螺旋副效率

螺旋副效率

螺旋副效率是指,螺紋副中的螺母旋轉一周時,有效功與輸入功的比值。螺母旋向不同,即正轉和反轉,螺紋副效率的表達式也不同。 從右圖的正轉矩形螺紋副效率曲線可以看出,當螺紋升角約40度左右時,螺旋副效率最高,但過大的升角製造困難;當螺紋升角大於25度之後,效率增長不明顯,故通常取螺紋升角小於20度。

模型受力分析

以矩形螺紋的螺旋副效率為例來說明。

螺紋受力分析 螺紋受力分析

在軸向載荷FQ作用下螺旋副相對運動,可看作推動滑塊沿螺紋表面運動。如下圖螺紋受力分析,將矩形螺紋沿中徑處展開,得到傾斜角為螺紋升角的斜面,斜面上的滑塊代表螺母,螺母和螺桿的相對運動可看作滑塊在斜面上的運動。

螺旋副效率 螺旋副效率

F相當於旋緊螺母時作用在螺紋中徑上的水平推力,FN為法向反力,f為摩擦係數,Ff為摩擦力,FR為FN與Ff的合力,為摩擦角。

根據平衡條件推出

螺旋副效率 螺旋副效率

轉動螺紋所需轉矩T1為

螺旋副效率 螺旋副效率
螺旋副效率 螺旋副效率
螺旋副效率 螺旋副效率

式中:為軸向載荷,為螺紋中徑。

效率公式

螺旋副效率 螺旋副效率
螺旋副效率 螺旋副效率

螺母旋轉一周的輸入功為,此時螺母上升一個導程s。其中有效功為。因此螺旋傳動效率為

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當螺母反轉一周時,輸入功,輸出功,此時螺旋副效率為

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