(完整word版)螺杆螺母的传动计算示例.doc

行走机构计算说明螺杆螺母的传动计算示例说明：1、垂直方向（ Z 方向）的升降机构可采用螺杆螺母传动机构，但不一定必须采用，如果采用，请详述其优点2、螺杆螺母的螺纹一般选用梯形螺纹，因其传动效率较高本设计中螺杆螺母需要具有自锁的功能，这是使用螺杆螺母机构的最主要原因3、材料选择上，螺杆选用合金工具钢 9Mn2V，此材料的耐磨性及尺寸稳定性均较好螺母用钢或铸铁做外套，内部用离心铸造法浇注青铜，增加耐磨性4、下面的计算仅供参考，请务必代入自己的原始参数一、初选基本尺寸计算项目单位计算公式和参数选定说明F 为轴向载荷， N[ p] 为许用比压， N / mm2螺纹中径d20.8F0.8100014.6查表 12-1-9 [4] ，mm[ p]2 1.5d2[ p] 1.5故初选 d216mm, p4mm因为是整体式螺母，取2设计项目单位计算公式和参数选定说明'为当量摩擦角螺纹升角'arctanf0.09'F 为摩擦系数（°）arctan513coscos 20查表 12-1-7[4] 一般22f0.08 0.10 ，取arctanSarctan Pxarctan41f 0.09d2d23.1416''P 螺距， mm4 334 30' ，故选 d2S-导程， mm但通常18mm, P4mmarctanSarctan Pxarctan41d2d23.14203 38''故自锁可靠。

螺母高度mmHd22 1836 mmH旋合圈数H369nnP4基本牙型mmH 10.5P0.5 42mm高度 H1二、螺杆螺母的验算：查梯形螺纹表可得螺杆的公称直径d 20mm ，大径D420mm ，中径d2D218mm ，小径d315.5mm ， D116mm下面进行螺杆螺母的验算和校核1. 螺杆的耐磨性验算由表 12-1-4 [4] 中式（ 3）得工作比压pF10000.98 N / mm2d2H 1 n3.14 18 2 9考虑螺杆的升降速度 0.5 m/s, 由表 12-1-9 [4] 取 [ p]1.5 ，可见 p [ p]2. 螺纹的强度校核根据螺母的材料查表 12-1-10 [4] ，取 [ ] 35N / mm2 ,[ ] b 50 N / mm2螺纹的剪切强度由表 12-1-4 [4] 进行验算：FD4 bn式中 b 0.65P0.6542.6mm，则F10000.66 N / mm2D4bn3.14 20.52.69螺纹的弯曲应力由表 12-1-4[4] 得b3FH 13100021.53N / mm2D4 b2n3.1420.52.629验算结果， p[ p],[ ],b[] b 螺纹强度足够。

3. 螺杆的稳定性计算设计螺杆的高度约为 h1400mm，由表 12-1-4[4] ， ul11400361.29 ，式i15.5d315.54按两端铰接从表12-1-5[4]可得2中 i3.87544则临界载荷Fc340d3234015.52l4114003568.5 N)2)241 0.00013(1 0.00013(i3.875Fc 3568.5 3.57 2.5 ，故稳定性条件满足F 10004. 螺杆螺母效率的计算由表 12-1-4 [4] 中（ 17）式，0.99tan' )tan(当垂直向上运动时，0.99tan0.99tan 3 38'0.40tan(' )tan(3 38'513')三、电动机的选用1. 计算电动机的容量螺杆螺母机构垂直方向的力 F 大约为 2500N，螺杆螺母摩擦阻力大，自锁时低于0.5 ，常在0.3 ～0.4根据机械传动效率，螺杆螺母1 =0.40 ，滚子轴承2 =0.98 ，联轴器3 =0.99 ，则a 1 2 3 =0.40 ×0.98 ×0.99=0.39所以电动机所需工作功率为PwFv10000.5Pd1000 a10001.28kWa0.392. 确定电动机的转速n60vd2 tan其中： v 为螺母轴向移动速度， m/s；d2 为螺杆中径， mm。

则60v600.58.36r / minn3.14 18tan 3 38'd2 tan3. 选择电动机类型本设计中使用的电动机经常有起动、 制动和反转等情况，按工作要求和条件，选用步进电机之所以选择步进电机，是因为它具有转速范围大，可无级调节，很容易获得低速， 尤其在起停阶段和微升阶段， 步进电机本身还有制动功能， 不需设置减速器四、导轨的选用导轨的功能是导向和承载 由于根据本设计的要求， 螺杆螺母的运动情况为螺杆转动，螺母移动，因此要限制螺母的转动，需要有一个导向装置此处可采用导向装置为双圆柱导轨 双圆柱导轨制造简单， 内孔可研磨、 外圆采用磨削可达配合精度进行必要的验算： 。