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標(biāo)題: 開一貼，談?wù)勎覍?duì)滾珠絲杠剛度的理解，也說說我對(duì)其的疑惑 [打印本頁]

作者: Kai_CC 時(shí)間: 2023-11-3 05:04
標(biāo)題: 開一貼，談?wù)勎覍?duì)滾珠絲杠剛度的理解，也說說我對(duì)其的疑惑
之前就滾珠絲杠的計(jì)算談了一下我的問題，所以現(xiàn)在拿出滾珠絲杠受徑向力剛度計(jì)算的一例說一說，也談?wù)勎业囊娊夂蜕写嬖诘膯栴}

參考資料為上銀絲杠的樣本手冊。

題外話，其實(shí)這個(gè)計(jì)算不是很經(jīng)典，因?yàn)楹苌儆薪z杠承受徑向力，不過最起碼算是填補(bǔ)一下這個(gè)空白。

一個(gè)簡單的問題及算例：
如圖，絲杠相對(duì)自由，螺母固定。現(xiàn)有一徑向力F施加于絲杠自由遠(yuǎn)端�，F(xiàn)欲知，最大可以有多大的徑向力，能使絲杠質(zhì)量（壽命）受到影響最小（至少90%以上）？

(, 下載次數(shù): 414)

作者: Kai_CC 時(shí)間: 2023-11-3 05:28
乍一看，這像個(gè)壓桿穩(wěn)定的問題。但是實(shí)際上，壓彎時(shí)不止取決于絲杠的彎曲，還存在絲杠和螺母間的相對(duì)壓力，導(dǎo)致之間的滾珠變形，甚至是螺母變形，抑或是支撐軸承的形變。所以此處，需要計(jì)算系統(tǒng)的剛度，來判斷絲杠尖端的形變量大小。由圖可知，系統(tǒng)總剛度由絲杠剛度和螺母剛度共同組成。
絲杠剛度可根據(jù)公式計(jì)算。
螺母剛度（在不考慮間隙時(shí)）取決于螺桿最低剛度值及動(dòng)載荷大小。其值可以從表中和絲杠參數(shù)查得。

作者: Kai_CC 時(shí)間: 2023-11-3 05:56
計(jì)算出的剛度，即為對(duì)應(yīng)軸向力下的絲杠螺母系統(tǒng)剛度。已知軸端力，及剛度，可由L=F/K計(jì)算出軸端微小位移量。
下一個(gè)問題：如何由位移量計(jì)算其對(duì)壽命的影響？

由位移量，及絲杠長度易知，其傾斜角度到底有多少。因?yàn)榻嵌葢?yīng)該不大，所以可忽略絲杠彎曲造成的角度誤差。此處可對(duì)照下圖，得出絲杠壽命的變化。一般說來，壽命不應(yīng)該低于90%（或80%）為宜。

作者: Kai_CC 時(shí)間: 2023-11-3 06:01
不過，此處尚有一缺陷，或者說情況沒有完全考量到：絲杠和螺母間的預(yù)軸向間隙并未考慮�；蛘哒f，此情況更適用于有預(yù)壓的螺母。如果沒有預(yù)壓，則形變量還需考慮其間隙（主要為徑向間隙，軸向也可）。哪位大俠有更好的方法研究，歡迎不吝賜教。
如果對(duì)小弟的計(jì)算有什么疑惑或者發(fā)現(xiàn)問題，也請直接提出。感謝。

作者: 東海fyh126 時(shí)間: 2023-11-3 08:00
此貼膜拜，，，等大神展開。。。

作者: 劉大官人 時(shí)間: 2023-11-3 08:03
想說看不懂，知識(shí)儲(chǔ)備沒達(dá)到樓主的高度

作者: 機(jī)九零 時(shí)間: 2023-11-3 08:33
必須收藏一個(gè)，以備后用

作者: zxjcxx 時(shí)間: 2023-11-3 08:52
滾珠絲杠不允許承受徑向力。因此，必須保證足夠高的安裝精度。

作者: 驅(qū)蚊器86 時(shí)間: 2023-11-3 08:57
什么場合要這樣用絲桿？我比較感興趣

作者: zxjcxx 時(shí)間: 2023-11-3 09:02
滾珠絲杠的徑向力，一般來說，需要用導(dǎo)軌來承受。導(dǎo)軌實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向功能，絲杠實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)功能。只有在載荷很小的情況小，可以考慮采用絲杠同時(shí)完成導(dǎo)向和驅(qū)動(dòng)功能。

作者: 橙色保溫杯 時(shí)間: 2023-11-3 09:02
我有一個(gè)問題，樓主說對(duì)絲杠只受徑向力的計(jì)算是填補(bǔ)空白，那為什么會(huì)有這樣的空白？
我認(rèn)為絲杠的運(yùn)用主要是受軸向力作用，而對(duì)徑向的buckling計(jì)算也就是所謂的壓桿穩(wěn)定計(jì)算。
然后又回歸到常規(guī)的問題上來，絲杠兩端的支承形式。。。這些問題在絲杠的選型上應(yīng)該都是有成熟的計(jì)算體系的
就算我上述的都是扯淡，回歸到絲杠的運(yùn)用
軸向力F的作用位置是哪里？是絲杠的螺母嗎？如果不是絲杠的螺母，請大家告訴我一個(gè)具體的運(yùn)用場景，最根本的問題就是這個(gè)F是怎么樣的受力狀態(tài)，

作者: hl90 時(shí)間: 2023-11-3 09:22
眾所周知，絲桿是不能受徑向力的，或者徑向力是要盡可能避免的

作者: 資深菜鳥 時(shí)間: 2023-11-3 10:37
絲桿不配導(dǎo)軌？經(jīng)驗(yàn)公式看細(xì)長比<60，徑向負(fù)載看牙底算屈服，螺母的鋼珠什么的不用考慮，因?yàn)榻z桿它是有角度的軸向運(yùn)動(dòng)，這樣沒有意義

作者: zhangweikobb 時(shí)間: 2023-11-3 10:43
一端固定一端自由，僅建議使用在豎直方向驅(qū)動(dòng)，上端固定工況。
非正常使用工況，分析可以，但是實(shí)際應(yīng)用意義不大

作者: zxjcxx 時(shí)間: 2023-11-3 16:19

zhangweikobb 發(fā)表于 2023-11-3 10:43
一端固定一端自由，僅建議使用在豎直方向驅(qū)動(dòng)，上端固定工況。
非正常使用工況，分析可以，但是實(shí)際應(yīng)用意 ...

一端固定，一端自由在精度要求不高，轉(zhuǎn)速不很高的場景大量使用，無論豎直還是水平布置。

作者: ytzhanggj007 時(shí)間: 2023-11-4 08:27
要考慮有支撐。。。絲杠的作用是用來推動(dòng)絲母，這是主要矛盾。。如果有一個(gè)F力作用在絲杠上，那就要想辦法抵消或減弱F的影響，至于影響壽命10%，這都不是問題，就算影響15%又怎么樣。計(jì)算公式都是在理想化的狀態(tài)下得到的，影響10%無需考慮。

作者: liuxiaoran 時(shí)間: 2023-11-4 09:05
本帖最后由 liuxiaoran 于 2023-11-4 09:13 編輯

我是杠精，我來給你挑毛病。

這么一點(diǎn)點(diǎn)阿貓阿狗的基本功，話都說不明白，表達(dá)一堆錯(cuò)誤，基本詞匯完全亂用，你還填補(bǔ)空白了，你搞笑，
疲勞問題的強(qiáng)度問題，不是剛度問題，當(dāng)然，你解決強(qiáng)度問題工程上很多時(shí)候可以轉(zhuǎn)換為剛度問題。就是不去計(jì)算強(qiáng)度，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)去計(jì)算剛度（變形）久可以了

致于剛度，懸臂梁就是3ei/（L^3），最簡單最起嘛的

致于強(qiáng)度，你可以先根據(jù)懸臂梁去估算，但是這個(gè)非常不準(zhǔn)確，但是可以用它的相對(duì)性解決一些工程問題。。專業(yè)的話就比較復(fù)雜了，需要大量的儲(chǔ)備或者有限元這些工具，很難的，算準(zhǔn)很難。

致于疲勞或者安全系數(shù)之類的，本質(zhì)不過是應(yīng)力的換算，不重要，但是從你發(fā)帖的用詞來，你連這些的abc都不會(huì)的。

懸臂梁是非常非常弱的結(jié)構(gòu)，長度是三次方的影響，所以不能長

作者: liuxiaoran 時(shí)間: 2023-11-4 09:09

ytzhanggj007 發(fā)表于 2023-11-4 08:27
要考慮有支撐。。。絲杠的作用是用來推動(dòng)絲母，這是主要矛盾。。如果有一個(gè)F力作用在絲杠上，那就要想辦法 ...

他這是影響壽命百分之10的問題嗎？他這一瞄就是影響壽命幾萬倍幾十萬倍千萬倍的問題。說千萬倍一點(diǎn)不過分。

設(shè)計(jì)亂搞，負(fù)載大一點(diǎn)一上去就快壞了。。

作者: liuxiaoran 時(shí)間: 2023-11-4 09:11

橙色保溫杯發(fā)表于 2023-11-3 09:02
我有一個(gè)問題，樓主說對(duì)絲杠只受徑向力的計(jì)算是填補(bǔ)空白，那為什么會(huì)有這樣的空白？
我認(rèn)為絲杠的運(yùn)用主要 ...

你嗯，幼兒園的不會(huì)寫字的小朋友歪歪扭扭寫了一個(gè)人a，哦，e就要填補(bǔ)世界世界文學(xué)史的空白

作者: liuxiaoran 時(shí)間: 2023-11-4 09:21

Kai_CC 發(fā)表于 2023-11-3 05:56
計(jì)算出的剛度，即為對(duì)應(yīng)軸向力下的絲杠螺母系統(tǒng)剛度。已知軸端力，及剛度，可由L=F/K計(jì)算出軸端微小位移量 ...

壽命和位移完全是兩個(gè)概念。你這個(gè)是大量的經(jīng)驗(yàn)簡化而不是計(jì)算，當(dāng)然，也可以有大量計(jì)算結(jié)合起來。

一個(gè)是位移，一個(gè)是應(yīng)力，兩回事。

就好像跳樓，一個(gè)是你的高度，一個(gè)是你腿的應(yīng)力。但是其實(shí)應(yīng)力除了高度是關(guān)鍵，還和其它很多相關(guān)。

作者: Kai_CC 時(shí)間: 2023-11-4 23:28

liuxiaoran 發(fā)表于 2023-11-4 09:05
我是杠精，我來給你挑毛病。

這么一點(diǎn)點(diǎn)阿貓阿狗的基本功，話都說不明白，表達(dá)一堆錯(cuò)誤，基本詞匯完全亂 ...

感謝大俠教誨，不過容我先辯解一下。

所謂填補(bǔ)空白，并非小弟有意托大，實(shí)在是有這個(gè)需求，所以去查找相關(guān)資料，因?yàn)闆]找到，所以只能自己嘗試研究相關(guān)問題。

阿貓阿狗的基本功，嗯，也許吧。

彎曲剛度靠懸臂梁算當(dāng)然可以，但那不是只算了絲杠么？螺母剛度引起的形變可否或可應(yīng)考慮？

而且我所加的徑向力，也并非實(shí)際傳導(dǎo)時(shí)所用力，而是徑向受擾動(dòng)力，并不大。理論上講應(yīng)有導(dǎo)軌承擔(dān)，實(shí)際上導(dǎo)軌和絲杠安裝時(shí)內(nèi)應(yīng)力即我所畫擾動(dòng)力（實(shí)為徑向力，偶爾寫的軸向力為筆誤）。

如果閣下對(duì)于絲杠計(jì)算有什么獨(dú)到見解，歡迎詳細(xì)說明或單開一帖指點(diǎn)迷津。

作者: Kai_CC 時(shí)間: 2023-11-4 23:30

資深菜鳥發(fā)表于 2023-11-3 10:37
絲桿不配導(dǎo)軌？經(jīng)驗(yàn)公式看細(xì)長比

導(dǎo)軌暫不在本問題討論之列。
閣下的“徑向負(fù)載看牙底算屈服”何解？有否計(jì)算公式可用？

作者: Kai_CC 時(shí)間: 2023-11-4 23:34

zxjcxx 發(fā)表于 2023-11-3 09:02
滾珠絲杠的徑向力，一般來說，需要用導(dǎo)軌來承受。導(dǎo)軌實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向功能，絲杠實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)功能。只有在載荷很小的情 ...

是的，大部分情況下導(dǎo)軌承擔(dān)相對(duì)徑向力或力矩。
但是導(dǎo)軌亦有其剛度，所以在導(dǎo)軌變形時(shí)，同樣有徑向力施加到絲杠上。
我此處想算的即為微小徑向力對(duì)絲杠傳動(dòng)的影響。

作者: Kai_CC 時(shí)間: 2023-11-4 23:35
最近又詳細(xì)讀了一下資料，覺得我這個(gè)抄來的算法確實(shí)不能滿足我的計(jì)算需求。還是沒有跟徑向力計(jì)算相關(guān)的公式或范例。
以上計(jì)算還是局限在軸向力范疇了。

作者: liuxiaoran 時(shí)間: 2023-11-5 08:28
本帖最后由 liuxiaoran 于 2023-11-5 08:29 編輯

Kai_CC 發(fā)表于 2023-11-4 23:34
是的，大部分情況下導(dǎo)軌承擔(dān)相對(duì)徑向力或力矩。
但是導(dǎo)軌亦有其剛度，所以在導(dǎo)軌變形時(shí)，同樣有徑向力施 ...

你這個(gè)要搞準(zhǔn)難度就大了。得到一個(gè)趨勢的話可以通過軟件。但是軟件也和建模水平直接關(guān)聯(lián)。
這個(gè)微小的局部變形是復(fù)雜結(jié)構(gòu)，不管是剛度還是強(qiáng)度估算應(yīng)該都很難的。

你找個(gè)專業(yè)的仿真工程師先看看吧，一般的估計(jì)就給你亂搗鼓

作者: tanqizhong 時(shí)間: 2023-11-5 10:44
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