利用螺桿和螺母的嚙合來傳遞動力和運動的機械傳動。主要用於將旋轉運動轉換成直線運動,將轉矩轉換成推力。按工作特點,螺旋傳動用的螺旋分為傳力螺旋、傳導螺旋和調整螺旋。①傳力螺旋:以傳遞動力為主,它用較小的轉矩產生較大的軸向推力,一般為間歇工作,工作速度不高,而且通常要求自鎖,例如螺旋壓力機和螺旋千斤頂上的螺旋(圖1)。②傳導螺旋:以傳遞運動為主,常要求具有高的運動精度,一般在較長時間內連續工作,工作速度也較高,如機床的進給螺旋(絲杠)。③調整螺旋:用於調整並固固定零件或部件之間的相對位置,一般不經常轉動,要求自鎖,有時也要求很高精度,如機器和精密儀表微調機構的螺旋。按螺紋間摩擦性質,螺旋傳動可分為滑動螺旋傳動和滾動螺旋傳動。滑動螺旋傳動又可分為普通滑動螺旋傳動和靜壓螺旋傳動。

  滑動螺旋傳動 通常所說的滑動螺旋傳動就是普通滑動螺旋傳動。滑動螺旋通常采用梯形螺紋和鋸齒形螺紋,其中梯形螺紋應用最廣,鋸齒形螺紋用於單面受力。矩形螺紋由於工藝性較差、強度較低等原因應用很少;對於受力不大和精密機構的調整螺旋,有時也采用三角螺紋。

  以圖1為例,舉升時轉矩與軸向力的關系為

式中 T為轉矩; F為軸向力; d 2為螺紋中徑; n為螺紋線數; t為螺距; n t為螺紋升程; μ為螺紋工作面間摩擦系數; α為螺紋工作面的牙形角; μ 1為托杯和支承面間的摩擦系數; D為支承面中徑。

  一般螺紋升程和摩擦系數都不大,因此雖然軸向力F相當大,而轉矩T則相當小。傳力螺旋就是利用這種工作原理獲得機械增益的。升程越小則機械增益的效果越顯著。滑動螺旋傳動的效率低,一般為30~40%,能夠自鎖。而且磨損大、壽命短,還可能出現爬行等現象。

  靜壓螺旋傳動 螺紋工作面間形成液體靜壓油膜潤滑(見液體靜壓軸承)的螺旋傳動。靜壓螺旋傳動(圖2)摩擦系數小,傳動效率可達99%,無磨損和爬行現象,無反向空程,軸向剛度很高,不自鎖,具有傳動的可逆性,但螺母結構復雜,而且需要有一套壓力穩定、溫度恒定和過濾要求高的供油系統。靜壓螺旋常被用作精密機床進給和分度機構的傳導螺旋。這種螺旋采用牙較高的梯形螺紋。在螺母每圈螺紋中徑處開有3~6個間隔均勻的油腔。同一母線上同一側的油腔連通,用一個節流閥控制。油泵將精濾後的高壓油註入油腔,油經過摩擦面間縫隙後再由牙根處回油孔流回油箱。當螺桿未受載荷時,牙兩側的間隙和油壓相同。當螺桿受向左的軸向力作用時,螺桿略向左移,當螺桿受徑向力作用時,螺桿略向下移。當螺桿受彎矩作用時,螺桿略偏轉。由於節流閥的作用,在微量移動後各油腔中油壓發生變化,螺桿平衡於某一位置,保持某一油膜厚度。

  滾動螺旋傳動 用滾動體在螺紋工作面間實現滾動摩擦的螺旋傳動,又稱滾珠絲杠傳動(圖3)。滾動體通常為滾珠,也有用滾子的。滾動螺旋傳動的摩擦系數、效率、磨損、壽命、抗爬行性能、傳動精度和軸向剛度等雖比靜壓螺旋傳動稍差,但遠比滑動螺旋傳動為好。滾動螺旋傳動的效率一般在90%以上。它不自鎖,具有傳動的可逆性;但結構復雜,制造精度要求高,抗沖擊性能差。它已廣泛地應用於機床、飛機、船舶和汽車等要求高精度或高效率的場合。滾動螺旋傳動的結構型式,按滾珠循環方式分外循環和內循環。圖3中外循環的導路為一導管,將螺母中幾圈滾珠聯成一個封閉循環。內循環用反向器,一個螺母上通常有2~4個反向器,將螺母中滾珠分別聯成2~4個封閉循環,每圈滾珠隻在本圈內運動。外循環的螺母加工方便,但徑向尺寸較大。為提高傳動精度和軸向剛度,除采用滾珠與螺紋選配外,常用各種調整方法以實現預緊。