2.3 滑动螺旋传动的设计计算实例

【实例1】 在滑动螺旋的设计计算中，限制螺纹工作面上的压力，主要是为了____。

（A）使材料硬度低的螺母避免被压坏

（B）防止接触面上应力过大而产生疲劳点蚀

（C）减轻工作面的磨损

解： （C）。滑动螺旋螺纹副之间的摩擦性质为滑动摩擦，因此磨损是最主要的一种失效形式，而影响磨损的主要因素是工作面的比压。

【实例2】 在下列四种具有相同公称直径和螺距并采用相同的配对材料的传动螺旋副中，传动效率最高的是____。

（A）单线矩形螺纹 （B）单线梯形螺纹

（C）双线矩形螺纹 （D）双头锯齿形螺纹

解： （C）。矩形螺纹牙型角 α ＝0°，梯形螺纹牙型角 α ＝30°，锯齿形螺纹牙型角 α ＝33°。螺纹副的当量摩擦因数 μ _v 与摩擦因数 μ 的关系是： 。矩形螺纹牙型角最小，当量摩擦因数 μ _v 小，因此当量摩擦角 ρ _v 小（tan ρ _v ＝ μ _v ），由螺纹副的效率公式 可知效率最高。另外，由公式 可知，在螺距 p 、螺纹中径 d ₂ 相同的情况下，头数 n 越多，螺旋升角 φ 越大，因此效率越高。所以本题的答案是（C），即双头矩形螺纹效率高。

【实例3】 对滑动螺旋传动的螺杆进行强度校核时，应按公式____来计算它的总应力。

（A）

（B）

（C）

（D）

式中 F ——螺杆所受轴向载荷；

T ——螺杆所受转矩；

d ₁ ——螺纹小径；

A ——螺杆螺纹的危险截面面积。

解： （A）。滑动螺旋传动螺杆受压并受扭，所以应根据第四强度理论计算总应力，即公式A。

【 实例4】 图2-6所示为一差动螺旋装置。螺旋1上有大小不等的两部分螺纹，分别与机架2和滑板3的螺母相配；滑板3又能在机架2的导轨上左右移动，两部分螺纹的螺距如图所示。

1）两部分的螺纹均为右旋，当螺旋按图示的转向转动一周时，滑板在导轨上移动多大距离？方向如何？

2）若M16×1.5螺纹为左旋，M12×1螺纹为右旋，其他条件不变，此时滑板将移动多大距离？方向如何？

解：

1） l ＝ p ₁ - p ₂ ＝1.5mm-1mm＝0.5mm，方向向右。

2） l ＝ p ₁ ＋ p ₂ ＝2.5mm，方向向左。

1—螺旋 2—机架 3—滑板

【实例5】 设计螺旋起重器。起重量 F ＝40kN，最大升程 h′ ＝180mm。要求：

1）选择材料，设计螺旋副尺寸，需满足强度和稳定性要求，并校核螺旋自锁条件；

2）设计计算螺母各部分尺寸；

3）计算手柄的截面尺寸和长度；

4）计算螺旋起重器的效率 η ；

5）确定托杯、底座等结构及尺寸；

6）绘制螺旋起重器的装配图，应标注有关尺寸，填写标题栏及零件明细表。

解：