本节介绍丝杠的设计。丝杠是将回转运动转化为直线运动。在行星滚柱丝杠中,丝杠起到了非常重要的作用,是最重要的零件之一。

注意,这里及以后介绍的计算过程是以RV行星滚柱齿轮为例。

丝杠的尺寸

从行星滚柱丝杠的基本几何形状可知,丝杠和螺母的导程相等:
$$
P_{S} = P_{N}
$$
式中:PS为丝杠的导程;PN为螺母的导程。

滚柱和螺母的螺旋升角相等:
$$
\alpha _{S} = \alpha_{N}
$$

式中: αS为滚柱的螺旋升角; αN为螺母的螺旋升角。

组件同心条件:
$$
d_{N} = d_{S} + 2d_{R}
$$
式中:dN为螺母的公称直径; dS为丝杠的公称直径; dR为滚柱的公称直径。

螺母的螺旋升角:
$$
\tan \alpha _{N} = \frac{P_{N} }{\pi d_{N}}
$$
滚柱的螺旋升角:
$$
\tan \alpha _{R} = \frac{P_{R} }{\pi d_{R}}
$$
由上关系可知:
$$
\frac{d_{S}}{d_{R}} = \frac{P_{S} }{P_{R}} - 2
$$
一般地,滚柱是单头螺纹,丝杠螺纹的头数为5或6,因此,导程比为5或6。丝杠和滚柱的直径比为3或者4。

这里,根据实际需要,现取丝杠的直径为24mm(可以在国标中查询,建议使用第一系列的直径),螺纹头数为5,那么直径比则为3,于是有丝杠的直径为8mm。

螺纹的牙型

如果没有特殊的需求,一般根据国标选择牙型即可。普遍和最常用的就是三角形的牙型了。

要是螺纹的相关知识搞忘了,可以看下面这篇文章简单复习一下:

螺纹相关知识,看这一篇就够了!

三角形牙型螺纹国标

三角形螺纹牙型

关于螺纹三维图的绘制,我使用的是Creo绘制,如果是使用Solidworks,可以去网上找找相关教程。

参数汇总

行星滚柱丝杠的计算参数

详细参数

依据《力姆泰克行星滚柱丝杠》中的参考以及GB/T 192-2003中的系列推荐,取行丝杠的公称直径公称直径导程导程丝杠的头数丝杠的头数螺旋升角螺旋升角
滚柱的个数NR=8。

螺母导程螺母导程
头数头数
螺旋升角螺旋升角
滚柱导程滚柱导程
则有滚柱的公称直径公称直径
螺母的内螺纹公称直径内螺纹公称直径
根据《力姆泰克行星滚柱丝杠》中的参考,螺母整体外壳的直径为53mm,长度为78mm。

丝杠螺纹选用三角形螺纹,牙型角为90°,右旋;螺母的螺纹为三角形螺纹,牙型角为90°,右旋,滚柱的螺纹为弧形螺纹,牙型角为90°,右旋。

行星滚柱丝杠结构参数


丝杠模型示意图


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最后修改:2022 年 05 月 24 日
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