梯形丝杠设计计算
梯形丝杠动态容许推力
梯形丝杠动态容许推力摘要：一、梯形丝杠的基本概念二、梯形丝杠的动态性能三、梯形丝杠的容许推力计算四、影响梯形丝杠动态容许推力的因素五、提高梯形丝杠动态容许推力的方法六、总结正文：梯形丝杠作为一种常见的传动元件，广泛应用于各类机械设备中。
它具有较高的传动效率、良好的承载能力以及稳定的运动性能。
本文将从梯形丝杠的基本概念、动态性能、容许推力计算以及影响因素等方面进行详细阐述，旨在为读者提供有关梯形丝杠动态容许推力的实用知识。
一、梯形丝杠的基本概念梯形丝杠是一种以梯形截面组成的螺纹副，其特点是螺旋线呈斜线。
梯形丝杠在螺纹副中具有较高的传动效率，能够将驱动扭矩转换为线性运动。
由于梯形丝杠的螺旋线角度大于90°，因此在工作过程中具有较大的摩擦力，从而提高了其承载能力。
二、梯形丝杠的动态性能梯形丝杠的动态性能主要包括其在运动过程中的振动、噪音以及磨损等。
在实际应用中，梯形丝杠的动态性能直接影响到整个传动系统的稳定性和寿命。
为了提高梯形丝杠的动态性能，通常需要对其进行精确的加工、装配以及合理的润滑。
三、梯形丝杠的容许推力计算梯形丝杠的容许推力是指其在正常工作条件下所能承受的最大推力。
梯形丝杠的容许推力计算公式为：F = (π*d*p)/4，其中F表示容许推力，d表示丝杠的直径，p表示螺距。
在实际应用中，根据传动系统的设计要求和工况条件，可通过调整丝杠的直径和螺距来满足不同的承载能力需求。
四、影响梯形丝杠动态容许推力的因素1.材料：梯形丝杠的材料对其动态容许推力具有重要影响。
通常情况下，硬度高、强度大的材料具有更好的承载能力，从而提高动态容许推力。
2.加工精度：梯形丝杠的加工精度直接影响到其在运动过程中的振动和磨损。
高精度的加工能够降低振动和磨损，从而提高动态容许推力。
3.润滑：合理的润滑能够降低梯形丝杠的摩擦系数，减小磨损，提高动态容许推力。
五、提高梯形丝杠动态容许推力的方法1.选用高强度、高硬度的材料。
丝杠、螺纹自锁条件
螺纹自锁条件为螺纹升角小于当量摩擦角。
λ<arc tan fv λ=arc tan （S/πd）fv = f / cosβ 式中λ——螺纹升角fv—当量摩擦系数f——摩擦系数（按螺旋副材料查手册） S—螺纹导程d—螺纹中径π——圆周率β——牙形斜角，对于对称牙形为牙形角之半一般情况下，螺旋升角小于 5 度时，具有自锁功能。
计算的λ=3.6<arc tan fv =4.7 梯形螺纹自锁。
梯形螺纹不是标准件，需要自己设计加工
梯形丝杠的自锁条件
螺纹自锁条件为螺纹升角小于当量摩擦角。
λ<arc tan fv 5 k. F6 c' X; D/ y
λ=arc tan （S/πd） 6 i8 ~8 }1 t/ m% K） ^
fv = f / cosβ
式中
λ——螺纹升角 3 Q6 G: |, d7 O（ o1 x, z7 v fv—当量摩擦系数8 w/ g- D0 N: W- P f——摩擦系数（按螺旋副材料查手册） S—螺纹导程
d—螺纹中径π——圆周率β——牙形斜角，对于对称牙形为牙形角之半' U- I! I9 E! W: G: A
梯形丝杠的自锁条件
形螺纹一般用于丝杠等零件,具有良好的位移精度,一般都要自锁;如果想解除自锁,则在螺纹设计时增大螺纹升角,使其大于两金属材料的磨擦角,即可去掉自锁性,一般没有这么设计的, 那样的话螺纹升角会非常大,没有什么用.若要在不增大螺纹升角的条件下解除自锁,可以采用磙子螺旋副,此时摩擦力很小,几乎没有自锁性.。
0597梯形丝杠规格技术计算
梯形丝杠滑动丝杠
556
30度梯形丝杠
－梯形丝杠规格/技术计算－
梯形丝杠技术计算
NG
根据使用条件求得接触面压力P 、滑动速度V ，以保证梯形丝杠螺帽并未发生异常磨损。
根据求得的P 和V 值，从PV 值曲线图中求得交点。
如果在PV 值曲线图中 或 斜线的内侧存在交点，则可断定未发生异常磨损。
30度梯形丝杠的基准螺纹牙形状(JIS Tr 标准)
H ＝1.866P
H 1＝0.5P d 2＝d －0.5P
d 1＝d －P D ＝
d D 2＝d 2 D 1＝d 1
外螺纹 d ：外径 d 1：螺纹底径 d 2：有效直径内螺纹 D ：螺纹底径 D 1：内径 D 2：有效直径 P ：间距 H 1：旋合部分高度
D 尺寸16的螺距3、D 尺寸25的螺距5、D 尺寸40的螺距6均遵照Tr 标准
●跳动测量方法。
梯形丝杠参数
梯形丝杠参数梯形丝杠是一种常用于传递力和运动的装置，广泛应用于各个行业中。
在设计梯形丝杠时，其参数的选取至关重要。
本文将对梯形丝杠的参数进行分析和讨论，以帮助读者更好地理解和应用梯形丝杠。
首先是梯形丝杠的基本参数之一——丝杠螺距。
丝杠螺距是指丝杠上每个螺纹所占据的长度。
螺距的大小直接影响到梯形丝杠的速度和力矩传递效果。
一般来说，螺距越大，丝杠承受的负载能力越高，速度也会相应增加。
不过，螺距过大也会增加摩擦损失，并且在运动过程中可能出现震动现象。
因此，在选择丝杠螺距时需要综合考虑负载、速度和精度要求等因素。
其次是梯形丝杠的直径参数。
直径是指丝杠的主要径向尺寸，直径的大小与丝杠的承载能力直接相关。
一般来说，直径越大，丝杠的承载能力越大。
不过，直径增大会导致丝杠重量增加和成本上升，因此需要根据具体应用场景和经济性要求进行权衡。
另一个重要的参数是导程，也称为丝杠长度。
导程是指丝杠上所有螺纹占据的长度。
导程的大小与丝杠的工作行程相关，一般来说，导程越大，丝杠的行程也就越大，适用于工作行程较长的场合。
但是，导程过大也会导致丝杠的刚性减弱，容易出现振动和位移过大的问题。
因此，在选择导程时需要综合考虑行程要求和稳定性要求。
此外，还有两个重要的几何参数需要考虑——丝杠螺旋角和螺纹方向。
丝杠螺旋角是指螺纹的斜率，螺纹方向是指螺纹的旋转方向。
丝杠螺旋角的大小直接影响到丝杠的力传递效果，一般来说，螺旋角越小，丝杠的力传递效果越好。
螺纹方向的选择要根据具体应用场景的要求，一般有左旋和右旋两种选择。
最后，还有一些其他的参数也需要考虑，比如丝杠的材料选择、表面处理、精度等级等。
材料的选择需要综合考虑丝杠的负载要求、耐磨性和成本等因素。
表面处理可以提高丝杠的耐磨性和摩擦性能，常见的处理方法包括热处理、镀铬等。
精度等级的选择需要根据具体应用的精度要求进行评估，一般有C3、C5等等级可供选择。
综上所述，梯形丝杠的参数对于其性能和应用效果起着至关重要的作用。
丝杆选型计算公式
丝杆选型计算公式
丝杆选型计算公式是机械设计领域中一个重要的公式，用于计算丝杆的选型参数。
其主要目的是根据负载、速度、力矩等因素确定适合的丝杆型号和规格，以保证机械设备的性能、精度和稳定性。
丝杆选型计算公式包括以下几个方面：
1.负载计算公式：根据负载的大小和方向，计算出丝杆的负载能力。
负载能力主要与丝杆的直径、丝距和材质有关。
2.速度计算公式：根据丝杆的转速和径向力，计算出丝杆的最大转速，以确定其适用于的工作环境。
3.力矩计算公式：根据丝杆的长度、直径和转速，计算出所需的扭矩，以保证丝杆能够满足负载情况下的正常工作。
4.噪声计算公式：根据丝杆的规格、转速和材质，计算出丝杆运行时产生的噪声水平，以确保机械设备能够正常工作。
以上几个方面是丝杆选型计算公式的主要内容，通过运用这些公式，可以选择适合的丝杆类型，并保证其在机械设备中的正常工作。
T形丝杆与滚珠丝杆计算书
.
'. 3000N 驱动器计算说明书
已知条件：传动比i=58.5；导程p=3mm ；螺纹直径（中径）D=12（10.5）；螺纹牙型半角 β=15°；摩擦系数f=0.1（滚珠丝杆为0.001）；轴向力F=3000N ；电机功率P=10w ；电机输
入扭矩=120 Nmm ；
计算公式（此公式也适用滚珠丝杆）：
螺纹工作高度h=0.5P;
中径螺纹升角λ= arctg(p/πD)=4.86°；
当量摩擦角ρ=arctg(f/cos β)=6°；（滚珠丝杆压力角为45°，即β＝25.5°）
四级齿轮传动效率η1=0.954=0.81；
丝杠和丝母传动效率η2=tg λ/tg(λ+ρ)=0.44；(参考数值=0.3)
丝杠扭距T 丝=F*(D/2)* tg(λ+ρ)=3420Nmm ；
反算电机扭距T 电机=
2*1* T ηηi 丝=164 Nmm ；(193) 电机输出扭距T 电机= n
P 9550=254 Nmm ； 电机可提供最大推力=F*164
254=4646N ；(3948) 手动压紧力：3420（主轴丝杠扭矩）/2（传动比）=1710；1710/40（力臂）=40N ；
卡子拉断破坏试验：不锈钢1.58吨；低碳钢1吨；
滚珠丝杆计算：电机扭矩一定的情况下：T12X4…….77N
T16X4……..76N
T16X5………62N
1千帕（kPa ）=0.145磅力/英寸2（psi ）=0.0102千克力/厘米2（kgf/cm2） =0.0098大气压（atm ）
粘接力=3770X0.07X8X ∏X4=260kg
扭矩=260X2=520kgmm=5.2NM。
梯形丝杠推力计算公式
梯形丝杠推力计算公式
梯形丝杠是一种常见的机械传动元件，它能够将旋转运动转换为直线运动，广泛应用于各种机械设备中。
在实际应用中，梯形丝杠的推力是一个重要的参数，需要进行准确计算。
下面介绍梯形丝杠推力的计算公式。
梯形丝杠推力计算公式为：
F = μPπd/4
其中，F为推力，单位为牛顿(N)；μ为摩擦系数，一般取值为0.08~0.10；P为螺母轴向力，单位为牛顿(N)；d为梯形丝杠的直径，单位为毫米(mm)。
需要注意的是，上述公式中的P值是指螺母轴向力，它等于螺母所受的实际力减去螺杆轴向力的分量。
因此，在计算时需要先计算出螺杆轴向力，再减去它的分量得到P值。
另外，由于梯形丝杠的摩擦系数μ与润滑方式、表面粗糙度等因素有关，因此在实际应用中需要根据具体情况进行调整。
- 1 -。
梯形丝杆扭矩与推力计算【技巧】
30°梯形丝杠螺纹代号用“Tr”及公称直径×螺距表示，左旋螺纹需在尺寸规格之后加注“LH”，右旋则不注出。
例如Tr36×6；Tr44×8LH 等。
各基本尺寸名称，代号及选型计算公式如下：
牙型角α＝30°
螺距P 由螺纹标准确定
牙顶间隙ac P=1.5～5 ac=0.25；P=6～12 ac=0.5；P=14～44
ac=1
外螺纹：大径d 公称直径；中径d2=d-0.5P ；小径d1=d-2h3 ；牙高h3=0.5P+ac
内螺纹：大径D4=d+2ac ；中径D2=d2 ；小径D1=d-P ；牙高
H4=h3 ；牙顶宽f=0.366P ；牙槽底宽w=0.366P-0.563ac
螺纹升角ψ tgψ=P/π
非精确等速传动场合可以套用以下公式计算:T1=(Ta+Tpmax+Tu)
其中 T1:等速时的驱动扭矩; Ta=（Fa*I）/（2*3.14*n1); Fa:轴向负载N; Fa=F+μmg F:丝杠的轴向切削力等N; μ:导向面摩擦系数; m:移动物体重量(工作台+工件)kg; g:9.8 Tpmax:丝杠的动态摩擦扭矩上限N.cm; Tu:支撑轴承等的摩擦扭矩N.cm。
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0.1 0.82
0.15 0.74
0.2 0.67
当施加扭矩时,所发生的推力可用下式计算。
Fa =2 •π • η • T/R 10–3
Fa ∶产生的推力 T ∶扭矩(输入) R ∶导程
(N) (N·m) (mm)
当施加推力时,所发生的扭矩可用下式计算。
T = η • Fa • R 10–3/2π
T ∶产生的扭矩 Fa ∶推力(输入) R ∶导程
单位∶%
项目
内容
Al
3～4
Cu
3～4
Mg
0.03～0.06
Be
0.02～0.06
Ti
0.04～0.12
Zn
剩余部分
梯形丝杠
A-843
【机械性能】
项目 抗拉强度 抗拉耐力(0.2%) 抗压强度 压缩耐力(0.2%) 疲劳强度 却贝冲击值
伸长 硬度
【物理性质】
内容 275～314N/mm2 216～245N/mm2 539～686N/mm2 294～343N/mm2 132N/mm2ʷ107（申克挠曲试验） 0.098～0.49N·m/mm2
1～5％ 120～145HV
项目 比重 比热 熔点 热膨张系数
内容 6.8 460J/(kg·K) 390ˆ 24ʷ10-6
【耐磨损性】
ＴＨＫ高强度锌合金
３级青铜
３级黄铜
磨损量ʢｍgʣ
２级磷青铜
距离ʢｋｍʣ
图1 高强度锌合金的耐磨损性
【计算接触面压p】
p值可按如下计算∶
z 承受轴向负荷时∶
p = PF 9.8 F
p ∶轴向负荷(PF N)情况下齿面的接触面压 (N/mm2)
F ∶动态容许推力
(N)
PF ∶轴向负荷
(N)
z 承受扭矩时∶
p = PT 9.8 T
p ∶在施加负荷扭矩（PT N·m）情况下齿面的接触面压（N/mm2）
[计算例]
假设使用梯形丝杠DCMB型,在承受伴随振动的轴向负荷PF＝1760N的同时,以进给速度S＝10m/min运动的情况下,选 择梯型丝杠。 对pV值加以探讨。 首先，试探性地选择DCMB25T型（动态容许推力F＝12700N）。 计算接触面压(p)。
Q1'ʷʷ˺/NN
滑动速度 Ｖ（ｍ／ｍｉｎ） 图1 pV值
表1 安全系数(fS) 负荷的种类 对于不常使用的静态负荷 对于普通的单方向负荷 对于振动／冲击伴随而来的负荷
fS的下限 1～2 2～3
4或更多
梯形丝杠
A-845
z fT∶温度系数
如果梯型丝杠的温度超过了常温范围 , 梯型丝杠 的耐焦化性和材料的强度将会下降。因此,有必要 将动态容许扭矩 (T) 和动态容许推力 (F) 乘以图 2 中显示的相应温度系数。
30
35
40 3
45
50
【推荐安装方向】
当在竖直方向上使用丝杠轴输送重物时 , 应如图 2 所示安装丝杠才是安全的 , 应在安装孔上提供支 撑以防止移动的物体掉落 , 即使梯型丝杠由于过 载或受到冲击而破裂也没有问题。
运 行
梯形丝杠
梯形丝杠
丝杠轴 轴旋转 （轴向固定） 图2 推荐安装方向
A-851
润滑
[计算例2]
假设使用梯形丝杠DCMB20T型,当推力Fa＝980N时,计算产生的扭矩。 如果μ 为0.2,则效率η为0.67（参照表2）,发生的扭矩(T)如下计算。
5η•'B•3πʷ ʷπʷʷ /•N
T ∶动态容许扭矩
(N·m)
PT ∶承受的扭矩
(N·m)
【计算齿面滑动速度V】
V值可按如下计算∶
V = 2• π • Do •n 103
V ∶滑动速度 Do ∶有效直径(参照尺寸表) n ∶每分钟转数 R ∶导程
(m/min) (mm)
(min-1) (mm)
选择的要点
梯形丝杠的选择
梯形丝杠
A-847
'
求出滑动速度(V)。以进给速度S＝10m/min运动时,所需的丝杠轴每分钟转数(n)按下式计算∶
O4˺NJOr 3ʷ r ʷ r
7•π•%P•Oʷπʷʷ˺NNJO
选择的要点 ...................... A-845 梯形丝杠的选择 .................. A-845 效率、推力与扭矩 ................ A-849 精度规格 ........................ A-849
设计的要点 ...................... A-850 配合 ............................ A-850
※ 请参见别册 B 产品尺寸规格
A-841
特长
梯形丝杠的特长
梯形丝杠
ＤＣＭＡ型
无润滑微型梯形丝杠 ＤＣＭＢ８Ｔ、ＤＣＭＢ１２Ｔ型
ＤＣＭＢ型
结构与特长
梯形丝杠DCMA型和DCMB型具有不易通过机械加工得到的45° 导程角。每种型号均能很容易地将直线运动 转换为旋转运动 , 反之亦然 , 转换效率为 70%。由于导程比较大 , 它们对于在低速转动时提供较快的进给 速度是较佳的选择。与这种梯形丝杠组合使用的多头丝杠轴是采用冷滚轧加工成型的。其齿面加工硬 化后硬度超过 250HV, 并经过镜面抛光。因此 , 这些轴具有很高的耐磨损性 , 在与梯形丝杠组合使用时可 实现极为平稳的运动。而对于梯形丝杠DCMA40型、DCMB40型或更新型号,是设计用于与切削丝杠轴配合 使用的。 微型梯形丝杠是用含油塑料制造的 , 具有较好的耐磨损性 , 尤其在无润滑工作条件下具有优异的润滑 性。并且,由于其优良性能能够长时间维持,因此可以有较长的免维护使用周期。
〈试验条件∶阿姆斯勒磨损试验机〉
项目
内容
测试零件转速
185min-1
负荷
392N
润滑剂
电动机润滑油
A-844
选择的要点
梯形丝杠
梯形丝杠的选择
【0 动态容许扭矩T和动态容许推力F】
动态容许扭矩 (T) 和动态容许推力 (F) 表示为轴承齿面上接触面压为 9.8N/mm2 时的扭矩和推力。这些数 值被用来作为梯型丝杠强度的基准。
梯形丝杠
A-850
安装步骤与维护
安装
【0 有关支撑座嘴的倒角】
为了增加梯型丝杠法兰根部的强度 , 需要将角落 处加工为R形。因此有必要对支撑座嘴的内角进行 倒角。
倒角$
图1
梯形丝杠
表1 支撑座嘴的倒角尺寸
单位∶mm
公称型号
DCMA DCMB
嘴的倒角 C
（最小）
8
1.2
12
1.5
15
17
2
20
25 2.5
安装步骤与维护 .................. A-851 安装 ............................ A-851 润滑 ............................ A-852
B 产品尺寸规格(别册)
尺寸图、尺寸表 ................... B-787 DCMA、DCMB型..................... B-788
请根据梯型丝杠的使用条件选择润滑方法。
A-842
专用滚轧轴的特长
对于梯型丝杠，提供有标准长度的专用滚轧轴。
特长
梯形丝杠的特长
【提高耐磨损性】
轴齿由冷轧加工成型,齿面加工硬化后硬度超过250HV,然后实施镜面抛光。因此,轴具有高度耐磨损性, 当与梯型丝杠配合使用时,可以获得极其平滑的运动效果。
【改善机械性能】
在滚轧轴齿面的内部结构中 , 沿着齿面轮廓出现纤维流线 , 从而使得齿根周围的结构变得很紧密 , 因此 可以增加疲劳强度。
从pV值图（参照 A-845上的 图1）中可以判断,在p值为1.36N/mm2的情况下,如果滑动速度(V)为16m/min或更低,则 不会有异常的磨损。
其次,求出相对于动态容许推力(F)的安全系数(fS)。 使用条件为∶ 温度系数fT＝1, 外加负荷PF＝1760N,安全系数则如下计算。
【轴端支撑座的额外加工】
由于每一根轴都是滚轧成形的 , 因此轴端的支撑座轴承部等的额外加工可以很容易地通过车削或铣削 来完成。
高强度锌合金
梯型丝杠中使用的高强度锌合金是一种具有高度耐焦化性、耐磨损性以及耐负荷性的材料 , 其成分、机 械性能、物理性质和耐磨损性如下表所示。
【成分】
表1 高强度锌合金的成分
选择的要点
效率、推力与扭矩
梯形丝杠
精度规格
表3 用于DCMA、DCMB型的多头滚轧丝杠轴的精度
轴标记 精度 单一节距误差（最大） 累积节距误差（最大）
滚轧轴 T注）
± 0.025 ± 0.2/300
注)标记T表示丝杠轴的加工方法。
单位∶mm
A-849
设计的要点
配合
建议梯形丝杠圆周和支撑座之间的配合采用间隙配合或过渡配合。 支撑座内径公差∶H8或J8
注)对于微型梯型丝杠,请在60ˆ以下环境中使用。
因此 , 当选择梯型丝杠时 , 在强度方面需要满足以 下等式∶ 动态容许扭矩(T)
fS fT•T PT
静态容许推力(F)
fS fT•F PF
fS ∶安全系数
（参照A-845上的表1）
fT ∶温度系数
（参照图2）
T ∶动态容许扭矩
(N·m)
PT ∶承受的扭矩
梯形丝杠
ɹɹɹ综合产品目录
A 产品技术说明
特长 ............................ A-842 梯形丝杠的特长 .................. A-842 ɾ结构与特长 .................... A-842 ɾ专用滚轧轴的特长 ............... A-843 ɾ高强度锌合金 .................. A-843