1、1 第6講 螺旋傳動 學習目標及考綱要求 1熟悉螺紋的種類、應用和主要參數，正確識讀螺紋標記。 2了解螺旋傳動應用形式，掌握差動螺旋傳動移距的計算方法。 知識梳理 一、螺紋的形成和種類 1 螺紋是在圓柱表面或圓錐表面，沿螺旋線所形成具有規定牙型的連續凸起或凹溝。 2 螺紋的種類（見表 1-6-1 ） 表 1-6-1 分類方法 分類 備注 土按十仃工面分類 外螺紋 圓柱或圓錐外表面上形成的螺紋 。 按加工表面分類 內螺紋 圓柱或圓錐內表面上形成的螺紋 。 按旋向分類 右旋螺紋 順時針旋入的螺紋 。 左旋螺紋 逆時針旋入的螺紋 。 按線數分類 單線螺紋 單線螺紋是沿一條螺旋線形成的螺紋。 多線螺紋

2、 多線螺紋是沿兩條或兩條以上的螺旋線形成的螺紋。 按螺紋牙型分類 三角形螺紋 梯形螺紋 鋸齒形螺紋 矩形螺紋 按用途分類 連接螺紋 起到連接作用。 傳動螺紋 起到傳遞運動和動力作用。 、螺紋的應用 1 連接螺紋 （1）普通螺紋（牙型角 a為60）（見表1-6-2 ） 表 1-6-2 普通螺紋種類 應用特點 粗牙普通螺紋 一般連接用粗牙螺紋。 細牙普通螺紋 細牙普通螺紋用于薄壁零件或使用粗牙對零件強度影響較大的零件，也 用于承受沖擊、振動或交變載荷的連接和微調裝置。細牙螺紋與粗牙螺 紋相比，自鎖性更好，對螺紋零件強度削弱較小，缺點是細牙螺紋容易 滑扣。 （2）管螺紋（牙型角 a為55）（見表1-

3、6-3 ） 表 1-6-3 管螺紋種類 特點 應用 非螺紋密封 的管螺紋 其內、外螺紋都是圓柱螺紋，連接本身不 具有密封性能。 多用于水、油、氣的管路以及 電器管路系統的聯接中。 用螺紋密封 的管螺紋 圓錐內螺紋與圓錐外螺紋連接， 圓柱內螺 紋與圓錐外螺紋連接，這兩種連接本身具 有一定的密封性能。 適用于管子、管接頭、旋塞、 閥門和其他螺紋聯結附件， 多 用于高溫、高壓和潤滑系統。 2 2 傳動螺紋（見表 1-6-4 ） 表 1-6-4 種類 牙型 特點及應用 梯形螺紋 牙型為等腰梯形，牙型角 a =30=30 圖中D,d D,d 內、外螺紋大徑（公稱直徑） D D2,d,d2 內、外螺紋中徑

4、 D Di ,d,di 內、外螺紋小徑 P P螺距 H H原始三角形高度 H Hi 基本牙型高度 牙根強度高，對中性好，傳 動精度高，加工工藝性好， 與矩形螺紋相比， 效率略低, 廣泛應用于各種傳遞運動和 力的螺旋機構中。 鋸齒形螺 紋 側角為 3030 圖中 D,d D,d 內、外螺紋大徑（公稱直徑） D D2,d,d2 內、外螺紋中徑 D Di ,d,di 內、外螺紋小徑 P P螺距 H H原始三角形高 H Hi,h,hi 內、外螺紋牙型高度 綜合梯形螺紋牙根強度高和 矩形螺紋傳動效率高的優 點，外螺紋牙根有相當大圓 角，以減小應力集中。廣泛 用于單向受力的傳動機構。 3 牙型為矩形，牙型

5、角為 0 0,牙寬等于螺距的一半矩形螺紋 F MP4 矩形螺紋尚未標準化，牙根 強度低，對中精度低，磨損 后難于補償和修復，但傳動 效率高，主要用于傳力機構。 4 三、普通螺紋主要參數（見表 1-6-5 ） 表 1-6-5 參數名稱 參數定義 備 注 大徑（D, d） 與外螺紋牙頂或內螺紋牙底相重合的假想 圓柱的直徑。 一般規定為螺紋公稱直徑。 小徑（D,dJ 與外螺紋牙底或內螺紋牙頂相重合的假想 圓柱的直徑。 5 D(d=D ( d ) 2 江一 H 8 ， H =0.866P。 中徑（D2, d2） 是一個假想圓柱的直徑， 該圓柱母線通過牙 型上溝槽和凸起相等。 3 D2( d2)=D (

6、 d ) - 2 江一 H 8 ， H =0.866P。 螺距（P） 螺距是相鄰兩牙中徑線上對應點之間的軸 向距離。 導程（Ph） 指同一條螺旋線上相鄰兩牙中徑線上對應 點之間的軸向距離。 與螺距的關系是：Ph =nP;單 線螺紋n=1，螺距等于導程。 牙型角（a ） 是指螺紋牙型上相鄰兩牙側間的夾角， 普通 螺紋牙型角為60 。 螺紋牙型上牙側與螺紋軸線 垂直平面間的夾角稱為牙側 角。 螺紋升角（0 ） 螺紋升角又稱導程角，是指螺紋中徑圓柱 上，螺旋線切線與垂直于螺紋軸線的平面間 的夾角。 螺紋升角越小，自鎖性越好； 螺紋升角越大，自鎖性越差， 傳動效率越高。 四、螺紋的標記 1 普通螺紋標

7、記（見表 1-6-6 ） 表 1-6-6 普通螺紋標記 標記要求 螺紋代號 螺紋特征代號 螺紋特征代號M 公稱直徑 大徑 螺距 細牙普通螺紋公稱直徑X螺距表示，粗牙普通螺紋不標螺距 旋向 左旋螺紋在螺紋代號之后加注“ LH ”字，右旋不標 公差帶 代號 中徑公差帶代號 公差帶代號由表示公差等級的數子和表示基本偏差的子母組 成，大寫字母用于表示內螺紋，小寫字母用于表示外螺紋。 前者表示中徑公差帶代號，后者表示頂徑公差帶代號。如果 中徑公差帶代號和頂徑公差帶代號相同，則只標注一個公差 帶代號。 頂徑公差帶代號 旋合長度 代號 長旋合長度L 使用中等旋合長度不標注其代號，特殊需要可注出旋合長度 的數

8、值。 中等旋合長度N 短旋合長度S 螺紋副標注：內、外螺紋基本參數完全相冋才能旋合在一起組成螺紋副， 其標注與螺紋標注 基本相冋，但需冋時注出內、外螺紋公差帶代號，并用“/”分開，左邊表示內螺紋公差帶 代號，右邊表示外螺紋公差帶代號。如： M12 6H/6g。 5 螺紋連接類型 圖例 螺栓連接 特點及應用 普通螺栓連接：螺栓與孔 壁有間隙，孔的加工精度較低, 裝拆方便，廣泛用于承受軸向 載荷，兩連接件較薄，易制成 通孔，能從兩邊進行安裝的場 合； 鉸制孔連接：螺栓與被連 接件鉸制孔采用過渡配合，孔 需精制，用于承受橫向載荷或 需精確固定被連接件相互位置 的場合 2 管螺紋標記（見表 1-6-7

9、 ） 表 1-6-7 管螺紋標記 標記要求 用螺紋 密封管 螺紋 特征代號 Rc圓錐內螺紋，Rp圓柱內螺紋，R圓錐外螺紋 尺寸代號 單位為英寸，不是 mm。 旋向 右旋螺紋不標注，左旋螺紋在尺寸代號之后標注“ LH ”。 非螺紋 密封管 螺紋 特征代號: 特征代號用G表示。 尺寸代號 單位為英寸，不是 mm。 公差等級代號 公差等級代號，外螺紋有 A、B兩種，內螺紋只有一種不標記。 旋向 右旋螺紋不標注，左旋螺紋在尺寸代號之后標注“ LH ”。 螺紋副標注：內、外螺紋裝配在一起，其標記用 / 分開，左邊表示內螺紋，右邊表示外 11 3 3 螺紋，例如：G1-/ G1-B LH、Rc1-/ R2

10、 1LH。 2 2 4 4 3.普通螺紋標記（見表 1-6-8 ） 表 1-6-8 普通螺紋標記 標記要求 螺紋代號 螺紋特征代號 螺紋特征代號Tr 公稱直徑 大徑 導程（P螺距） 單線梯形螺紋：X螺距，多線螺紋代號：X導程（ P螺距）。 旋向 左旋螺紋在螺紋代號之后加注“ LH ”字，右旋不標 公差帶 代號 中徑公差帶代號 由表示公差等級的數子和表示基本偏差的子母組成，小與子 母表示外螺紋，大寫字母表示內螺紋。 旋合長度 代號 長旋合長度L 中等旋合長度N 使用中等旋合長度不標注其代號，特殊需要可注出旋合長度 的數值。 螺紋副標注：配在一起的螺旋副需同時標注內、外螺紋公差帶代號且用“/”分開

11、，斜線左 邊表示內螺紋公差帶代號， 斜線右邊表示外螺紋公差帶代號。 例如：Tr36X 12（P6） 6H/6e。 四、螺紋連接預緊和防松方法 1 螺紋連接的主要類型（見表 1-6-9） 表 1-6-9 6 7 2 螺紋連接的防松 在靜載荷作用下或溫度變化不大的情況下， 螺紋連接不會松脫，這種性能稱為螺紋的自 鎖性。螺紋自鎖性條件是螺紋升角小于螺紋副材料當量摩擦角。對在沖擊、 振動、變載荷作 用下，或工作溫度變化較大的螺紋連接，必須采取有效的防松措施。 （見表1-6-10 ） 表 1-6-10 螺紋防松方法 圖示 力 彈簧墊圈 防 松 原理及應用 通過彈簧墊圈被壓縮后產生反 彈力，保持螺紋副間壓

12、緊力及 摩擦力而起到防松作用。彈簧 墊圈切口尖端應處于逆向 位 置，用于一般螺紋連接防松。 螺紋連接類型 圖例 特點及應用 雙頭螺柱連接 雙頭螺柱一端擰入較厚零 件，另一端穿過較薄零件并與 螺母配合，實現連接。用于被 連接件之一較厚不宜做成 通 孔、材料較軟且需經常拆卸的 場合。擰入被連接件深度與被 連接件材料有關 螺釘連接 螺釘通過較薄連接件的通 孔，直接旋入較厚的被連接件 之中，不需使用螺母，即可實 現零件的連接。結構緊湊，用 于被連接件之一較厚，受力不 大，不需經常拆卸的場合 緊定螺釘連接 緊定螺釘旋入被連接件的 螺紋孔中，其尾部頂住另一被 連接件的表面或凹坑中，固定 它們的相對位置，也

13、可以傳遞 不大的力和轉矩 8 雙螺母 六角開槽 螺母與開 口銷 圓螺母與 止動墊片 機 械 防 松 止動墊圈 串聯鋼絲 通過兩對螺母擰緊， 在螺 母與螺栓之間形成內力而增大 摩擦力。結構簡單，用于低速、 重載場合。 槽形螺母擰緊后， 用開口 銷穿過螺栓尾部小孔和螺母的 槽，防止螺母與螺桿發生相對 轉動，也可以用普通螺母擰緊 后進行配鉆銷孔。 使墊圈內舌嵌入螺栓（軸） 的槽內，擰緊螺母后將墊圈外 舌之一褶嵌于螺母的一個槽內 實現防松。 螺母擰緊后， 將單耳或雙 耳止動墊圈分別向螺母和被聯 接件的側面折彎貼緊，實現防 松。 用低碳鋼鋼絲穿入各螺 釘頭部的孔內，將各螺釘串聯 起來，使其相互制動。這種

14、結 構需要注意鋼絲穿入的方向。 9 螺母擰緊后在螺紋末端沖 點破壞螺紋，或將螺母、螺栓 焊接在一起，實現防松 永久防松還可以將螺旋表 面涂上粘結劑，擰緊螺母后， 粘結劑自行固化實現防松。 五、普通螺旋傳動 1. 普通螺旋傳動的基本概念 螺旋傳動是利用螺旋副來傳遞運動和 （或）動力的一種機械傳動，可以方便地把主動件 的回轉運動轉變成從動件的直線運動。 2普通螺旋傳動的類型（見表 1-6-11 ) 表 點沖、點焊 應用形式 應用實例 螺母固定不動， 螺桿 回轉并作直線運動 臺虎鉗 工作過程 螺母與固定鉗口連接成 整體且固定不動，螺桿與活 動鉗口通過轉動副連接。轉 動手柄，使螺桿回轉并移動, 并帶動

15、活動鉗口移動而實現 工件的夾緊和松開。 螺旋壓力機、 千分尺也 是采用此結構形式。 螺桿固定不動， 螺母 回轉并作直線運動 工作螺桿回轉， 螺母作直 線運動 螺桿與底座連成整體且 固定不動，手柄與螺母連成 一體，托盤套在螺母上。轉 動手柄，使螺母回轉并直線 移動，從而支頂工件或放下 工件。 插齒機刀架傳動結構也 是采用此種形式。 螺母與工作臺連成整 體，螺桿與機架通過轉動副 連接。搖動手柄，使螺桿回 轉，螺母帶動工作臺實現左 右直線移動。 此結構廣泛應用于車床 大、中、小滑板移動機構及 其他機床工作臺移動機構。 詹動軸 固走甜 螺旋千斤頂 機床滑板移動機構 10 螺母與機架通過回轉副 連接，螺

16、桿與觀察鏡連成整 體。轉動螺母，螺桿帶動觀 察鏡上下移動。 3 .普通螺旋傳動的特點 (1 )結構簡單，工作連續，傳動平穩、無噪聲。 (2) 承載能力大，傳動精度高。 (3) 摩擦損失大，傳動效率低。 4普通螺旋傳動直線運動方向判定 螺桿和螺母，一個轉動一個移動 與大拇指指向相反 右手定則 I一個固定，另一個既轉 動又移動 t 與大拇指指向相同 5 .普通螺旋傳動的計算 直線移動距離：L=NPh 直線移動速度：v=n Ph 六、差動螺旋傳動 1定義：由兩個螺旋副組成的使活動的螺母與螺桿產生差動(即不一致)的螺旋傳動。 2. 差動螺旋傳動組成 由兩個螺旋副組成， 一個螺旋副螺桿和螺母一個轉動、一

17、個移動； 另一個螺旋副，螺桿 和螺母一個固定不動，一個既轉動又移動。 3. 差動螺旋傳動的計算 螺桿相對于固定螺母的移動距離： Li=N- Phi 活動螺母相對于螺桿的移動距離： L2=N- Ph2 活動螺母相對于固定螺母的移動距離(活動螺母實際移動距離) ： L=N ( Phi Ph 2) 當兩螺紋旋向相反時，公式中用“ +”號，當兩螺紋旋向相同時，公式中用“一”號。 計算結果為正值時，活動螺母實際移動方向與螺桿移動方向相同，計算結果為負值時， 活動螺母實際移動方向與螺桿移動方向相反。 典例精析 【例1】M30X 2 6g中的30指的是( ) A .大徑 B .中徑 C .小徑 D .公稱直

18、徑 E .頂徑 答：本題解題的關鍵是能正確識讀普通螺紋的標記。普通螺紋螺紋特征代號的數字 “ 30”既 是大徑也是公稱直徑，從標注中“ 6g”看出該螺紋是外螺紋，由“外螺紋的大徑就是頂徑” ， 所以E也是正確選項。因此本題正確答案是 A、D E。 【例2】如圖1-6-1所示車床刀架進給結構，1為螺母，2為絲杠，3為機架，問： (1) 若絲杠回轉5圈，車刀移動距離為多少？ (2) 若絲杠轉速為0.5r/min，車刀移動速度為多少？ (3) 若絲杠回轉方向向下，車刀移動方向如何？螺母回轉， 螺桿作直 線運動 壓力試驗機上觀察鏡 11 - - 丄- 0 答：本題解題的關鍵是理解普通螺旋傳動的計算和方

19、向的判斷。由絲杠代號 Tr40 X 12 (P6) 可知為雙線梯形右旋螺紋，導程為 12mm ;絲杠與螺母傳動形式屬于螺桿回轉，螺母直線移 動的普通螺旋傳動。 (1) 導程Ph =12mm，絲杠回轉5圈，螺母(車刀)移動距離為： L=NPh=5 X 12=60 (mm) (2) 車刀(螺母)移動速度為： v=nPh=0.5 X 12=6 (mm/min ) (3 )用右手法則判別(四指與絲杠回轉方向一致，大拇指指向與螺母移動方向相反) ， 螺母(車刀)向左移動。 【例3】如圖1-6-2所示，Ph1=4mm , Ph2=3.5mm ,螺桿3兩段螺紋均為右旋，若手輪圖 示方向轉過90 ，問移動螺桿

20、2相對于螺桿3移動距離為多少？移動螺桿 2相對于機架的 實際移動距離為多少？ 答：本題解題的關鍵是會分析差動螺旋傳動。 由圖可知移動螺桿2只能移動不能回轉；螺桿 3與手輪4固定連接在一起，螺桿 3的外螺紋與機架組成螺旋副，內螺紋與移動螺桿 2組成 螺旋副。 移動螺桿2相對于螺桿3的移動屬于普通螺旋傳動，移動距離為： 移動螺桿2相對于機架的實際移動距離為: (Ph1 Ph2)=丄 X( 4 3.5) =0.125mm 4900 3600 900 360 X 3.5=0.875mm 900 3600 圖 1 1- -6 6- -1 1 圖 1 1- -6 6- -2 2 12 同步精練 一、 填空

21、題 1 順時針旋入的螺紋是 _ 螺紋。 2 梯形螺紋的牙型角是 _ ，鋸齒形螺紋的牙型角是 _ ，管螺紋的牙型角是 _ ，普通螺紋的牙型角是 _ ，矩形螺紋的牙型角是 _ 。 3 梯形螺紋牙根強度 ，對中性 ，加工工藝性 _ ，但與矩形螺紋比較，效率 _ 。鋸齒形螺紋牙根強度 _ ，效率 _ 。矩形螺紋牙根強度 ，對 中性 _ ，效率 _ 。 4. _ M10X 2-6h的公稱直徑 _ ，螺距為 _ ，中徑公差帶代號為 _ ，頂 徑公差帶代號為 _ , 6指的是 _ , h指的是 _ ，旋向是 _ , 是 _ （填“外螺紋”或“內螺紋”）,是 _ （填“粗牙”或“細牙”）普通 螺紋，旋合長度代

22、號為 _ 。 5. _ G1/2是 （填“用螺紋密封”或“非螺紋密封” _ ）的管螺紋， 是 _ （填“內螺紋”或“外螺紋”）。 6. _ R1/4中的R指的是 _ ，若是“ RC 指的是 _ ，若是“ Rp” 指的是 _ 。 7 . Tr40 X 14 （ P7） 7e-100的螺距是 _ ，導程是 _ ，線數是 _ , 7e 是 _ , 100 是 _ 。 & _ 螺栓聯接，螺栓與被聯接件之間采用過渡配合，孔需精制，主要用于承 受橫向載荷或須精確固定被連接件相互位置的場合。 9. _ 螺旋傳動是利用 來傳遞運動和動力的一種機械傳動， _ 主要把主動件的 運 動轉變成從動件的 _ 運

23、動。 10. 螺紋千分尺中螺旋傳動機構，螺距為 0.5mm， 若微分套筒旋轉一轉，螺桿移動距 離為_ mm;若微分套筒圓周均分 50格，則每轉一格，螺桿移動 _ mm。 二、 判斷題 11. 臺虎鉗絲杠上的螺紋為三角螺紋。 12. 為增強連接的緊密性，連接螺紋大多采用單線螺紋。 13. Rp1/2中的1/2表示公稱直徑為 1/2mm。 14. 細牙普通螺紋比粗牙普通螺紋的自鎖性差， 但細牙螺紋零件的強度削弱少, 扣。 15. 螺旋傳動屬于平面傳動機構。 16. 普通螺旋傳動承載能力大， 傳動效率高。 17. 相互旋合的內外螺紋其旋向相反。 三、選擇題 18. 螺紋的公稱直徑是指（ A .螺紋的

24、小徑 C.外螺紋頂徑或內螺紋底徑 ( ) ( ) ( ) 容易滑 ( ) ( ) ( ) ( ) ）。 B .螺紋的中徑 D .外螺紋底徑或內螺紋頂徑 ）。 C. G1/2 D . M20 X 2LH 13 19. 以下是細牙普通螺紋的是（ A . M20-6H B. Tr30 X 6 20. 加工工藝性好、牙根強度和對中性都好的是（ A .梯形 B .鋸齒形 C.矩形 21. （ ）螺紋廣泛用于單向受力的傳動機構中。 A .梯形 B .鋸齒形 C.矩形 D .三角形）螺紋。 D .三角形 14 22. 下列屬于摩擦力防松的是 ( )。 A 圓螺母與止動墊片 B 六角開槽螺母與開口銷 C 定位

25、焊 D 彈性墊圈 23如圖1-6-3所示螺旋傳動屬于( )的螺旋傳動形式。 A .螺桿轉動，螺母作直線移動 B .螺母轉動，螺桿作直線移動 C.螺桿固定不動，螺母回轉并作直線移動 D 螺母固定不動，螺桿回轉并作 直線移動 24.如圖1-6-4所示為雙線左旋螺紋，導程為 12mm ;若手柄轉180。，則螺母 A .向右移動 6mm B .向左移動 6mm C.向左移動 12mm D .向右移動 12mm 四、計算題 26圖1-6-6所示為一差動螺旋千斤頂。上螺旋與承受載荷的托盤相連，不能旋轉；下 螺桿與底座相連，中間用套筒分別與上下螺桿組成螺旋副 A和B。已知上螺桿導 程10mm，右旋，要求套筒

26、向右旋轉一周時，托盤向上移動 2mm,求： (1)下螺桿的螺旋方向和導程？ (2 )套筒相對于下螺桿移動方向和位移？ (3 )上螺桿相對于套筒移動方向和位移？25.圖1-6-5所示差動微調螺旋傳動機構，若旋鈕 (1)旋鈕2相對機架移動距離和移動方向； (2 )方頭螺桿1移動距離和移動方向。 2按圖示方向回轉2轉，試求: 圖 1 1- -6 6- -5 5 I _ I X7777A 圖 1 1- -6 6- -3 3 圖 1 1- -6 6- -4 4 15 圖 1 1- -6 6- -6 6 27.圖示1-6-7,已知固定螺母的導程為 Phi,活動螺母的導程為 Ph2,當手柄轉1轉時, 試完成下列表格： 圖