丝杠的设计方法有哪些
丝杠的设计方法与主轴相似,其支承轴径与丝杠的长径比都与主轴相同,不同的是丝杠上:有一段螺纹,因此,还需考虑螺纹的牙形角、螺距、直径、螺纹公差的设计。
1.螺纹牙形的选择精密丝杠螺母传动,常用的螺纹有牙形角为60。的普通公制螺纹和牙形角为30。的梯形螺纹两种。选择哪种螺纹,取决于传动精度、效率和制造工艺。
当 丝杠螺母机构的载荷不大,螺纹间的摩擦力对工作影响不大,而又要求小螺距时(螺距为0. 5~1 mm)。可采用公制基本螺纹和公制细牙螺纹。当载荷较大,螺距也较大时,宜用梯形螺纹。梯形螺纹比三角形螺纹的传动效率高、强度大、螺距大(最小直径为 10 mm,最小螺距为2 mm)。螺距小时,制造困难,而且不耐磨,故不易得到高精度丝杠。
2. 螺距选择常用的梯形螺纹螺距有2、3、4、5、6 mm等。在精密仪器设备中,采用的公制螺纹螺距系列有0. 25、0.5、0.75、1、1.25、1.5、1.75 mm等,可根据传动进给的实际需要选取,或参考同类型设备,初选螺距≠,然后计算步进机构中间传动速比i,若求得的速比i是合理的,则初选的f可最终确定 为所选螺距。
3.丝杠直径的确定(1)类比法参考同类型设备的丝杠直轻,并按所设计的设备具体情况确定。或者按结构设计的需要,先确定丝杠总长度L,再按长径比关系确定丝杠直径矗,通常L/d<30。对于电子精密机械设备,一般移动距离较短,一般取1= (15~20)d。
(2)计算法 在没有同类型设备可参考,或需要验算初选的丝杠直径时,可采用计算法。
丝杠计算通常包括耐磨性、刚度、稳定性和强度四项。电子精密机械设备中的丝杠螺母机构,一般承受载荷不大,而精度要求较高,往往是由于磨损而失效,所以,可根据磨损条件来选择材料,并确定丝杠副的尺寸。
1.螺纹牙形的选择精密丝杠螺母传动,常用的螺纹有牙形角为60。的普通公制螺纹和牙形角为30。的梯形螺纹两种。选择哪种螺纹,取决于传动精度、效率和制造工艺。
当 丝杠螺母机构的载荷不大,螺纹间的摩擦力对工作影响不大,而又要求小螺距时(螺距为0. 5~1 mm)。可采用公制基本螺纹和公制细牙螺纹。当载荷较大,螺距也较大时,宜用梯形螺纹。梯形螺纹比三角形螺纹的传动效率高、强度大、螺距大(最小直径为 10 mm,最小螺距为2 mm)。螺距小时,制造困难,而且不耐磨,故不易得到高精度丝杠。
2. 螺距选择常用的梯形螺纹螺距有2、3、4、5、6 mm等。在精密仪器设备中,采用的公制螺纹螺距系列有0. 25、0.5、0.75、1、1.25、1.5、1.75 mm等,可根据传动进给的实际需要选取,或参考同类型设备,初选螺距≠,然后计算步进机构中间传动速比i,若求得的速比i是合理的,则初选的f可最终确定 为所选螺距。
3.丝杠直径的确定(1)类比法参考同类型设备的丝杠直轻,并按所设计的设备具体情况确定。或者按结构设计的需要,先确定丝杠总长度L,再按长径比关系确定丝杠直径矗,通常L/d<30。对于电子精密机械设备,一般移动距离较短,一般取1= (15~20)d。
(2)计算法 在没有同类型设备可参考,或需要验算初选的丝杠直径时,可采用计算法。
丝杠计算通常包括耐磨性、刚度、稳定性和强度四项。电子精密机械设备中的丝杠螺母机构,一般承受载荷不大,而精度要求较高,往往是由于磨损而失效,所以,可根据磨损条件来选择材料,并确定丝杠副的尺寸。
由于螺母的材料一般比丝杠的材料软,所以,磨损主要发生在螺母的螺纹表面。磨损的计算方法,通常是采用限制螺纹表面的压强,就是使螺纹工作表面的压强声小于或等于其许用压强[p]。计算时,将螺母的螺纹牙看成是盘旋绕在圆柱表面上的长条,展开后相当于一悬臂梁。
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