絲杠螺母的傳動計算示例

   時間:2014-03-07 10:29:09
絲杠螺母的傳動計算示例簡介
說明: 1、垂直方向(Z方向)的升降機構可採用螺桿螺母傳動機構,但不一定必須採用,如果採用,請詳述其優點。 2、螺桿螺母的螺紋一般選用梯形螺紋,因其傳動效率較高。本設計中螺桿螺母需……
絲杠螺母的傳動計算示例正文

說明:
1、垂直方向(Z方向)的升降機構可採用螺桿螺母傳動機構,但不一定必須採用,如果採用,請詳述其優點。
2、螺桿螺母的螺紋一般選用梯形螺紋,因其傳動效率較高。本設計中螺桿螺母需要具有自鎖的功能,這是使用螺桿螺母機構的最主要原因。
3、材料選擇上,螺桿選用合金工具鋼9Mn2V,此材料的耐磨性及尺寸穩定性均較好。螺母用鋼或鑄鐵做外套,內部用離心鑄造法澆注青銅,增加耐磨性。
4、下面的計算僅供參考,請務必代入自己的原始參數。
 
一、初選基本尺寸
計算項目
單位
計算公式和參數選定
說明
螺紋中徑
mm
故初選
F為軸向載荷,N
[p]為許用比壓,
   查表12-1-9
因為是整體式螺母,取
設計項目
單位
計算公式和參數選定
說明
螺紋升角
(°)
為當量摩擦角
F為摩擦係數
查表12-1-7一般
,取
 
 
但通常,故選
  故自鎖可靠。
P螺距,mm
S-導程,mm
螺母高度H
mm
 
旋合圈數n
 
 
基本牙型高度
mm
 

二、螺桿螺母的驗算:

查梯形螺紋表可得螺桿的公稱直徑,大徑,中徑,小徑。下面進行螺桿螺母的驗算和校核。
1.螺桿的耐磨性驗算
由表12-1-4中式(3)得工作比壓
考慮螺桿的升降速度0.5m/s,由表12-1-9,可見
2.螺紋的強度校核
根據螺母的材料查表12-1-10,取
螺紋的剪切強度由表12-1-4進行驗算:
  
式中 ,則
螺紋的彎曲應力由表12-1-4
  
驗算結果,螺紋強度足夠。
3.螺桿的穩定性計算
 設計螺桿的高度約為,由表12-1-4,式中。按兩端鉸接從表12-1-5可得
   則臨界載荷
,故穩定性條件滿足。
4.螺桿螺母效率的計算
由表12-1-4中(17)式,
當垂直向上運動時,
 
三、電動機的選用
1.計算電動機的容量
螺桿螺母機構垂直方向的力F大約為2500N,螺桿螺母摩擦阻力大,自鎖時低於0.5,常在0.3~0.4 。根據機械傳動效率,螺桿螺母=0.40,滾子軸承=0.98,聯軸器=0.99,則
=0.40×0.98×0.99=0.39
   所以電動機所需工作功率為
2.確定電動機的轉速
  
 其中:v為螺母軸向移動速度,m/s
    為螺桿中徑,mm
3.選擇電動機類型
本設計中使用的電動機經常有起動、制動和反轉等情況,按工作要求和條件,選用步進電機。之所以選擇步進電機,是因為它具有轉速範圍大,可無級調節,很容易獲得低速,尤其在起停階段和微升階段,步進電機本身還有制動功能,不需設置減速器。
 
四、導軌的選用
導軌的功能是導向和承載。由於根據本設計的要求,螺桿螺母的運動情況為螺桿轉動,螺母移動,因此要限制螺母的轉動,需要有一個導向裝置。此處可採用導向裝置為雙圓柱導軌。雙圓柱導軌製造簡單,內孔可研磨、外圓採用磨削可達配合精度。
進行必要的驗算:…

 

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