螺旋传动

机械基础复习资料

（螺旋传动）

【复习要求】

1.掌握螺纹的种类、应用和主要参数；

2.正确识读螺纹标记；

3.了解螺旋传动的应用形式；

4.掌握差动螺旋传动移距的计算方法。

【知识网络】

【知识精讲】

一、螺纹种类及应用

1.螺纹的定义：螺纹是指螺钉、螺栓、螺母和丝杠等零件的圆柱或锥面上，沿着螺旋线所形成的，具有相同剖面的连续凸起和沟槽。

2.螺纹的种类(见下表)。

3.螺纹旋向的判别方法：

方法一：右手定则判别法。

伸出右手，掌心朝着自己的脸，四指指向与螺旋轴线方向一致，若大拇指的指向与螺旋线上升方向一致，则为右旋；反之，则为左旋。

方法二：轴线垂直判别法。

将螺旋轴线垂直水平位置放置，螺旋线右边高则为右旋，左边高即为左旋。

4.常用螺纹的牙型及应用特点(见下表)。

注 1.联接螺纹大多为三角形，且多用单线；

2.普通细牙螺纹与普通粗牙螺纹相比，小径大，螺距小，升角小，强度高，自锁性能更好，对零件强度削弱较小，但易滑扣；

二、普通螺纹的主要参数(见下表)

注 1.螺纹的旋合长度是指两个互相配合的螺纹，沿螺纹轴线方向相互旋合部分的长度。旋合长度分为三组：S(短)、N(中等)、L(长)；

2.螺纹的大径、小径与顶径、底径是两组不同的概念。

三、螺纹代号与标记

1.螺纹的代号：螺纹特征代号+螺纹尺寸代号

2.螺纹的完整标记：螺纹代号+螺纹公差带代号+螺纹旋合长度代号

3.各种螺纹的代号与标记(见下表)

注 1.标记说明中的标记都为最完整的标记，实际中的标记视具体情况而定；

2.用螺纹密封的管螺纹中代号Rc表示圆锥内螺纹、Rp表示圆柱内螺纹、R表示圆锥外螺纹；

3.非螺纹密封的管螺纹的螺纹公差带代号对外螺纹分A、B级标记，对内螺纹则不标记。

四、螺旋传动的应用形式

1.螺旋传动的定义：用内、外螺纹组成的螺旋副，传递运动和动力的传动装置。

2.螺旋传动的特点：螺旋传动可方便地将回转运动变为直线往复运动。其结构简单，工作连续、平稳、承载能力大、传动精度高、磨损大、效率低。

3.常用的螺旋传动类型。

常用的螺旋活动类型有三种：普通螺旋传动、差动螺旋传动、滚珠螺旋传动。

(1)普通螺旋传动

① 定义：由螺杆和螺母组成的简单螺旋副。

② 螺杆(或螺母)的移向判别方法：右手定则+左(右)手定则。

先用右手定则判别出螺纹的旋向(方法见前述)，再用左(右)手定则判断螺杆(螺母)的移向。即伸出左手或右手(左旋用左手，右旋用右手)，弯曲四指方向与螺杆(或螺母)的旋转方向一致，则大拇指的指向(或大拇指指向的反方向)即为螺杆(或螺母)的移动方向。

注应用形式中一、二两种情况，螺母或螺杆的移向与大拇指指向一致；三、四两种移向与大拇指指向相反。应用此方法，移向、旋向及转向三向中只要知道任意两向，即可判断出第三向。

③ 螺母(或螺杆)的移动距离L=n·S=n·Z·P。

④ 普通螺旋传动的应用形式(见下表)。

(2)差动螺旋传动

① 定义：活动螺母与螺杆产生差动(即不一致)的螺旋传动机构。

② 活动螺母的实际移动距离与移动方向：

L＝n(P a±P b)

注计算公式中的“±”表示的含义是：当a、b两段螺旋旋向相同时取“-”，旋向相反时取“+”。结果为“+”说明活动螺母的实际移动方向与a段螺旋中螺杆移动的方向相同；若为“-”则相反。

③ 差动螺旋传动的意义：可以产生极小位移，可方便地实现微量调节。

(3)滚珠螺旋传动

① 定义：螺纹面间的摩擦性质为滚动摩擦的传动装置。它是一项新技术。

② 组成：螺母、螺杆、滚珠、滚珠循环装置。

③ 传动特点：摩擦阻力小，传动效率高、运动稳定灵敏、结构复杂、成本高。

【边缘知识】

一、螺纹连接的种类(见下表)

二、螺纹联接的基本形式(见下表)

三、常用螺纹连接的防松

1.防松的原因：

连接螺纹大多为三角形螺纹，它具有较好的自锁性能。在一般静载下，联接不会自行松脱，但在振动、交变载荷或冲击载荷的作用下，摩擦阻力瞬时会变得很小，失去自锁能力而松动。这不仅会妨碍机器的正常工作，且还会造成严重事故。

2.常用防松方法(见下表)。

四、螺纹的损坏形式

螺栓连接在承受轴向载荷时，其损坏形式大多发生在应力集中较严重的部位。即在螺栓头部、螺纹收尾部分和螺母支承面处的螺纹部分。

【典型例题】

【例题1】与普通粗牙螺纹相比，细牙螺纹具有小径大，螺距小，所以强度更高，自锁性能更好。

因此一般的联接螺纹大多使用普通细牙螺纹。( )

解题分析普通粗牙螺纹与细牙螺纹均为连接螺纹，它们具有强度高、自锁性能好的特点。

细牙螺纹因其小径大、螺距小，所以强度更高，自锁性能更好。但因细牙螺纹易滑扣，因此一般大多用普通粗牙螺纹。

解：本题答案“×”。

【例题2】某差动螺旋传动如下图所示，具体参数如下表，试填出各自的活动螺母的实际移

动距离和实际移动方向。

解题分析本题为差动螺旋传动的应用考查。活动螺母的移距可由公式L=n(S a+S b)算得；移向则可据计算结果的“+”或“-”来定。除此之外还必须弄清每段螺旋传动的应用形式，由三向中的二向求

出第三向。

解：a段螺旋传动为螺母固定不动，螺杆既旋转又移动；b段螺旋传动为螺杆原位回转，螺母往复

移动。

(1) a段螺杆移向向左

L1=n1(S a1+S b1)=2×(6+4)=20(mm/min)

结果为“+”，∴活动螺母移向向左；

(2) a段螺杆移向向右

L2=n2(S a2+S b2)=3×(3+5)=24(mm/min)

结果为“+”，∴活动螺母移向向右；

(3) a段螺杆移向向左

L3=n3(S a3-S b3)=2×(3-2)=2(mm/min)

结果为“+”，∴活动螺母移向向左；

(4) a段螺杆移向向右

L4=n4(S a4-S b4)=3×(4-6)=-6(mm/min)

结果为“-”，∴活动螺母移向向左。

综合(1)～(4)分析，本题答案填表如下：

名师点拨本题也可按相对位移的方法求解。即分别按L a=nS a，L b=nS b求出L a、L b并判定各自位移方向，再由L=L a-L b求得移距，由结果的“+”或“-”来确定移向。

【例题3】如上图所示为微调的差动螺旋机构，旋钮上的外螺纹为双线右旋螺纹，其螺距为1.45mm，试问：旋钮1上的内螺纹旋向和导程S b各为怎样时，可使螺杆2在旋钮上按图示方向转动1周后向上移动0.1mm?

解题分析本题为一道应用性很强的螺旋传动题。首先必须弄清A、B两段螺旋的应用形式，然后

利用逆向假设法分两种情况讨论，再按相对位移的方法求解。

解：A处螺旋传动为螺母固定不动，螺杆既旋转又移动，因此当旋钮转一周时，L A=nS a=n×ZP a

=1×2×1.45=2.9(mm),方向向上；B处为螺杆原位回转，螺母往复移动，则：

(1) 若B处为左旋螺纹时，则旋钮转一周螺母的位移，方向向上。

∴L=L A+L B=2.9+S b=0.1

解得：S b=-2.8(mm)(不可能存在)

(2) 若B处为右旋螺纹时，则旋钮转一周螺母的位移L B′=nS b=1×S b=S b(mm)，方向向下。

-L B′=2.9-S b=0.1

解得：S b=2.8(mm)

∴旋钮1上的内螺旋为右旋，导程S b=2.8mm。