模型受力分析
以矩形螺紋的螺旋副效率為例來說明。
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。
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
轉動螺紋所需轉矩T1為
式中:為軸向載荷,為螺紋中徑。
效率公式
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
當螺母反轉一周時,輸入功,輸出功,此時螺旋副效率為