九十二學年度機械科教學媒體製作 製作：周天勇 主題：機件原理-螺旋

學 習 目 的 1.能瞭解螺旋的原理及螺旋各部分名 稱與功用 2.能知悉螺旋的種類與螺紋傳動 3.能熟練機械利益與機械效率之運算

學 習 大 綱 2-1 螺旋的原理 2-2 螺紋的各部份名稱及功用 2-3 螺紋的種類 2-4 公制螺紋與英制螺紋 學 習 大 綱 2-1 螺旋的原理 2-2 螺紋的各部份名稱及功用 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

螺旋的原理 螺旋(screw)為斜面原理之應用，又稱螺紋(thread)。由一張直角三角形紙片旋繞圓柱體上作實驗，其三角形的斜邊在圓柱表面所形成的曲線，就成為一螺旋線。 設導程為L 圓柱直徑為D 導程角為  螺旋角為 

螺旋原理示意圖

螺旋各部份名稱 1.外徑 2.內徑 3.節圓直徑 4.螺距 5.螺紋角 6.導程角 7.螺旋角 8.牙峰 9.牙根 10.螺紋深度

螺旋之功用 1.鎖緊機件 螺栓和螺蝐，利用螺旋而將兩個以上之機件予以鎖緊，成為一體。此類螺紋大都用V形螺紋。

螺旋之功用(續) 2.傳達運動或動力 利用螺旋來傳達運動或動力。此類螺紋以滾珠螺紋之效率最佳，方螺紋其次，梯形螺紋、斜方螺紋再次之。 胡桃破裂鉗應用螺旋傳輸力量

螺旋之功用(續) 3.調整機件的距離 4.測量 利用精確之螺桿，使其旋轉一周就前進一個導程之原理，藉以測定尺寸 應用螺旋之調整以測量尺寸

螺紋的種類(一) 1.右螺紋 由側面觀察螺紋自右向左方傾斜者，螺桿依順時針方向旋轉而向下移動者; 俗稱右牙，以「RH」符號表示。

螺紋的種類(二) 2.左螺紋 由側面觀察螺紋自左向右方傾斜者，螺桿依逆時針方向旋轉而向下移動者; 俗稱左牙，以「LH」符號表示。使用在特殊用途，如汽車輪胎以防止迴轉中鬆脫，促進安全。

螺紋線數與導程之關係 L (導程)=n(螺紋線數)*P(螺距) 單線螺紋之導程L=P 雙線螺紋之導程L=2P ; θ=1800 θ為螺旋線端相隔角度

單線螺紋及複線螺紋 單螺紋 雙線螺紋 三線螺紋

螺紋種類介紹(一) 螺紋的深度H=0.866P V形螺紋 美國標準螺紋

螺紋種類介紹(二) H=0.866P H=0.866P 統一標準螺紋 國際公制標準螺紋

螺紋種類介紹(三) H=0.96049P H=0.5P 惠氏螺紋 圓螺紋

螺紋種類介紹(四) H=0.5P H=0.75P 方螺紋 鋸齒形螺紋

螺紋種類介紹(五) H=0.5P+0.25mm H=0.5P+0.01 inch 公制愛克姆螺紋 英制愛克姆螺紋

公制螺紋與英制螺紋表示法 1.公制螺紋表示法 例 LH 2N M 18×2–1 2.英制螺紋表示法 例1/2 –13 UNC –2A –LH 公稱尺寸 統一標準粗牙 配合等級 螺紋旋向 螺紋旋向 螺紋線數 公制螺紋 螺紋外徑 螺紋螺距 配合等級 每吋牙數

機械利益 任何一部機械，欲使其運轉，必須由原動件加入作用力，才能使從動件產生抵抗力，克服阻力而作功。在原動件施加的力，稱為作用力;在從動件產生用來克服阻力的力，稱為抵抗力。抵抗力與作用力的比值，則稱為機械利益。 設以M代表機械利益，W代表抵抗力，F代表作用力，則

機械目的 機械利益 力量及時間 M>1 省力費時 M<1 費力省時 M=1 不省時亦不費力 又 輸入功( F×SF)=輸出功(W×SW) 所以 註：

機械效率 式中EW=EF-EE 輸入的總能量等於輸出的總能量及損失總能量的和 一部機器，其能源利用的高低，一般以機械效率表示。假設有一機械，輸入主動件的能量為EF，由從動件輸出的能量為EW，其中由於摩擦所造成的能量損失為EE，若η代表機械效率，則 式中EW=EF-EE 輸入的總能量等於輸出的總能量及損失總能量的和

理想狀態下，其機械利益恒等於線速比 數個機械組合使用時，其總機械利益等於個各機械利益連乘積；而總機械效率等於各機械效率連乘積。 亦即

螺紋傳動 差動螺旋：旋向相同，但螺距不同 複式螺旋：旋向相反，但螺距相等或不相等 差動螺旋旋轉一圈從動件位移量：△S=L1- L2

螺旋的特性 差動螺旋的特性 複式螺旋的特性 (1)若導程分別為L1及L2 ，則當螺桿轉一圈，則 螺蝐前進或後退L1- L2之距離。(L1> L2) 複式螺旋的特性 (1)若導程分別為L1及L2 ，則當螺桿轉一圈，則 螺蝐前進或後退L1+ L2之距離。

差式螺旋範例 L1=5mm，L2=3mm， L1的公稱直徑D=20mm，兩者均為右螺旋。當螺桿旋轉一圈時，則從動件N前進或後退之距離為多少？其機械利益為若干？ 解 (1)前進或後退距離為 5-3=2 mm (2)其機械利益為

複式螺旋範例 L1=5mm，L2=2mm， S1的公稱直徑D=20mm，兩者螺旋方向不同。試求其螺桿旋轉一周時，從動件N前進或後退之距離為多少？其機械利益為若干？ 解 (1)前進或後退距離為 5+2=7 mm (2)其機械利益為

壓書機實例 L1為導程6 mm之右螺旋，L2為導程4mm之右螺旋；試求手輪須迴轉多少次方能使滑板下降12mm？ 解

螺旋機構 導程為L的螺桿S以軸承支承，軸環H與B係用來制止螺桿S軸向移動，螺桿S的左端附有距離螺桿中心R的手柄 K當手柄旋轉一圈時，螺帽N會在螺桿軸線方向移動一個導程的距離L 機械利益 單螺旋起重機

螺旋起重機 N01. 螺旋起重機，已知導程 10 mm，手柄作用的力臂 R = 200mm，K點處作用力F=50Kg，則不計摩擦損失，能舉起重量W若干？又機械利益為若干？ 解 W=6280 公斤重

螺旋起重機 NO2. 螺旋的導程為15mm，R=50cm 各摩擦部分的損失為40%，問以30Kg的力F, 能旋起懸於N螺旋套的重物W為若干公斤重？ 解 W=3770 kg

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