分析丝杆受力:Tr14×3的梯形螺杆,外径D=14,导程P=3,梯形丝杆传动存在很大的摩擦损耗(滚珠丝杆传动这种损耗很小),一般取n=40%作为有效输出。
1、由旋转运动转化为直线运动的扭矩T和推力F关系为(不计损耗,不计加速):T=F×P/(2×Pi)=F×P/(2×3.14);
2、如果计入启动或停止时的加速度,假设启动加速度a为0.1G(即0.1×9.8=0.98),那么启动时附加的力F2=m×a (m为物体重量,a为启动加速度),F2产生的扭矩T2×40%=F2×P/(2×3.14)=m×a×P/(2×3.14)=0.0468N.m,T2=0.0468/40%=0.117N.m
3、计入损耗时T×40%=F×P/(2×Pi)=F×P/(2×3.14)=100×9.8×3×0.001/(2×3.14)=0.468 N.m,得T=0.468/40%=1.17 N.m。
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由于滚珠丝杠(滚珠螺杆)螺杆轴及螺帽均是点接触之滚动运动,所以其效率可高达90%以上,因此其传动扭矩仅只有传统导螺杆的1/3,滚珠螺杆的机械效率远高于传统导螺杆。
滚珠丝杠在牙型表面采以超精密加工,以降低珠槽与滚珠间的接触摩擦,又滚珠与珠槽间为点接触之滚动运动,有低摩擦力及高运转效率的优点,故可降低马达驱动力要求,进而降低成本,以测试仪器并依循标准测试步骤以确保滚珠螺杆的效率。
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采用电动丝杆作为执行机构不仅可减少采用气动和液压所需的气/液源装置和辅助设备,也可减少执行机构的重量,采用电动丝杆执行机构,在改变控制开度时,需要供电,在达到所需开度时就可不再供电。
从节能看,电动推杆执行机构比气动执行机构有明显节能优点,适用于远距离操纵而广泛用于电力、化工、冶金、矿山、轻工、交通、船舶等部门的风门、阀门、闸门等机构的启闭、物料装卸、流量控制等,现已被越来越多的部门肯它来代替机构手、液坟阀、减速传动机构的自动装置。
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