機械基礎 課件 第9章螺旋結構

第九單元

螺旋結構2025【知識和能力目標】了解螺紋的形成和基本參數。了解螺旋機構的工作原理、類型、特點、功用及適應場合。了解滾動螺旋機構的工作原理、特點及滾珠絲杠的選用?！舅刭|目標】培養學生崇尚科學、熱愛專業的品質。培養學生勞動精神、奮斗精神、奉獻精神、創造精神、勤儉節約精神，培育時代新風新貌?！緦W習重點和難點】螺紋的基本參數，會查閱相應的國家標準。螺旋傳動的工作原理、特點及功用。螺旋機構中，螺紋的旋向、螺桿的轉向和螺母沿軸線的位移三者關系。滾珠絲桿的選擇。案例導入

機床是利用刀具對金屬毛坯進行切削加工的一種加工設備，被廣泛用于加工零部件。圖所示為CA6140型臥式車床的外形結構圖，它由帶動工件按照規定的轉速旋轉的主軸箱、改變被加工螺紋的螺距或進給量的進給箱、帶動刀架一起做直線進給運動的溜板箱、裝夾車刀的刀架、支撐長工件的尾座、床身、底座等組成。為了實現刀具的進給量和車制螺紋等功能，車床在不同箱體中多處采用螺旋機構。希望通過本單元相關案例的學習，學生能較全面地掌握螺旋機構的種類及其使用條件，并能根據技術標準選擇滾珠絲杠。組成：功用：螺桿、螺母回轉運動直線運動機構簡圖

螺旋機構分析

螺旋傳動按其用途可分為如下四類：（1）傳力螺旋。主要用于傳遞軸向力，如螺旋千斤頂和螺旋壓力機中用的螺旋等。（2）傳導螺旋。主要用于傳遞運動，如車床的進給螺旋等。（3）調整螺旋。主要用于調整、固定零件的位置，如車床尾架、卡盤爪的螺旋等。（4）測量螺旋。主要用于測量儀器，如千分尺用的螺旋等。螺旋機構分類滾動螺旋螺旋副間的摩擦性質滑動螺旋螺旋副間的摩擦為滑動摩擦，機器中常用，最多螺旋副間的摩擦為滾動摩擦，數控機床中常用。了解滑動螺旋

滑動螺旋常用的螺紋類型有矩形、梯形、鋸齒形及三角形四種，其中矩形螺紋工藝性能較差，故應用較少；而梯形螺紋則應用很廣，三角形螺紋主要用于聯接。一般單線螺紋用于聯接；雙線、三線等螺紋多用于傳動。（1）減速比大。螺桿轉動一周，螺母只移動一個導程。（2）機構效益大。在主動件上施加一個不大的扭矩，就可在從動件上得到很大推力。（3）可以使機構具有自鎖性。當螺旋升角不大于螺旋副中的當量摩擦角時機構具有自鎖性。（4）結構簡單、傳動平穩、無噪音?；瑒勇菪龣C構的特點

滑動螺旋由于摩擦力大，磨損大，效率低，壽命短等缺點，遠不能滿足現代機械傳動的要求。滾動螺旋特點：應用：數控機床、汽車摩擦損失小，傳動效率高、工作壽命長、靈敏度高啟動扭矩接近于工作扭矩，運轉非常穩定運動具有可逆性，不具有自鎖性結構和制造較復雜，成本也較高

機器中齒輪機構、平面連桿機構、凸輪機構、棘輪機構和槽輪機構等都是基本的傳動機構，因此也稱為基本機構。單一的基本機構，都有一定的局限性，所以往往不能滿足這樣的要求。為了滿足生產上的各種要求，常常將幾個基本機構組合起來使用，就是所謂組合機構。一、機構的串聯組合

將若干個單自由度的基本機構順序連接，使每一個前置機構的輸出運動作為后繼機構的輸入運動，這種組合方式稱為機構的串聯組合。

圖4.20（a）所示是用于沖壓機床上的自動送料機構。它由三個單自由度的基本機構即曲柄滑塊機構I、擺動從動件移動凸輪機構Ⅱ和搖桿滑塊機構Ⅲ串聯而成。

拓展

機構的組合原理二、機構的并聯組合

利用運動合成原理，將原動件的一個運動同時輸入給幾個并列的單自由度的基本機構，變換為另幾個輸出運動，再將這幾個運動同時輸入給具有幾個自由度的基本機構，由它合成為一個輸出運動，這種組合方式稱為機構的并聯組合。連桿齒輪機構的并聯組合三、機構的復合組合

機構的組合方式兼有并聯與串聯的性質，故這種組合方式稱為復合組合。

圖示的凸輪連桿組合機構，由凸輪機構和雙自由度五桿機構組合而成。凸輪與曲柄1固聯在一起成為原構件。雙自由度五桿機構的一個運動仍由原動構件直接輸入，另一個為凸輪機構將原動件轉動變換成桿4的移動，雙自由度五桿機構通過轉動運動與桿4移動合成，使桿件2、3上任一點（如鉸接點C）獲得所需的運動軌跡。該機構的組合框圖如(b）圖所示（a）