第2讲 螺旋传动-【单招零距离】机电专业综合（上）

总复习方案·第一部分机械基础 工作面过早磨损，要求两轴平行，V形槽对称平面重合。带传动的打滑主要发生在小带轮上， 这主要是由于小带轮上最大摩擦力一般总小于大带轮上的最大摩擦力。 【答案】(1)大(2)15.760°能V带的标准长度系列(3)小重合(4)松边 靠近大带轮处(5)计算功率主动轮转速(6)小带轮包角带速？(7)小带 【例2】如图1-2-2所示的传动系统中，主动轮为摩擦轮A,直径DA=300mm,转速为 100rmin,P为摩擦轮A的轮宽中点，可在M、N点之间上下移动。求：从动摩擦轮B的最高 和最低转速。 季擦轮B 【析与解】 本题解题的关键是，理解滚子平盘式摩擦轮传动的工 作原理。 n1πD1=n2πD2→n1r1=n2r2→n2=1 r r? r1=100 150 n2max =n1 2min 100 =150r/min 150 n2min -11 1=100 =50r min r2max 300 图1-2-2 【答案】n2mx=150 r/min n2min =50r min 第2讲 螺旋传动 考情分析 知识模块 螺旋传动 1.熟悉螺纹的种类、应用和主要参数，正确识读螺纹标记。 考纲要求 2.了解螺旋传动应用形式，掌握差动螺旋传动移距的计算方法 高考卷 2019年 2020年 2021年 分值 8 7 4 题号 判断题11、计算题57 选择题32、计算题57 计算题57 题11螺旋传动的应用形 题32差动螺旋传动计算 式2分： 3分： 题57(2)普通螺旋传动 考点 题57(3)(4)差动螺旋传 题57(4)(6)普通螺旋传 方向判断和计算4分。 动方向判断和计算6分。 动方向判断和计算4分。 试题难度要求 较难 容易 容易 纵观近三年高考试卷，螺旋传动的知识点通常在判断题、选择题和计算题里出现，以计算 题为主，分值在4一8分之间。常规考点包括螺纹的种类和应用、螺纹的参数、螺纹的标记、螺 旋传动应用形式、普通螺旋传动和差动螺旋传动移距、移动速度的计算。 ·33· 单招零距离·机电专业综合 知识梳理 一、螺纹的形成和种类 1.螺纹是在圆柱表面或圆锥表面，沿螺旋线所形成具有规定牙型的连续凸起或凹沟。 2.螺纹的种类 分类方法 分类 备注 外螺纹 圆柱或圆锥外表面上形成的螺纹 按加工表面分类 内螺纹 圆柱或圆锥内表面上形成的螺纹 右旋螺纹 顺时针旋入的螺纹 按旋向分类 左旋螺纹 逆时针旋入的螺纹 单线螺纹 单线螺纹是沿一条螺旋线形成的螺纹 按线数分类 多线螺纹 多线螺纹是沿两条或两条以上的螺旋线形成的螺纹 三角形螺纹 常用于连接 梯形螺纹 常用于传动 按螺纹牙型分类 锯齿形螺纹 常用于单向传动 矩形螺纹 常用于传动 连接螺纹 起到连接作用 按用途分类 传动螺纹 起到传递运动和动力作用 二、螺纹的应用 1.连接螺纹 类型 特点及应用 粗牙普 通螺纹 最常用 按螺距不 普通螺纹 公称直径相同时，细牙螺纹的小径大，螺距小，自锁性好，对轴的强度削弱 同分类 细牙普 小，但易滑扣，不宜多拆。常用于薄壁零件、承受冲击、振动或交变载荷的 通螺纹 连接及微调装置。 (1)内、外螺纹都是圆柱螺纹(G),连接本身不具有密封性能。 非螺纹密封管螺纹 (2)用于密封性能要求不高的管路连接场合 管螺纹 (1)有圆锥内螺纹(R©)与圆锥外螺纹(R)连接、圆柱内螺纹(Rp)与圆锥 用螺纹密封管螺纹 外螺纹(R)连接两种，这两种连接本身具有一定的密封性能。 (2)用于密封性能要求较高的管路连接场合 备注： (1)普通螺纹、管螺纹牙型均为三角形。其中，普通螺纹的牙型角为60°，管螺纹的牙型角为55°。 (2)连接螺纹大多为单线螺纹。 (3)连接螺纹摩擦大，自锁性好。 (4)内、外螺纹组成螺纹副，而螺纹副不是运动副。 ·34· 总复习方案·第一部分机械基础 2.传动螺纹 种类 牙型 特点及应用 牙型角为30°，牙根强度高，对中性好，传动精度高，加工 梯形螺纹 工艺性好，最常用。 909 牙型角为33°，承载面牙侧角为3°，非承载面牙侧角为 锯齿形螺纹 30°，牙根强度高，传动效率较高，广泛用于单向受力的传 动机构。 牙型为矩形（正方形），牙型角为0°，牙宽等于螺距的一 矩形螺纹 半，牙根强度低，对中精度低，磨损后难于补偿和修复，但 传动效率最高。 备注：相同条件下，牙侧角越大，效率越低，故刀三角形<？饰影<7锯售形<刀知形 三、普通螺纹主要参数 参数名称 参数定义 备注 与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想 大径(D,d) 又称为螺纹公称直径。 圆柱的直径。 与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想 小径(D1,d) 圆柱的直径。 D(d)=Dd)-2X8H,H=0.866P 是一个假想圆柱的直径，该圆柱母线通过牙 中径(D2,d2) D2(d2)=D(d)-2× 型上沟槽和凸起相等。 0.6P. 螺距是相邻两牙中径线上对应点之间的 螺距(P) 轴向距离。 与螺距的关系是：P,=nP:单线螺纹n=1, 指同一条螺旋线上相邻两牙中径线上对应 螺距等于导程。 导程(P) 点之间的轴向距离。 指螺纹牙型上相邻两牙侧间的夹角，普通螺 螺纹牙型上牙侧与螺纹轴线垂直平面间的 牙型角(a) 纹牙型角为60°。 夹角称为牙侧角。 螺纹升角又称导程角，是指螺纹中径圆柱 螺纹升角越小，自锁性越好；螺纹升角越 螺纹升角() 上，螺旋线切线与垂直于螺纹轴线的平面间 大，自锁性越差，传动效率越高。 的夹角。 ·35· 单招零距离·机电专业综合 四、螺纹的标记 1.普通螺纹标记 普通螺纹标记 标记要求 螺纹特征代号 螺纹特征代号M 公称直径 大径 螺纹代号 螺距 细牙普通螺纹公称直径×螺距表示，粗牙普通螺纹不标螺距 旋向 左旋螺纹在螺纹代号之后加注“LH”字，右旋不标 中径公差带代号 公差带代号由表示公差等级的数字和表示基本偏差的字母组成，大写字母用于 公差带 表示内螺纹，小写字母用于表示外螺纹。前者表示中径公差带代号，后者表示顶 代号 径公差带代号。如果中径公差带代号和顶径公差带代号相同，则只标注一个公 顶径公差带代号 差带代号。 长旋合长度L 旋合长度 中等旋合长度N 使用中等旋合长度不标注其代号，特殊需要可注出旋合长度的数值。 代号 短旋合长度S 螺纹副标注：内、外螺纹基本参数完全相同才能旋合在一起组成螺纹副，其标注与螺纹标注基本相同，但需 同时注出内、外螺纹公差带代号，并用“/”分开，左边表示内螺纹公差带代号，右边表示外螺纹公差带代 号。如：M12一6H/6g。 2.管螺纹标记 管螺纹标记 标记要求 特征代号 R。一圆锥内螺纹，R。一圆柱内螺纹，R一圆锥外螺纹 用螺纹密 尺寸代号 单位为英寸，不是mm 封管螺纹 旋向 右旋螺纹不标注，左旋螺纹在尺寸代号之后标注“LH”。 特征代号 特征代号用G表示。 非螺纹密 尺寸代号 单位为英寸，不是mm。 封管螺纹 公差等级代号 公差等级代号，外螺纹有A,B两种，内螺纹只有一种不标记。 旋向 右旋螺纹不标注，左旋螺纹在尺寸代号之后标注“LH”。 螺纹副标注：内、外螺纹装配在一起，其标记用“”分开，左边表示内螺纹，右边表示外螺纹，例如：G】 1G1 合-H,R1R1一LH ·36· 总复习方案·第一部分机械基础 3.梯形螺纹标记 梯形螺纹标记 标记要求 螺纹特征代号 螺纹特征代号T, 公称直径 大径 螺纹代号 导程(P螺距) 单线梯形螺纹：×螺距，多线螺纹代号：×导程(P螺距)。 旋向 左旋螺纹在螺纹代号之后加注“LH”字，右旋不标 公差带 由表示公差等级的数字和表示基本偏差的字母组成，小写字母表示外螺纹， 中径公差带代号 代号 大写字母表示内螺纹。 旋合长度 长旋合长度L 使用中等旋合长度不标注其代号，特殊需要可注出旋合长度的数值。 代号 中等旋合长度N 螺纹副标注：配在一起的螺旋副需同时标注内、外螺纹公差带代号且用“”分开，斜线左边表示内螺纹公差 带代号，斜线右边表示外螺纹公差带代号。例如：T,36×12(P6)一6H6e. 四、螺纹连接预紧和防松方法 1.螺纹连接的主要类型 螺纹连接类型 图例 特点及应用 普通螺栓连接：螺栓与孔壁有 间隙，孔的加工精度较低，装拆 方便，广泛两连接件较薄，易制 成通孔，能从两边进行安装的 螺栓连接 场合： 铰制孔连接：螺栓与被连接件铰 制孔采用过渡配合，孔需精制， 用于承受横向载荷或需精确固 普通螺栓连接 铰制孔螺栓连接 定被连接件相互位置的场合 双头螺柱一端拧入较厚零件， 另一端穿过较薄零件并与螺母 配合，实现连接。用于被连接 双头螺柱连接 件之一较厚不宜做成通孔、材 料较软且需经常拆卸的场合。 拧入被连接件深度与被连接件 材料有关 ·37· 单招零距离·机电专业综合 续表 螺纹连接类型 图例 特点及应用 螺钉通过较薄连接件的通孔， 直接旋入较厚的被连接件之 螺钉连接 中，不需使用螺母。用于被连 接件之一较厚，受力不大，不需 经常拆卸的场合 ic 紧定螺钉旋入被连接件的螺纹 孔中，其尾部顶住另一被连接 (a (b） 紧定螺钉连接 件的表面或凹坑中，固定它们 的相对位置，也可以传递不大 的力和转矩 (c) (d) 2.螺纹连接的防松 在静载荷作用下或温度变化不大的情况下，螺纹连接不会松脱，这种性能称为螺纹的自锁 性。螺纹自锁性条件是螺纹升角小于螺纹副材料当量摩擦角。对在冲击、振动、变载荷作用 下，或工作温度变化较大的螺纹连接，必须采取有效的防松措施。 螺纹防松方法 图示 原理及应用 通过弹簧垫圈被压缩后产 生反弹力，保持螺纹副间 压紧力及摩擦力而起到防 弹簧垫圈 松作用。弹簧垫圈切口尖 摩 端应处于逆向位置，用于 擦 一般螺纹连接防松。 力 松 通过两对螺母拧紧，在螺 母与螺栓之间形成内力而 双螺母 增大摩擦力。结构简单， 用于低速、重载场合。 ·38· 总复习方案·第一部分 机械基础 续表 螺纹防松方法 图示 原理及应用 槽形螺母拧紧后，用开口 销穿过螺栓尾部小孔和螺 六角开槽螺母 母的槽，防止螺母与螺杆 与开口销 发生相对转动，也可以用 普通螺母拧紧后进行配钻 销孔。 使垫圈内舌嵌入螺栓（轴） 圆螺母与 的槽内，拧紧螺母后将垫 止动垫片 圈外舌之一褶嵌于螺母的 一个槽内实现防松。 机 防 松 螺母拧紧后，将单耳或双 耳止动垫圈分别向螺母和 止动垫圈 被联接件的侧面折弯贴 紧，实现防松。 用低碳钢钢丝穿入各螺钉 正确 头部的孔内，将各螺钉串 串联钢丝 联起来，使其相互制动。 这种结构需要注意钢丝穿 入的方向。 借误 ·39· 单招零距离·机电专业综合 续表 螺纹防松方法 图示 原理及应用 螺母拧紧后在螺纹末端冲 点破坏螺纹，或将螺母、螺 水 久 栓焊接在一起，实现防松 点冲、点焊 永久防松还可以将螺旋表 防 松 面涂上粘结剂，拧紧螺母 冲点 后，粘结剂自行固化实现 防松。 点冲点焊 五、普通螺旋传动 1.普通螺旋传动的基本概念 螺旋传动是利用螺旋副来传递运动和动力的一种机械传动，可以方便地把主动件的回转 运动转变成从动件的直线运动。 2.普通螺旋传动的类型 应用形式 应用实例 工作过程 活动钳门 螺母与固定钳口连接成整体且 固定什口 固定不动，螺杆与活动钳口通 螺 过转动副连接。转动手柄，使 螺母固定不动，螺杆回 螺杆回转并移动，并带动活动 转并作直线运动 钳口移动而实现工件的夹紧和 松开。 螺旋压力机、千分尺也是采用 台虎钳 此结构形式。 托盘 螺杆与底座连成整体且固定不 动，手柄与螺母连成一体，托盘 蝶母 套在螺母上。转动手柄，使螺 螺杆固定不动，螺母回 丁柄 母回转并直线移动，从而支顶 转并作直线运动 工件或放下工件。 插齿机刀架传动结构也是采用 777777 蝶杆 螺旋千斤顶 此种形式。 螺杆螺母 工作：台 螺母与工作台连成整体，螺杆 与机架通过转动副连接。摇动 手柄，使螺杆回转，螺母带动工 螺杆回转，螺母作直线 作台实现左右直线移动。 运动 此结构广泛应用于车床大、中 机架 小滑板移动机构及其他机床工 机床滑板移动机构 作台移动机构。 ·40· 总复习方案·第一部分机械基础 续表 应用形式 应用实例 工作过程 观察锐 螺杆 螺母与机架通过回转副连接， 螺母回转，螺杆作直线 螺母 螺杆与观察镜连成整体。转动 运动 机架 螺母，螺杆带动观察镜上下移 动。 压力试验机上观察镜 3.普通螺旋传动的特点 (1)结构简单，工作连续，传动平稳、无噪声。 (2)承载能力大，传动精度高。 (3)摩擦损失大，传动效率低。 4.普通螺旋传动直线运动方向判定 类型 方法 说明 左旋用左手判别，右旋用右手判别；四指握向为转动方向，拇指 边转边移 左右手法则 反向为移动方向 左旋用左手判别，右旋用右手判别：四指握向为转动方向，拇指 一转一移 反左右手法则 反方向为移动方向 5.普通螺旋传动的计算 直线移动距离：L=NP 直线移动速度：v=nP 六、差动螺旋传动 1.差动螺旋传动组成 由两个螺旋副组成，一个螺旋副为“边转边移”类型，另一个螺旋副为“一转一移”类型。 2.差动螺旋传动的计算 “边转边移” “一转一移” 合成 L=L士L=N(Ph,士Ph:) 位移量 L1=N·Ph Lg=N·Ph: 若旋向相同，用“一”号：若旋向相反，用“+”号。 移动方向 左右手法则 若旋向相同，则L方向取决于L:、L2中大值方向： 反左右手法则 若旋向相反，则L方向与L1、L:方向均相同。 典例精析。 【例1】 M30-5G6G的6G指的是( )公差带代号。 A.大径 B.中径 C.小径 D.底径 【析与解】本题的关键是正确识读普通螺纹标记。普通螺纹标记由螺纹代号，公差带代 号，旋合长度代号组成，彼此之间用“一”隔开，其中M30为螺纹代号，5G6G为公差带代号，该 标记中旋合长度代号为中等，所以省略不标。从标记‘5G6G’中，看出该螺纹为内螺纹，表示 中径公差带代号为5G,顶径公差带代号为6G,由内螺纹的顶径就是小径可知，C选项正确 ·41· 单招零距离·机电专业综合 【答案】C 【例2】如图1-2-3所示车床刀架进给结构，1为螺母，2为丝杠，3为机架，问： (1)若丝杠回转5圈，车刀移动距离为多少？ (2)若丝杠转速为0.5r/min,车刀移动速度为多少？ (3)若丝杠回转方向向下，车刀移动方向如何？ Tr40×12(P6) a 图1-2-3 【析与解】本题解题的关键是理解普通螺旋传动的计算和方向的判断。由丝杠代号 Tr40×12(P6)可知为双线梯形右旋螺纹，导程为12mm;丝杠与螺母传动形式属于螺杆回转， 螺母直线移动的普通螺旋传动。 (1)导程P,=12mm,丝杠回转5圈，螺母（车刀）移动距离为：L=NP,=5×12=60(mm) (2)车刀（螺母）移动速度为：v=nP。=0.5×12=6(mm/min) (3)用右手法则判别（四指与丝杠回转方向一致，大拇指指向与螺母移动方向相反），螺母 (车刀)向左移动。 【答案】(1)L=60mm(2)v=6 mm min(3)向左 【例3】如图1-2-4所示为微调的差动螺旋机构，旋钮1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P分别为 mm时，可 使螺杆2在旋钮上按图示方向转动一周后向上移动0.1mm? 图1-2-4 【析与解】本题为应用性较强的螺旋传动题。首先必须弄清楚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。 ·42·