一、導(dǎo)程與螺距的定義及關(guān)系
螺距(Pitch, P):相鄰兩螺紋牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離。
導(dǎo)程(Lead, L):絲桿旋轉(zhuǎn)一周時(shí),螺母沿軸向移動(dòng)的距離。
單頭螺紋:導(dǎo)程 = 螺距()。
多頭螺紋:導(dǎo)程 = 螺距 × 頭數(shù)()。
示例:若絲桿為 3 頭螺紋,螺距為 5mm,則導(dǎo)程為 15mm。
二、對(duì)升降速度的影響
導(dǎo)程與速度的關(guān)系:
線性正相關(guān):導(dǎo)程越大,相同轉(zhuǎn)速下速度越快。例如,導(dǎo)程 10mm 的絲桿比 5mm 的速度快 1 倍。
應(yīng)用場(chǎng)景:
快速升降:選擇大導(dǎo)程(如 20mm),適用于自動(dòng)化分揀設(shè)備。
準(zhǔn)確定位:選擇小導(dǎo)程(如 2mm),適用于數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)。
螺距的間接影響:
螺距增 大(單頭螺紋)時(shí),導(dǎo)程同步增 大,速度提升。
多頭螺紋通過增加頭數(shù)提高導(dǎo)程,同時(shí)保持螺距較小,平衡速度與螺紋強(qiáng)度。
三、對(duì)負(fù)載能力的影響
導(dǎo)程與負(fù)載的關(guān)系:
反比例關(guān)系:導(dǎo)程增 大時(shí),相同扭矩下負(fù)載能力下降。例如,導(dǎo)程翻倍,負(fù)載減半。
自鎖臨界值:導(dǎo)程角(為絲桿中徑)超過當(dāng)量摩擦角時(shí),自鎖失效,需額外制動(dòng)。
螺距的影響:
螺距增 大(單頭)時(shí),螺紋接觸面積減小,易導(dǎo)致絲桿磨損或變形,降低負(fù)載能力。
多頭螺紋通過分散負(fù)載到多個(gè)螺紋牙,可提升承載能力,但需平衡導(dǎo)程與螺距的關(guān)系。
四、效率與自鎖的平衡
導(dǎo)程角與效率:
導(dǎo)程角增 大,傳動(dòng)效率提高(如導(dǎo)程角 10° 時(shí)效率約 70%,5° 時(shí)約 50%),但自鎖能力下降。
應(yīng)用選擇:
需自鎖:導(dǎo)程角 ≤ 當(dāng)量摩擦角(通常 3°~5°),犧牲部分效率。
需有效:導(dǎo)程角 > 當(dāng)量摩擦角,搭配制動(dòng)器實(shí)現(xiàn)安全制動(dòng)。
螺距與螺紋強(qiáng)度:
螺距過大時(shí),螺紋根部易產(chǎn)生應(yīng)力集中,需通過材料升級(jí)(如高強(qiáng)度合金鋼)或增 大絲桿直徑補(bǔ)償。
五、選型建議與工程實(shí)踐
快速場(chǎng)景:
選擇大導(dǎo)程(10~20mm)、多頭螺紋(3~5 頭),匹配高轉(zhuǎn)速電機(jī)。
注意絲桿剛性校核,避免高速振動(dòng)。
重載場(chǎng)景:
選擇小導(dǎo)程(2~5mm)、單頭螺紋,優(yōu)先保證自鎖與負(fù)載能力。
配合蝸輪蝸桿的低傳動(dòng)比(如 1:50),通過減速器放大扭矩。
惡劣環(huán)境優(yōu)化:
高溫環(huán)境:導(dǎo)程設(shè)計(jì)需預(yù)留熱膨脹余量,避免卡死。
粉塵環(huán)境:大導(dǎo)程配合防塵罩,減少顆粒堆積影響。