ pF ? （式 ） 對(duì)鋸齒形螺紋， h=，則