Chapter 2 螺旋

1. 總目錄 Chapter 2 螺旋 【學完這章你可以了解到】 一、了解螺旋的原理及螺旋各部份名稱與功用。 二、能瞭解螺紋的種類與螺紋傳動。 三、能計算機械利益與機械效率。 2-1 螺旋的原理 2-2 螺旋各部分名稱及功用 2-3 螺紋的種類 2-4 公制螺紋與英制螺紋 2-5 機械利益與機械效率 2-6 螺紋傳動 重點回顧 2-1

2. 節目錄 2-1 螺旋的原理 1.螺旋 斜面原理的運用，亦稱為螺紋。 2-2

3. 2-1 螺旋的原理 【公式計算】 設導程=L圓柱直徑=pD導程角=a螺旋角=b 2-3

4. 2-1 螺旋的原理 設導程=L圓柱直徑=pD導程角=a螺旋角=b 則： 或 或 2-4

5. 2.螺旋線為一理論之曲線。若以車刀在圓柱 上依螺旋線路徑切削成凹槽，即為螺紋。 節目錄 2-1 螺旋的原理 依凹槽形式不同即成各種不同之螺紋： 2-5

6. 節目錄 2-2螺旋各部分名稱及功用 2-6

7. 一、螺旋各部分名稱 2-2螺旋各部分名稱及功用 1.外徑：為螺紋最大直徑，亦稱「公稱直徑」。 2.底徑：為螺紋之最小直徑。 3.節圓直徑【節徑】：為一假想的圓柱直徑。其圓周經 過螺紋的地方，造成牙厚等於螺距的一半。 2-7

8. 一、螺旋各部分名稱 2-2螺旋各部分名稱及功用 4.螺距：螺紋上任意一點到相鄰 同位點，與軸線平行之 ㄧ段距離稱之。常以 「P」表示。 5.導程：當螺帽固定不動，螺桿 旋轉一周所移動之軸向 距離稱之。 單線螺紋之導程＝螺距。 6.螺紋角：為螺紋兩牙面間的夾角，或稱牙角。 2-8

9. 一、螺旋各部分名稱 2-2螺旋各部分名稱及功用 7.導程角【a】：節徑上螺旋線之 切線與軸心垂直 線所夾的角。 8.螺旋角【b】：節徑上螺旋線之 切線與軸心線所 夾的角。 9.牙峰：螺紋之頂部。 10.牙底：螺紋之底部。 11.螺紋深度：牙峰至牙底的垂直 距離，或稱牙深。 2-9

10. 二、螺旋之功用 2-2螺旋各部分名稱及功用 1.鎖緊機件：如圖示，利用螺紋將二個以上機件予 以鎖緊，成為一體。大多採用V形螺紋。 2-10

11. 二、螺旋之功用 2-2螺旋各部分名稱及功用 2.傳達運動或動力：以滾珠螺紋效率最佳，方螺紋其次 ，斜方、梯形螺紋再次之。 2-11

12. 二、螺旋之功用 2-2螺旋各部分名稱及功用 3.調整機件距離：如機車利用螺旋調整鍊條之鬆緊。 車床之刀座利用螺旋來調整進刀量之 大小。 4.測量：如螺旋測微器（分厘卡），利用精確之螺桿， 使其旋轉一周即前進一個導程，藉以測定尺寸。 2-12

13. 節目錄 2-2螺旋各部分名稱及功用 二、螺旋之功用 2-13

14. 節目錄 2-3螺紋的種類 一、依螺紋繞軸的方法可分為 1.右螺紋：以「RH」表示。 由側面看，螺紋 自右向左下傾斜 者，或螺桿依順 時針方向旋轉向 下者。 ＊如在使用上無特別標示，則所使用的螺紋均為右螺紋。 2-14

15. 2-3螺紋的種類 一、依螺紋繞軸的方法可分為 2.左螺紋：以「LH」表示。 由側面看，螺紋 自左向右下傾斜 者，或螺桿依逆 時針方向旋轉向 下者。 ＊左螺紋只使用在特殊用途上，例如：汽車輪胎、 砂輪機左邊之固定螺帽及乙炔桶、瓦斯筒開關等 ，以防止螺紋鬆脫。 2-15

16. 2-3螺紋的種類 二、依螺紋線數不同分為 1.單線螺紋：圓柱上只有一條螺旋槽，亦端面只有 單牙口者。 2-16

17. 2-3螺紋的種類 二、依螺紋線數不同分為 2.複螺紋：圓柱上有二條或二條以上互相平行之螺旋槽， 亦端面有二個或二個以上牙口者。 2-17

18. 2-3螺紋的種類 ＊螺紋線數與導程之關係 L(導程)=n(螺紋線數) ×P(螺距) (1)單線螺紋之導程L=P。 (2)雙線螺紋之導程 L=2P，螺紋線端相隔 180°。 (3)三線螺紋之導程 L=3P，螺紋線端相隔 120°。 (4)四線螺紋之導程L=4P，螺紋線端相隔 90°。 2-18

19. 2-3螺紋的種類 三、依螺紋於機件之外側或內側可分為 1.外螺紋：在機件外之螺紋。 2-19

20. 2-3螺紋的種類 三、依螺紋於機件之外側或內側可分為 2.內螺紋：在機件內之螺紋。 2-20

21. 2-3螺紋的種類 四、依螺紋用途性質之不同可分為 1.連接用螺紋 (1)V形螺紋：斷面成三角形。螺紋角90°。 a.尖V形螺紋(不常採用)：僅用於永久接合，防漏 　　　　　　　　　　　 接合及機件精密調節時 　　　　　　　　　　　 使用。 2-21

22. 2-3螺紋的種類 四、依螺紋用途性質之不同可分為 b.美國標準螺紋：分(a)粗牙(NC) (b)細牙(NF) (c)極細牙(NEF) 2-22

23. 峰部為平面或 圓弧 根部為小圓弧 2-3螺紋的種類 四、依螺紋用途性質之不同可分為 c.統一標準螺紋： (a)粗牙(UNC) (b)細牙(UNF) (c)極細牙(UNEF) 2-23

24. 根部為小圓弧 2-3螺紋的種類 四、依螺紋用途性質之不同可分為 d.國際公制標準螺紋：（我國訂此制為CNS標準） (a)粗牙(UNC)-用於一般裝配工作。 (b)細牙(UNF)-用於防震、儀表、鎖緊用。 2-24

25. 2-3螺紋的種類 四、依螺紋用途性質之不同可分為 e.惠式螺紋（英國標準螺紋），以【W】表示。 2-25

26. 2-3螺紋的種類 四、依螺紋用途性質之不同可分為 (2)圓螺紋：為德國DIN所定之標準螺紋，以【Rd】 表示。 例如：電燈泡頭之螺紋、橡皮管連接螺紋及寶特瓶 蓋上之螺紋。 2-26

27. 2-3螺紋的種類 四、依螺紋用途性質之不同可分為 2.傳達運動或動力用螺紋 (1)方螺紋：傳動效率高，機械利益大。 用於：慢速較大動力之傳達，例如：虎鉗之螺桿、起 重機之螺紋。 2-27

28. 公制 英制 2-3螺紋的種類 四、依螺紋用途性質之不同可分為 2.傳達運動或動力用螺紋 (2)梯形螺紋：又稱【愛克姆螺紋】。 用於：輕、中動力的傳達工作，磨損後可藉對合 螺帽來調整貼合。 2-28

29. 2-3螺紋的種類 四、依螺紋用途性質之不同可分為 2.傳達運動或動力用螺紋 (3)鋸齒形螺紋：又稱【斜方螺紋】，以【Bu】表示。 用於：單向動力之傳遞。例如：螺旋千斤頂，加壓機。 2-29

30. 常用於數值控制機器之導螺桿 2-3螺紋的種類 四、依螺紋用途性質之不同可分為 2.傳達運動或動力用螺紋 (4)滾珠螺紋：具有較高的傳動精度、速度及效率， 為目前工業上傳達動力最好的螺紋。 2-30

31. 2-3螺紋的種類 四、依螺紋用途性質之不同可分為 3.管用螺紋：防止洩漏用，用於氣體或液體的管件連接。 (a)直管螺紋-螺紋角55°，用於低壓管接頭及機油盃固 　　　　　 定端的螺紋。以【N.P.S】或【P.S】表示。 2-31

32. 節目錄 2-3螺紋的種類 四、依螺紋用途性質之不同可分為 3.管用螺紋：防止洩漏用，用於氣體或液體的管件連接。 (b)錐形管螺紋- 　 螺紋角多為55°亦有60°者， 此螺紋具有1：16的錐度，用 　 於高壓管接頭。以【N.P.T】 或【P.T】表示。 2-32

33. L 2N M18 × 2 -1 1級配合 雙線 螺距2mm 粗螺紋 不標註 左螺紋 公制細牙外徑18mm 節目錄 2-4公制螺紋與英制螺紋 1.公制螺紋表示法 依螺紋方向-螺紋線數-公稱尺寸-螺紋等級，順序表示。 例如： 2-33

34. 1/2 – 13 UNC – 2A – 2 – LH 雙線 每吋 13牙 外螺紋 2級配合 左螺紋 外徑 1/2吋 統一標準粗牙 2-4公制螺紋與英制螺紋 2.英制螺紋表示法 依公稱尺寸-螺紋等級-螺紋線數-螺紋方向，順序表示。 例如： 2-34

35. 節目錄 2-4公制螺紋與英制螺紋 3.螺紋等級 指內外螺紋裝配的鬆緊程度。 加工精密度。 2-35

36. 節目錄 2-5機械利益與機械效率 機械利益（M） 輸出力量對加入之作用力的比值，又稱【力比】。 輸出力量（W） 機械利益（M）＝ 作用力（F） 2-36

37. 2-5機械利益與機械效率 機械利益（M） 1.F力沿斜面方向 2-37

38. 2-5機械利益與機械效率 機械利益（M） 2.F力沿水平方向 2-38

39. 2-5機械利益與機械效率 機械效率（h） 輸出功 輸出功對輸入功的比值。 輸入功－損失功 機械效率（h）＝ ×100％ 輸入功 輸出功 ＝ ×100％ 輸入功 有效能量 ＝ ×100％ 總能量 2-39

40. 2-5機械利益與機械效率 1.機械利益與機械效率不同。機械利益可判斷該 機構是否省力。 （1）當M＞1 則：省力、費時，如螺旋起重機、滑車組。 （2）當M＝1 則：不省時不省力，其目的為方便作功。 （3）當M＜1 則：費力、省時。 ＊機械效率可判斷該機構能源損失，其值必小於1 2-40

41. 節目錄 2-5機械利益與機械效率 2.若有數個機械組合使用時，則： ※總機械利益M＝M1 × M2 × M3 × ‧‧‧。 ※總機械效率h＝h1 × h2 × h3 ×‧‧‧。 2-41

42. 節目錄 2-6螺紋傳動 一、螺旋起重機 設K＝轉動手柄 R＝手柄長(力臂) F＝作用於手柄上之力 L＝螺旋導程 W＝物重 2-42

43. (物重) (力臂) (轉動手柄) (作用力) 2-6螺紋傳動 一、螺旋起重機 機械利益M 1.不計摩擦損耗【輸入功＝輸出功】 F × 2pR＝W × L W F 2pR L ∴ M ＝ ＝ ＊K旋轉一圈＝ 2pR ＊W所行之距離為一導程 L 2-43

44. (物重) (力臂) (轉動手柄) (作用力) 2-6螺紋傳動 一、螺旋起重機 機械利益M 2.考慮摩擦損耗時 W F M ＝ 2pR L ×（1－X％） ＝ 2pR L × h ＝ 2-44

45. 2-6螺紋傳動 二、差動螺旋與複式螺旋 1.差動螺旋 螺桿上之螺紋，方向相同、導程不同。 用於微量移動機構，機械利益(M)大。 ＊D L ＝ L1－ L2 2-45

46. 節目錄 2-6螺紋傳動 二、差動螺旋與複式螺旋 2.複式螺旋 螺桿上之螺紋，方向相反、導程相等或不等。 用於需要快速移動之機構。 ＊D L ＝ L1＋ L2 2-46

47. 節目錄 Chapter 2 重點回顧 一、螺旋式利用斜面的原理，主要功用為： 1.鎖緊機件 2.傳達運動或動力 3.調整機件之位置 4.測量 二、螺距：螺紋上任意一點到相鄰同位點，與軸平行 之ㄧ段距離，也稱為牙距或節距。 三、導程：當螺帽固定不動，螺桿旋轉一周所移動之 軸向距離稱之。 2-47

48. 節目錄 Chapter 2 重點回顧 四、 (1)雙線螺紋：導程為螺距之二倍，螺紋線端相 　　　　　　　　隔180°。 (2)三線螺紋：導程為螺距之三倍，螺紋線端相 　　　　　　　　隔120°。 ※非特別註明通常為單線螺紋。 2-48

49. 節目錄 Chapter 2 重點回顧 五、傳達動力用螺紋： 1.滾珠螺紋(效率最佳，高速精密使用) 2.方螺紋(磨損後不易補救且製造不易) 3.梯形螺紋(製造容易，磨損後容易調整) 4.鋸齒型螺紋(只限於單方向的傳遞動力) ※機械效率：1>2>3>4 2-49

50. 節目錄 Chapter 2 重點回顧 六、各種螺紋角： 1.V形螺紋：皆為60°，唯獨惠氏螺紋55°。 2.國際公制螺紋：60°。 3.公制梯形螺紋：30°。 4.英制梯形螺紋：29°。 5.管螺紋：55°，亦有用60°者。 2-50