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標題: 開一貼，談談我對滾珠絲杠剛度的理解，也說說我對其的疑惑 [打印本頁]

作者: Kai_CC 時間: 2023-11-3 05:04
標題: 開一貼，談談我對滾珠絲杠剛度的理解，也說說我對其的疑惑
之前就滾珠絲杠的計算談了一下我的問題，所以現在拿出滾珠絲杠受徑向力剛度計算的一例說一說，也談談我的見解和尚存在的問題

參考資料為上銀絲杠的樣本手冊。

題外話，其實這個計算不是很經典，因為很少有絲杠承受徑向力，不過最起碼算是填補一下這個空白。

一個簡單的問題及算例：
如圖，絲杠相對自由，螺母固定。現有一徑向力F施加于絲杠自由遠端?，F欲知，最大可以有多大的徑向力，能使絲杠質量（壽命）受到影響最小（至少90%以上）？

(, 下載次數: 464)

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

作者: Kai_CC 時間: 2023-11-3 05:56
計算出的剛度，即為對應軸向力下的絲杠螺母系統剛度。已知軸端力，及剛度，可由L=F/K計算出軸端微小位移量。
下一個問題：如何由位移量計算其對壽命的影響？

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

作者: Kai_CC 時間: 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：絲杠和螺母間的預軸向間隙并未考慮。或者說，此情況更適用于有預壓的螺母。如果沒有預壓，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。
如果對小弟的計算有什么疑惑或者發現問題，也請直接提出。感謝。

作者: 東海fyh126 時間: 2023-11-3 08:00
此貼膜拜，，，等大神展開。。。

作者: 劉大官人 時間: 2023-11-3 08:03
想說看不懂，知識儲備沒達到樓主的高度

作者: 機九零 時間: 2023-11-3 08:33
必須收藏一個，以備后用

作者: zxjcxx 時間: 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: 驅蚊器86 時間: 2023-11-3 08:57
什么場合要這樣用絲桿？我比較感興趣

作者: zxjcxx 時間: 2023-11-3 09:02
滾珠絲杠的徑向力，一般來說，需要用導軌來承受。導軌實現導向功能，絲杠實現驅動功能。只有在載荷很小的情況小，可以考慮采用絲杠同時完成導向和驅動功能。

作者: 橙色保溫杯 時間: 2023-11-3 09:02
我有一個問題，樓主說對絲杠只受徑向力的計算是填補空白，那為什么會有這樣的空白？
我認為絲杠的運用主要是受軸向力作用，而對徑向的buckling計算也就是所謂的壓桿穩定計算。
然后又回歸到常規的問題上來，絲杠兩端的支承形式。。。這些問題在絲杠的選型上應該都是有成熟的計算體系的
就算我上述的都是扯淡，回歸到絲杠的運用
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，請大家告訴我一個具體的運用場景，最根本的問題就是這個F是怎么樣的受力狀態，

作者: hl90 時間: 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 時間: 2023-11-3 10:37
絲桿不配導軌？經驗公式看細長比<60，徑向負載看牙底算屈服，螺母的鋼珠什么的不用考慮，因為絲桿它是有角度的軸向運動，這樣沒有意義

作者: zhangweikobb 時間: 2023-11-3 10:43
一端固定一端自由，僅建議使用在豎直方向驅動，上端固定工況。
非正常使用工況，分析可以，但是實際應用意義不大

作者: zxjcxx 時間: 2023-11-3 16:19

zhangweikobb 發表于 2023-11-3 10:43
一端固定一端自由，僅建議使用在豎直方向驅動，上端固定工況。
非正常使用工況，分析可以，但是實際應用意 ...

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

作者: ytzhanggj007 時間: 2023-11-4 08:27
要考慮有支撐。。。絲杠的作用是用來推動絲母，這是主要矛盾。。如果有一個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。計算公式都是在理想化的狀態下得到的，影響10%無需考慮。

作者: liuxiaoran 時間: 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。

這么一點點阿貓阿狗的基本功，話都說不明白，表達一堆錯誤，基本詞匯完全亂用，你還填補空白了，你搞笑，
疲勞問題的強度問題，不是剛度問題，當然，你解決強度問題工程上很多時候可以轉換為剛度問題。就是不去計算強度，根據經驗去計算剛度（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

致于強度，你可以先根據懸臂梁去估算，但是這個非常不準確，但是可以用它的相對性解決一些工程問題。。專業的話就比較復雜了，需要大量的儲備或者有限元這些工具，很難的，算準很難。

致于疲勞或者安全系數之類的，本質不過是應力的換算，不重要，但是從你發帖的用詞來，你連這些的abc都不會的。

懸臂梁是非常非常弱的結構，長度是三次方的影響，所以不能長

作者: liuxiaoran 時間: 2023-11-4 09:09

ytzhanggj007 發表于 2023-11-4 08:27
要考慮有支撐。。。絲杠的作用是用來推動絲母，這是主要矛盾。。如果有一個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。說千萬倍一點不過分。

設計亂搞，負載大一點一上去就快壞了。。

作者: liuxiaoran 時間: 2023-11-4 09:11

橙色保溫杯發表于 2023-11-3 09:02
我有一個問題，樓主說對絲杠只受徑向力的計算是填補空白，那為什么會有這樣的空白？
我認為絲杠的運用主要 ...

你嗯，幼兒園的不會寫字的小朋友歪歪扭扭寫了一個人a，哦，e就要填補世界世界文學史的空白

作者: liuxiaoran 時間: 2023-11-4 09:21

Kai_CC 發表于 2023-11-3 05:56
計算出的剛度，即為對應軸向力下的絲杠螺母系統剛度。已知軸端力，及剛度，可由L=F/K計算出軸端微小位移量 ...

壽命和位移完全是兩個概念。你這個是大量的經驗簡化而不是計算，當然，也可以有大量計算結合起來。

一個是位移，一個是應力，兩回事。

就好像跳樓，一個是你的高度，一個是你腿的應力。但是其實應力除了高度是關鍵，還和其它很多相關。

作者: Kai_CC 時間: 2023-11-4 23:28

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

這么一點點阿貓阿狗的基本功，話都說不明白，表達一堆錯誤，基本詞匯完全亂 ...

感謝大俠教誨，不過容我先辯解一下。

所謂填補空白，并非小弟有意托大，實在是有這個需求，所以去查找相關資料，因為沒找到，所以只能自己嘗試研究相關問題。

阿貓阿狗的基本功，嗯，也許吧。

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

而且我所加的徑向力，也并非實際傳導時所用力，而是徑向受擾動力，并不大。理論上講應有導軌承擔，實際上導軌和絲杠安裝時內應力即我所畫擾動力（實為徑向力，偶爾寫的軸向力為筆誤）。

如果閣下對于絲杠計算有什么獨到見解，歡迎詳細說明或單開一帖指點迷津。

作者: Kai_CC 時間: 2023-11-4 23:30

資深菜鳥發表于 2023-11-3 10:37
絲桿不配導軌？經驗公式看細長比

導軌暫不在本問題討論之列。
閣下的“徑向負載看牙底算屈服”何解？有否計算公式可用？

作者: Kai_CC 時間: 2023-11-4 23:34

zxjcxx 發表于 2023-11-3 09:02
滾珠絲杠的徑向力，一般來說，需要用導軌來承受。導軌實現導向功能，絲杠實現驅動功能。只有在載荷很小的情 ...

是的，大部分情況下導軌承擔相對徑向力或力矩。
但是導軌亦有其剛度，所以在導軌變形時，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絲杠傳動的影響。

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

作者: liuxiaoran 時間: 2023-11-5 08:28
本帖最后由 liuxiaoran 于 2023-11-5 08:29 編輯

Kai_CC 發表于 2023-11-4 23:34
是的，大部分情況下導軌承擔相對徑向力或力矩。
但是導軌亦有其剛度，所以在導軌變形時，同樣有徑向力施 ...

你這個要搞準難度就大了。得到一個趨勢的話可以通過軟件。但是軟件也和建模水平直接關聯。
這個微小的局部變形是復雜結構，不管是剛度還是強度估算應該都很難的。

你找個專業的仿真工程師先看看吧，一般的估計就給你亂搗鼓

作者: tanqizhong 時間: 2023-11-5 10:44
學習

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