螺旋传动
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螺旋传动原理
螺旋传动原理
螺旋传动原理是一种以螺杆和螺母为主要工作机构的传动方式。
其基本原理是利用螺旋线与螺脚的啮合作用传递力矩和运动。
螺杆通过转动带动螺母沿着自己的轴向移动，从而实现转动力的传递。
在螺旋传动中，螺杆被视为主动件，承担着提供转动力的任务。
螺母则被视为被动件，负责将螺旋运动转化为直线运动。
螺杆和螺母之间存在着一定的摩擦力，这使得螺旋传动具有一定的自锁特性，即当螺杆停止转动时，螺母会立即停止移动。
螺旋传动在工程实践中广泛应用于各种场合，具有传动效率高、传动稳定性好、容量大等优点。
它常被用于需要大力矩传递和精准位置控制的场合，如机械工业、汽车制造、航空航天等领域。
螺旋传动的工作原理可以用以下步骤来描述：
1. 当螺杆转动时，螺旋线与螺脚之间的啮合作用会引起螺母沿着自身轴向移动。
2. 螺旋线的螺距越大，螺杆每转动一周，螺母的移动距离就越大，传递的力矩也就越大。
3. 螺旋杆的旋转速度和方向决定了螺母的移动速度和方向。
4. 当螺杆停止转动时，螺母也会停止移动，利用螺旋传动的自锁特性可防止机械系统的意外运动。
总之，螺旋传动原理以螺杆和螺母为主要工作机构，通过螺旋
线与螺脚的啮合作用，将转动力传递为直线运动。
其自锁特性和高效率的传动方式使得其在工程应用中得到广泛采用。
螺旋传动螺旋传动(共17张PPT)优秀
d2 → (螺纹规范) d、P
验算： u H 10 P
不满足，增大螺距。
有自锁性要求的螺旋传动，应校核自锁条件：
v
v arctcanofsarctafvn 第十三页，共17页。
三、滑动螺旋传动的设计计算
2．螺杆的强度计算
§5-9 螺旋传动
螺旋传动3
对于受力比较大的螺杆，需根据第四 强度实际求出危险截面的计算应力：
ca232d 41 2
F2（ 34T)2[]
d1
式中，F为螺杆所受的轴向压力〔或拉力〕， T 为螺杆所受的扭矩，
TFtan(v） d22
第十四页，共17页。
三、滑动螺旋传动的设计计算
3．螺母螺牙的强度计算 螺牙上的平均压力为：F/u
其危险截面 a – a 的剪切强度 条件和弯曲强度条件分别为：
F [] Dbu
螺杆转动，螺母挪动 常见运动方式 螺母固定，螺杆转动并挪动
差动螺旋传动
按用途分类
传力螺旋 传导螺旋 调整螺旋
第五页，共17页。
螺旋传动1
一、螺旋传动的类型和运用
§5-9 螺旋传动
螺杆 螺旋副 ——传送运动和动力传动，回转运动→直线运动 螺母
螺杆转动，螺母挪动 常见运动方式 螺母固定，螺杆转动并挪动
螺杆转动，螺母挪动 常见运动方式 螺母固定，螺杆转动并挪动
差动螺旋传动
第二页，共17页。
螺旋传动1
一、螺旋传动的类型和运用
§5-9 螺旋传动
螺杆 螺旋副 ——传送运动和动力传动，回转运动→直线运动 螺母
螺杆转动，螺母挪动 常见运动方式 螺母固定，螺杆转动并挪动
差动螺旋传动
第三页，共17页。
螺旋传动1
一、螺旋传动的类型和运用
螺旋传动
Fcr
480
1 0.00022
π
d12 4
(16-11)
（3）对于Q275当<40，优质碳素钢<60时，不必校核螺杆的
稳定性。
式中，E为螺杆材料弹性模量，钢E = 2.07×104（MPa）； Ia为螺杆危险截面轴惯性矩；为螺杆长度系数，见表16-4； l为螺杆计算长度。
若上式计算不满足螺杆稳定条件，应适当增大螺杆小径。 除上述计算外，对于高精度的螺旋传动，应进行螺杆的刚度计 算；对于高速旋转的螺旋还应校核其临界转速。
传力螺旋：
螺旋传动的应用和分类
所谓传力螺旋是指以传递力为主螺旋传动。如图
16-1a的千斤顶、图16-1b的压力机。这种螺旋主要承 受很大的轴向力，一般为间歇工作，每次工作时间较 短，工作速度也不高，并具有自锁能力。
传导螺旋：
以传递运动为主，并要求有较高的传动精度，有 时也承受较大的轴向力的螺旋为传导螺旋。如图161c的金属切削机床的进给螺旋。传导螺旋常在较长的 时间内连续工作，工作速度较高。
旋副材料硬度，滚动螺旋的寿命Lh(h)为
Lh
10 6 60n
Ca KFKH
Fa
3
(16-13)
式中，KF为载荷系数，见表16-6；KH为硬度影响系
数，见表16-7。
滚动螺旋传动
对于滚动螺旋的寿命要求可参照表16-8，基本额
定动载荷Ca值可参考有关手册或工厂样本。
2．滚动螺旋静载荷计算
滚动螺旋传动
16-4
滚动螺旋传动
2．结构类型及特点 根据螺纹滚道截面形状和滚动体在滚道中的循环
方式对滚动螺旋进行分类。 （1）螺纹滚道法向截面形状有矩形、单圆弧和双圆弧
普通螺旋传动课件
结构复杂，制造困难
滚动螺旋传动的结构较复杂，制造难度较大 。
静压螺旋传动
01
02
03
04
传动精度高
静压螺旋传动的螺母和丝杠之 间采用液体静压力平衡间隙，
因此传动精度较高。
耐磨性好
由于液体静压力平衡间隙，摩 擦小，因此耐磨性好。
传动效率高
静压螺旋传动由于摩擦损失较 小，因此传动效率较高。
结构复杂，成本高
可靠性保证的措施
选用高可靠性的零部件
01
选用高可靠性、高质量的零部件，确保各部件的可靠性和稳定
性。
进行严格的可靠性测试
02
在产品开发阶段进行全面的可靠性测试，包括环境适应性测试
、振动测试、冲击测试等，确保产品的可靠性。
实施可靠性工程技术
03
通过可靠性工程技术，对产品进行可靠性分析、评估和优化，
确保产品的可靠性。
螺旋传动主要用于传递运动和动力， 如旋转运动转换为直线运动、调整机 械位置、测量和控制位置等。
CHAPTER 02
螺旋传动的分类与特点
滑动螺旋传动
结构简单，制造容易
滑动螺旋传动主要由螺母和丝 杠组成，结构简单，制造容易
。
传动精度低
由于滑动螺旋传动的螺母和丝 杠之间存在间隙，因此传动精 度较低。
耐磨性差
3. 压力调整：静压螺旋 传动的液压压力应适当 调整，以适应不同的工 况需求。压力调整可通 过溢流阀、减压阀等液 压系统元件实现。压力 调整值应根据试验数据 进行优化。
间隙密封螺旋传动的设计
• 间隙密封螺旋传动是一种利用间隙实现密封的螺旋传动方式。其设计重点在于 确定适当的间隙大小和形状，以及选择合适的材料和加工工艺。
CHAPTER 04
滚动螺旋传动的结构较复杂，制造难度较大 。
静压螺旋传动
01
02
03
04
传动精度高
静压螺旋传动的螺母和丝杠之 间采用液体静压力平衡间隙，
因此传动精度较高。
耐磨性好
由于液体静压力平衡间隙，摩 擦小，因此耐磨性好。
传动效率高
静压螺旋传动由于摩擦损失较 小，因此传动效率较高。
结构复杂，成本高
可靠性保证的措施
选用高可靠性的零部件
01
选用高可靠性、高质量的零部件，确保各部件的可靠性和稳定
性。
进行严格的可靠性测试
02
在产品开发阶段进行全面的可靠性测试，包括环境适应性测试
、振动测试、冲击测试等，确保产品的可靠性。
实施可靠性工程技术
03
通过可靠性工程技术，对产品进行可靠性分析、评估和优化，
确保产品的可靠性。
螺旋传动主要用于传递运动和动力， 如旋转运动转换为直线运动、调整机 械位置、测量和控制位置等。
CHAPTER 02
螺旋传动的分类与特点
滑动螺旋传动
结构简单，制造容易
滑动螺旋传动主要由螺母和丝 杠组成，结构简单，制造容易
。
传动精度低
由于滑动螺旋传动的螺母和丝 杠之间存在间隙，因此传动精 度较低。
耐磨性差
3. 压力调整：静压螺旋 传动的液压压力应适当 调整，以适应不同的工 况需求。压力调整可通 过溢流阀、减压阀等液 压系统元件实现。压力 调整值应根据试验数据 进行优化。
间隙密封螺旋传动的设计
• 间隙密封螺旋传动是一种利用间隙实现密封的螺旋传动方式。其设计重点在于 确定适当的间隙大小和形状，以及选择合适的材料和加工工艺。
CHAPTER 04
螺旋传动
s＝(lA－lB)φ /(2π）
s＝(lA+lB)φ /(2π）
按照螺纹副的摩擦性质分类 滑动螺旋 滚动螺旋 静压螺旋
（a）滑动螺旋
滑动螺旋 滑动螺旋结构简单，易于制造，传力大，易于自 锁，所以应用最广泛，但其缺点是摩擦阻力大，传动 效率低（一般为30%~40%），磨损快，传动精度。
滚动螺旋传动 滚动螺旋传动具有传动效率高、启动力矩小、传 动灵敏平稳、工作寿命长等优点。 缺点是结构复杂，制造要求高，特别是长螺杆更 难保证热处理及磨削工艺质量，刚性和抗振性较差。 多用于高精度、高效率的机构，在机床、汽车、 航空、航天及武器等制造业中应用颇广。
ψ＜ρV
ψ —螺杆中径升角
arctan np / d 2
n—螺杆的头数； P—螺杆的螺距； ρV —螺杆的当量摩擦角；
V arctan v
μV —螺杆的当量摩擦系数
人生一定要努力，努力是人生的一种精神
状态。与其要求自己一定要成为一个什么样的
人物，获得什么样的成就，不如磨练自己做一
根据用途的螺旋传动分类
传力螺旋 传导螺旋 调整螺旋
FN T F T （c）进给机构
FN （a）千斤顶
（b）压力机
6.1.1 传力螺旋 它以传递动力为主，要求以较小的转矩产生较大 的轴向推力，用以克服工件阻力。这种传力螺旋主要 是承受很大的轴向力，一般为间歇性工作，每次的工 作时间较短，工作速度也不高，通常具有自锁能力。
6.3.4 螺杆的稳定性计算
螺杆失稳：
★长径比大的受压螺杆， ★所受的轴向力F大于某一临界值Fc 在过大压力作用下，细长螺杆突然发生侧向弯 曲的现象。
稳定性校核公式：
Fc Sc [S ] F
机械基础第二章螺旋传动
序 准备知识
3）矩形螺纹
牙型角为0º ，适于作传动螺纹。
序 准备知识
4）锯齿型螺纹 两侧牙型角分别为3º 和30º 的一侧用来承受 ，3º 载荷,可得到较高效率；30º 一侧用来增加牙根强 度,适用于单向受载的传动螺纹。
三角形螺纹
（用于联接） ◇按牙形分
普通螺纹 管螺纹
粗牙
细牙 圆柱管螺纹
圆锥管螺纹
2
序 准备知识
1）三角形螺纹（普通螺 纹） 牙型角为60º，可 以分为粗牙和细牙，粗 牙用于一般联接；与粗 牙螺纹相比，细牙由于 在相同公称直径时，螺 距小，螺纹深度浅，导 程和升角也小，自锁性 能好，宜用于薄壁零件 和微调装置。
序 准备知识
2）梯形螺纹 牙型角为30º ，是应用最为广泛的传动螺纹。
v nP h
式中
v ──螺杆(或螺母)的移动速度，
mm/min； n ──转速，r/min。
三、差动螺旋传动
1．差动螺旋传动原理
2．差动螺旋传动的移动距离和方向的确定 （1） 螺杆上两螺纹旋向相同时，活动螺母移动距离减 小。当机架上固定螺母的导程大于活动螺母的导程时，活 动螺母移动方向与螺杆移动方向相同；当机架上固定螺母 的导程小于活动螺母的导程时，活动螺母移动方向与螺杆 移动方向相反；当两螺纹的导程相等时，活动螺母不动 （移动距离为零）。 （2） 螺杆上两螺纹旋向相反时，活动螺母移动距离增 大。活动螺母移动方向与螺杆移动方向相同。 （3） 在判定差动螺旋传动中活动螺母的移动方向时， 应先确定螺杆的移动方向。
二、普通螺旋传动 由构件螺杆和螺母组成的简单螺旋副实现的传动是普通螺 旋传动。 1．普通螺旋传动的应用形式 （1） 螺母固定不动，螺杆回转并作直线运动
螺旋传动的组成
螺旋传动的形式
根据螺杆和螺母的相对运动关系，螺旋传动的形式有：
（1）螺母不动，螺杆回转并作直线运动：如台式虎钳等； （2）螺杆不动，螺母回转并作直线运动：如龙门刨床垂直刀架 的水平移动、螺旋千斤顶等；
螺杆位移的台式虎钳
螺旋千斤顶
形式
（3）螺杆原地回转，螺母作直线运动：多用于机床进给机构， 如车床大溜板的纵向进给和中溜板的横向进给； （4）螺母原位回转，螺杆往复运动：如应力试验机上的观察特点、类型和应用 组成：螺旋传动是由螺杆、螺母和机架组成的。螺旋副用来传 递运动和动力的，它可以将回转运动变为直线移动。
螺旋机构的主要优点是：结构简单，制造方便，运动连续平稳， 承载能力大，能将较小的回转力矩转变为较大的轴向力，传动 精度较高，易于自锁等。
• 缺点是螺纹配合面 间产生的摩擦损失大， 传动效率低。
螺 母 原 位 回 转 螺 杆 往 复 运 动
螺杆原位回转，螺母往复运动
螺旋传动根据螺旋副的摩擦性质不同
可分为：
滑动螺旋、滚动螺旋和静压螺旋 1）滑动螺旋特点及应用
优点：结构简单，制造方便、工作平稳、易于自锁。 缺点：是螺纹之间产生较大的相对滑动，摩擦阻力大，磨 损快、传动效率低（30—40%），定位精度低。 应用：广泛应用于对传动精度和效率要求不高的场合，如 机床进给机构、螺旋起重机和螺旋压力机中.
•应用：不宜用于高速 及大功率的传动。
螺旋传动的类型
螺旋传动按其用途可分为三种： （1）传力螺旋——以传递动力为主。如举重器、螺旋千斤顶。 特点：低速、间歇工作，传递轴向力大、能自锁
（2）传导螺旋
传动螺旋——以传递运动为主。如机床进给丝杠 特点：速度高、连续工作、传动精度高
（3）调整螺旋
机械基础 第二章 螺旋传动 教学
拇指的指向就是主动件（或从动件）的移动方向；如果属
于第二种情况则大拇指的反方向即为主动件（或从动件）
的移动方向。
精品课件
一、普通螺旋传动
1）、螺母（螺杆）不动，螺杆（螺母）回转并移动 判定方法： 手握拳，四指指向与螺杆（螺母）回转方向相同，大 拇指竖直，则大拇指指向即为主动件螺杆（螺母）的 移动方向。
精品课件
一、按螺纹牙型分类及其应用
2、梯形螺纹 1）、牙型：梯形（牙型角:30°） 2）、应用：广泛
精品课件
一、按螺纹牙型分类及其应用
3、矩形螺纹 1）、牙型：矩形（牙型角为0º） 2）、应用：螺旋传动（现逐渐被梯形螺纹代替）。
精品课件
一、按螺纹牙型分类及其应用
4、锯齿型螺纹 1）、牙型：锯齿形（两侧牙型角分别为3º和30º）
§2－3 螺纹的代号标注
管螺纹的代号标注说明
1．管螺纹尺寸代号不再称作公称直径，也不是螺纹
本身的任何直径尺寸，只是一个无单位的代号。
2．管螺纹为英制细牙螺纹，其公称直径近似为管子
的内孔直径，以英寸为单位。
3．右旋螺纹不标注旋向代号，左旋螺纹则用LH表示。
4．非螺纹密封管螺纹的外螺纹的公差等级有A、B两
精品课件
§2－3 螺纹的代号标注
管螺纹
非螺纹密封
特征代号
G
螺 纹密 封
Rc：圆锥内螺纹 Rp：圆柱内螺纹
R：圆锥外螺纹
标注示例
G1A — LH
1：尺寸代号
A：外螺纹公差 等级代号 LH：左旋
Rc2 — LH 2：尺寸代号 LH：左旋
Rp2 2：尺寸代号
R2 — LH 2：尺寸代号 LH：左旋
精品课件
第二章 螺旋传动
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计算——耐磨性、刚度、稳定性、强度
（一）耐磨性计算——螺杆的直径和螺母高度
p Fa Fa P [ p]
d2
H P
h
d2hH
Fa——轴向载荷 d2——螺纹中径
P——螺距
H——螺母高度
h——螺纹工作高度 h=0.5P 梯、矩形螺纹
考虑螺纹间载荷分布不均，螺母螺纹的圈数应小于10
（二）刚度计算
轴向载荷Fa引起的一个螺距变化量： PF 转矩T的作用下一个螺距长度转角 TP
三角形螺纹——联接螺纹
矩形、梯形、锯齿形螺纹——传动螺纹
按位置： 内螺纹——在圆柱孔的内表面形成的螺纹 外螺纹——在圆柱的外表面图 右旋——常用
根据螺旋线头数： 单头螺纹（n=1）——用于联接 双头螺纹（n=2）——如图 多线螺纹（n≥2）——用于传动
ddd dd2d22 dd1d11
二、滑动螺旋传动的型式及应用 a．螺母固定，螺杆转动并移动
a．螺母固定，螺杆转动并移动
特点： 1)优点：精度高，结构简单，不需支承螺杆的轴承，
消 除了轴承误差对传动精度的影响。 2)缺点：外廓尺寸较大，几乎是工作行程的二倍。刚
性较差，仅适用于行程较短的情况。
图9-2测微目镜示数螺旋传动
转动手轮6，螺杆3转动并移动，因而推动分划板框 2移动，螺杆的移动距离即分划板的移动距离，并直接 从刻度套筒4和5中读出。
PPP
外螺纹外螺纹外螺纹
锯齿形螺纹
螺纹内螺纹内螺纹内
33°3°°
33030°0°°
PPP
外螺纹外螺纹外螺纹
（二）螺纹的主要参数：
1）大径d(D)：公称直径 4）螺距P
7）升角ψ
2）小径d1(D1) ：计算强度 5）导程S
tanψ=nP/πd2
3）中径d2=(d+d1)/2
6）线数n ：S=nP 8）牙型角α
第一节 概述
螺旋传动是利用螺杆（丝杆）和螺母来实现传动的 回转运动 直线运动
组成：螺杆（丝杆）、螺母 两者直接接触有确定的相对运动（螺旋运动）
运动关系:
l
Ph
2
Ph
2
l ——螺杆（或螺母）的位移
PH——导程（螺母转一圈所走过的轴向距离）
——螺杆，螺母间的相对转角
补充知识：
（一）螺纹的分类
按牙型:
Fa P EA
拉 压
引起螺距变化
GIP
一般传递的载荷较大、速度较低
螺旋传动按其接触面间的摩擦性质，可分为： 1）滑动螺旋传动
2）滚动螺旋传动
3）静压螺旋传动（流体液压）
第二节 滑动螺旋传动
一、滑动螺旋传动的特点
（1）降速传动比大——转角很大，直线位移量很小， 结构紧凑
（2）具有增力的作用——给主动件一个小转矩，从动 件可获得大Fa
（3）能自锁——ψ<ρ时 （4）效率低，磨损快
b．螺杆传动、螺母移动
优点：结构紧凑，所占轴向空间略大于螺杆的工作 行程，刚度较大，适用于工作行程较大的场合，精 度较高。 缺点：零件较多，影响传动精度。此时螺母要限制 转动综合工艺性、装调等方面的因素，一般应用较 广泛，如车床的走刀机构、工具显微镜工作台的纵 向传动机械等。
图9-3测量显微镜纵向测微螺旋
滑块下降时：F FQ tan( )
°
°
若 ψ ≤ ρ，则 F ≤ 0，不加支持力F，滑块
在FQ的作用下不会自动下滑——自锁
A
自锁条件：ψ ≤ ρ
B
2、三角螺纹 相当于楔形滑块与楔形槽的作用
A
2FN sin FQ
N
N
Ff
2 fFN
f
sin
FQ
f
cos
FQ
f F Q
B
Q
f f
cos
——当量摩擦系数
1.矩形螺纹 已知：升角ψ ，摩擦系数f， 载荷FQ
求：A等速上升与等速下降时，水平力F的 大小，沿斜面上升的效率及其自锁条件
解：①滑块上升
arctan f
考虑A的平衡：
vA
A Ff=fN
R B
N
FQ R F 0
F FQ tan( )
F R Q
②滑块下降
Q
FQ R F 0 F'
d d2 d1
P L=nP(n=2)
d1
d2
d
h
~~~~~~~补充知识结束~~~~~~~
螺旋传动按作用分类：
1）读数螺旋机构 用于测量微量长度和传递数值反映被测物理量大小
的螺旋机构 2）传动螺旋机构
以传递运动为主，用于变换、传播运动和产生微量 位移，调节零部之间相对位置的螺旋机构 3）传力螺旋机构
e．差动螺旋 差动螺旋传动是上述基本传动型式的组合
螺杆3左、右两段 螺纹旋向相同，导 程分别为Ph1和Ph2
可动螺母的移动距离
l
2
(Ph1
Ph2
)
若Ph1与Ph2相差很小，l很小——微动装置
如螺杆3左右两段旋向相反：l
2
( Ph1
Ph2 )
快速移动螺旋——快速夹紧装置
补充知识：螺旋副中力的关系、效率和自锁
°
°
力的关系：
F FQ tan( )
自锁条件： ψ ≤ ρ'
A
B
arctan f arctan( f )
效 率：
cos
tan
tan
三角螺纹摩擦大，效率低，应用于联接的螺旋
方螺纹应用于传递运动和动力的螺旋
~~~~~~~补充知识结束~~~~~~~
三、滑动螺旋传动的计算（略） 失效形式——螺纹的磨损，螺杆变形，螺杆、螺纹牙的断裂
三角形螺纹（普通螺纹（粗牙、 细牙）、管螺纹）
螺纹内螺纹内螺纹内 66060°0°°
PPP
外螺纹外螺纹外螺纹
梯形螺纹
螺 纹内螺 纹内螺 纹内
33030° 0°°
ddd ddd2d1dd2121
PPP
外 螺 纹外 螺 纹外 螺 纹
ddd
ddd
dd2d22 dd1d11
dddd21dd2121
矩形螺纹
螺纹内螺纹内螺纹内
转动手轮1（与螺杆2固连），螺母3产生移动，通过 片簧7带动工作台8移动。移动距离通过游标刻尺9及手轮 1的读数鼓读出。
c．螺母转动，螺杆移动 特点：结构要求限制螺母移动和螺杆的转动，结构较 为复杂，故应用较少。
d．螺杆固定 螺母又转又移 特点：结构简单、紧凑，但精度低，结构上难于实现 运动的连续传递，在多数常合下使用不便，故应用较 少，用作简易调整装置。
vA
F FQ tan( ) R'
Q
F
A
滑块上升时输入功：
Ff=f N R
B
A1 Fd2 FQtg( )d2
N
滑块上升的有效功：
A2 FQS FQd2tg
滑块上升时的效率：
A2 A1
tg
tg
滑块上升时，ψ 越大则效率越高，当ψ =45º - ρ/2时，效率最高， 但升角过大加工太困难，一般 ψ < 20~25º
（一）耐磨性计算——螺杆的直径和螺母高度
p Fa Fa P [ p]
d2
H P
h
d2hH
Fa——轴向载荷 d2——螺纹中径
P——螺距
H——螺母高度
h——螺纹工作高度 h=0.5P 梯、矩形螺纹
考虑螺纹间载荷分布不均，螺母螺纹的圈数应小于10
（二）刚度计算
轴向载荷Fa引起的一个螺距变化量： PF 转矩T的作用下一个螺距长度转角 TP
三角形螺纹——联接螺纹
矩形、梯形、锯齿形螺纹——传动螺纹
按位置： 内螺纹——在圆柱孔的内表面形成的螺纹 外螺纹——在圆柱的外表面图 右旋——常用
根据螺旋线头数： 单头螺纹（n=1）——用于联接 双头螺纹（n=2）——如图 多线螺纹（n≥2）——用于传动
ddd dd2d22 dd1d11
二、滑动螺旋传动的型式及应用 a．螺母固定，螺杆转动并移动
a．螺母固定，螺杆转动并移动
特点： 1)优点：精度高，结构简单，不需支承螺杆的轴承，
消 除了轴承误差对传动精度的影响。 2)缺点：外廓尺寸较大，几乎是工作行程的二倍。刚
性较差，仅适用于行程较短的情况。
图9-2测微目镜示数螺旋传动
转动手轮6，螺杆3转动并移动，因而推动分划板框 2移动，螺杆的移动距离即分划板的移动距离，并直接 从刻度套筒4和5中读出。
PPP
外螺纹外螺纹外螺纹
锯齿形螺纹
螺纹内螺纹内螺纹内
33°3°°
33030°0°°
PPP
外螺纹外螺纹外螺纹
（二）螺纹的主要参数：
1）大径d(D)：公称直径 4）螺距P
7）升角ψ
2）小径d1(D1) ：计算强度 5）导程S
tanψ=nP/πd2
3）中径d2=(d+d1)/2
6）线数n ：S=nP 8）牙型角α
第一节 概述
螺旋传动是利用螺杆（丝杆）和螺母来实现传动的 回转运动 直线运动
组成：螺杆（丝杆）、螺母 两者直接接触有确定的相对运动（螺旋运动）
运动关系:
l
Ph
2
Ph
2
l ——螺杆（或螺母）的位移
PH——导程（螺母转一圈所走过的轴向距离）
——螺杆，螺母间的相对转角
补充知识：
（一）螺纹的分类
按牙型:
Fa P EA
拉 压
引起螺距变化
GIP
一般传递的载荷较大、速度较低
螺旋传动按其接触面间的摩擦性质，可分为： 1）滑动螺旋传动
2）滚动螺旋传动
3）静压螺旋传动（流体液压）
第二节 滑动螺旋传动
一、滑动螺旋传动的特点
（1）降速传动比大——转角很大，直线位移量很小， 结构紧凑
（2）具有增力的作用——给主动件一个小转矩，从动 件可获得大Fa
（3）能自锁——ψ<ρ时 （4）效率低，磨损快
b．螺杆传动、螺母移动
优点：结构紧凑，所占轴向空间略大于螺杆的工作 行程，刚度较大，适用于工作行程较大的场合，精 度较高。 缺点：零件较多，影响传动精度。此时螺母要限制 转动综合工艺性、装调等方面的因素，一般应用较 广泛，如车床的走刀机构、工具显微镜工作台的纵 向传动机械等。
图9-3测量显微镜纵向测微螺旋
滑块下降时：F FQ tan( )
°
°
若 ψ ≤ ρ，则 F ≤ 0，不加支持力F，滑块
在FQ的作用下不会自动下滑——自锁
A
自锁条件：ψ ≤ ρ
B
2、三角螺纹 相当于楔形滑块与楔形槽的作用
A
2FN sin FQ
N
N
Ff
2 fFN
f
sin
FQ
f
cos
FQ
f F Q
B
Q
f f
cos
——当量摩擦系数
1.矩形螺纹 已知：升角ψ ，摩擦系数f， 载荷FQ
求：A等速上升与等速下降时，水平力F的 大小，沿斜面上升的效率及其自锁条件
解：①滑块上升
arctan f
考虑A的平衡：
vA
A Ff=fN
R B
N
FQ R F 0
F FQ tan( )
F R Q
②滑块下降
Q
FQ R F 0 F'
d d2 d1
P L=nP(n=2)
d1
d2
d
h
~~~~~~~补充知识结束~~~~~~~
螺旋传动按作用分类：
1）读数螺旋机构 用于测量微量长度和传递数值反映被测物理量大小
的螺旋机构 2）传动螺旋机构
以传递运动为主，用于变换、传播运动和产生微量 位移，调节零部之间相对位置的螺旋机构 3）传力螺旋机构
e．差动螺旋 差动螺旋传动是上述基本传动型式的组合
螺杆3左、右两段 螺纹旋向相同，导 程分别为Ph1和Ph2
可动螺母的移动距离
l
2
(Ph1
Ph2
)
若Ph1与Ph2相差很小，l很小——微动装置
如螺杆3左右两段旋向相反：l
2
( Ph1
Ph2 )
快速移动螺旋——快速夹紧装置
补充知识：螺旋副中力的关系、效率和自锁
°
°
力的关系：
F FQ tan( )
自锁条件： ψ ≤ ρ'
A
B
arctan f arctan( f )
效 率：
cos
tan
tan
三角螺纹摩擦大，效率低，应用于联接的螺旋
方螺纹应用于传递运动和动力的螺旋
~~~~~~~补充知识结束~~~~~~~
三、滑动螺旋传动的计算（略） 失效形式——螺纹的磨损，螺杆变形，螺杆、螺纹牙的断裂
三角形螺纹（普通螺纹（粗牙、 细牙）、管螺纹）
螺纹内螺纹内螺纹内 66060°0°°
PPP
外螺纹外螺纹外螺纹
梯形螺纹
螺 纹内螺 纹内螺 纹内
33030° 0°°
ddd ddd2d1dd2121
PPP
外 螺 纹外 螺 纹外 螺 纹
ddd
ddd
dd2d22 dd1d11
dddd21dd2121
矩形螺纹
螺纹内螺纹内螺纹内
转动手轮1（与螺杆2固连），螺母3产生移动，通过 片簧7带动工作台8移动。移动距离通过游标刻尺9及手轮 1的读数鼓读出。
c．螺母转动，螺杆移动 特点：结构要求限制螺母移动和螺杆的转动，结构较 为复杂，故应用较少。
d．螺杆固定 螺母又转又移 特点：结构简单、紧凑，但精度低，结构上难于实现 运动的连续传递，在多数常合下使用不便，故应用较 少，用作简易调整装置。
vA
F FQ tan( ) R'
Q
F
A
滑块上升时输入功：
Ff=f N R
B
A1 Fd2 FQtg( )d2
N
滑块上升的有效功：
A2 FQS FQd2tg
滑块上升时的效率：
A2 A1
tg
tg
滑块上升时，ψ 越大则效率越高，当ψ =45º - ρ/2时，效率最高， 但升角过大加工太困难，一般 ψ < 20~25º