расчет ходовых винтов

Допуски на наружный, средний и внутренний диаметры резьбы устанавливают не более соответствующих допусков на трапециидальную резьбу по ГОСТ 9484-81, с полем допуска 7Н по ГОСТ 9562-81.

на всей длине винта, не более – 20…40.

на каждые 300 мм длины добавляется – 3…5;

на длине 300 мм – 9…18;

на длине 100 мм – 6…12;

на длине 25 мм – 5…9;

в пределах одного шага - ±3…6;

Наибольшая допускаемая накопленная ошибка шага, мкм:

Допускаемые отклонения винтов:

Для закаливаемых и шлифуемых по профилю резьбы винтов применяют сталь марок 40ХГ и 65Г, которая обладает высокой износостойкостью. Этот вариант для домашнего станка слишком крутой, а вот ШВП, кстати, только так и делают.

В случае окончательной обработки винта резцом применяют сталь У10А, которую отжигают на твердость 197 НВ.

Для термически необработанных ходовых винтов нормальной и повышенной точности лучшим материалом является горячекатаная сталь А40Г. Применяют также сталь 45 и 40Х улучшенную. В этом случае материал направляющих можно унифицировать с материалом винта.

Можно провести расчеты конкретно для нашего станка и убедиться в этом, но время жалко. При конструировании основное внимание нужно уделить материалам и технологии что в данном случае гораздо важнее. Дальше будут изложены технические требования к винтам. К их выполнению следует стремиться, но сделать это не всегда возможно и довольно дорого. Тут необходимо искать компромиссы. Чем можно поступиться, а чем нельзя вопрос сложный и решается каждым конструктором по-разному, в соответствии со своими предпочтениями. Не настаивая на своем мнении, приведу основные требования, как это должно быть на самом деле.

При шаге 3 мм высота профиля резьбы 1,5 мм.

Профиль резьбы: трапециидальный или ленточный (с прямоугольным профилем).

Минимальный диаметр винта: 12 мм при длине до 700 мм, 16 мм при длине до 1200 мм.

Опоры винта: один конец закреплен жестко, другой опирается прямо на шаговый двигатель.

Не буду тут надувать щеки, делать умный вид и утомлять вас расчетами по хитрым формулам. Тем более что сам я, хотя и умею это делать, давно уже такие вещи не рассчитываю. Наш станок это не домкрат с упорной грузовой резьбой на заданную многотонную нагрузку, а точный механический прибор. Выбор геометрических параметров винта можно, и нужно, производить на основе анализа прототипов. Если вы проанализируете (анализировать нужно промышленное оборудование, а не самоделки) большое количество аналогичных станков и приборов схожей схемы, то обнаружите следующее:

Ходовые винты рассчитывают на прочность износостойкость и устойчивость. Прочность и КПД нас интересует мало. Износостойкость интересует в плане определения среднего давления на рабочих поверхностях резьбы и выбора высоты витка. А вот, исходя из расчета на устойчивость, мы должны определить диаметр винта при заданной длине и выбранной схеме закрепления винта в опорах. Схему эту тоже надо выбрать.

Самодельный станок с ЧПУ. Ходовой винт