螺旋传动是利用螺杆和螺母的啮合来传递动力和运动的机械传动。主要用于将旋转运动转换成直线运动,将转矩转换成推力。
螺旋传动
(一)螺旋传动的类型和应用
螺旋传动是利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动要求的。它主要用于将回转运动转变为直线运动,同时传递运动和动力。
根据螺杆和螺母的相对运动关系,螺旋传动的常用运动形式,主要有以下两种:图5 - 40a是螺杆转动,螺母移动,多用于机床的进给机构中;图5 - 40b是螺母固定,螺杆转动并移动,多用于螺旋起重器(千斤顶,参看图5-41)或螺旋压力机中。
螺旋传动按其用途不同,可分为以下三种类型:
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,如各种起重或加压装置的螺旋。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,而且通常需有自锁能力。
2)传导螺旋。它以传递运动为主,有时也承受较大的轴向载荷,如机床进给机构的螺旋等。传导螺旋常需在较长的时间内连续工作,工作速度较高…因此要求具有较高的传动精度。
3)调整螺旋。它用以调整、固定零件的相对位置,如机床、仪器及测试装置中的微调机构的螺旋。调整螺旋不经常转动,一般在空载下调整。
螺旋传动按其螺旋副的摩擦性质不同,又可分为滑动螺旋(滑动摩擦)、滚动螺旋(滚动摩擦)和静压螺旋(流体摩擦)。滑动螺旋结构简单,便于制造,易于自锁,但其主要缺点是摩擦阻力大,传动效率低(一般为30qo一40%),磨损快,传动精度低等。相反,滚动螺旋和静压螺旋的摩擦阻力小,传动效率高(一般为90%以上),但结构复杂,特别是静压螺旋还需要供油系统。因此,只有在高精度、高效率的重要传动中才宜采用,如数控、精密机床、测试装置或自动控制系统中的螺旋传动等。
(二)滑动螺旋的结构和材料
1.滑动螺旋的结构
螺旋传动的结构主要是指螺杆、螺母的固定和支承的结构形式。螺旋传动的工作刚度与精度等和支承结构有直接关系,当螺杆短而粗且垂直布置时,如起重及加压装置的传力螺旋,可以利用螺母本身作为支承(图5 - 41)。当螺杆细长且水平布置时,如机床的传导螺旋(丝杠)等,应在螺杆两端或中间附加支承,以提高螺杆的工作刚度。螺杆的支承结构和轴的支承结构基本相同,可参看第十二、十三两章有关内容。此外,对于轴向尺寸较大的螺杆,应采用对接的组合结构代替整体结构,以减少制造工艺上的困难。
螺母的结构有整体螺母、组合螺母和剖分螺母等形式。整体螺母结构简单,但由磨损产生的轴向间隙不能补偿,只适合在精度要求较低的螺旋中使用。对于经常双向传动的传导螺旋,为了消除轴向间隙和补偿旋合螺纹的磨损,避免反向传动时的空行程,常采用组合螺母或剖分螺母。图5 - 42是利用调整楔块来定期调整螺旋副的轴向间隙的一种组合螺母的结构形式。