Kai_CC 发表于 2023-11-3 05:04:21

开一贴,谈谈我对滚珠丝杠刚度的理解,也说说我对其的疑惑

之前就滚珠丝杠的计算谈了一下我的问题,所以现在拿出滚珠丝杠受径向力刚度计算的一例说一说,也谈谈我的见解和尚存在的问题

参考资料为上银丝杠的样本手册。

题外话,其实这个计算不是很经典,因为很少有丝杠承受径向力,不过最起码算是填补一下这个空白。

一个简单的问题及算例:
如图,丝杠相对自由,螺母固定。现有一径向力F施加于丝杠自由远端。现欲知,最大可以有多大的径向力,能使丝杠质量(寿命)受到影响最小(至少90%以上)?



Kai_CC 发表于 2023-11-3 05:28:55

乍一看,这像个压杆稳定的问题。但是实际上,压弯时不止取决于丝杠的弯曲,还存在丝杠和螺母间的相对压力,导致之间的滚珠变形,甚至是螺母变形,抑或是支撑轴承的形变。所以此处,需要计算系统的刚度,来判断丝杠尖端的形变量大小。由图可知,系统总刚度由丝杠刚度和螺母刚度共同组成。
丝杠刚度可根据公式计算。
螺母刚度(在不考虑间隙时)取决于螺杆最低刚度值及动载荷大小。其值可以从表中和丝杠参数查得。

Kai_CC 发表于 2023-11-3 05:56:25

计算出的刚度,即为对应轴向力下的丝杠螺母系统刚度。已知轴端力,及刚度,可由L=F/K计算出轴端微小位移量。
下一个问题:如何由位移量计算其对寿命的影响?

由位移量,及丝杠长度易知,其倾斜角度到底有多少。因为角度应该不大,所以可忽略丝杠弯曲造成的角度误差。此处可对照下图,得出丝杠寿命的变化。一般说来,寿命不应该低于90%(或80%)为宜。

Kai_CC 发表于 2023-11-3 06:01:47

不过,此处尚有一缺陷,或者说情况没有完全考量到:丝杠和螺母间的预轴向间隙并未考虑。或者说,此情况更适用于有预压的螺母。如果没有预压,则形变量还需考虑其间隙(主要为径向间隙,轴向也可)。哪位大侠有更好的方法研究,欢迎不吝赐教。
如果对小弟的计算有什么疑惑或者发现问题,也请直接提出。感谢。

东海fyh126 发表于 2023-11-3 08:00:56

此贴膜拜,,,等大神展开。。。

刘大官人 发表于 2023-11-3 08:03:48

想说看不懂,知识储备没达到楼主的高度

机九零 发表于 2023-11-3 08:33:22

必须收藏一个,以备后用

zxjcxx 发表于 2023-11-3 08:52:54

滚珠丝杠不允许承受径向力。因此,必须保证足够高的安装精度。

驱蚊器86 发表于 2023-11-3 08:57:49

什么场合要这样用丝杆?我比较感兴趣

zxjcxx 发表于 2023-11-3 09:02:23

滚珠丝杠的径向力,一般来说,需要用导轨来承受。导轨实现导向功能,丝杠实现驱动功能。只有在载荷很小的情况小,可以考虑采用丝杠同时完成导向和驱动功能。
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