📐 Thread Drive Design

Design screw thread drives from pitch, lead, torque and efficiency requirements.

📐 计算公式

螺纹升角 λ = arctan(p/(πd))

输入螺纹中径、导程、轴向载荷与摩擦系数，计算传动效率、驱动力矩并判断自锁条件

螺纹中径 d2 (mm)

导程 L (mm)

轴向载荷 F (kN)

螺纹摩擦系数 μ

推力轴承摩擦系数 μc

推力轴承当量直径 dc (mm)

💡 公式：升角 λ=arctan(L/(π·d2))；摩擦角 ρ=arctan(μ)；驱动力矩 T=F·[d2/2·tan(λ+ρ)+μc·dc/2]；效率 η=tan(λ)/tan(λ+ρ)；自锁条件 λ≤ρ

⚠️ 注意事项

梯形螺纹（Tr）是传动常用螺纹，中径约为大径减去 0.5 个螺距
摩擦系数与润滑有关：润滑良好 0.06~0.1，润滑一般 0.1~0.15，干摩擦 0.15~0.25
自锁条件 λ≤ρ 是传动安全的重要指标，升降机构必须满足
推力轴承摩擦会降低传动效率，滚动轴承 μc≈0.005~0.01
本工具计算结果适用于初步设计校核，详细计算需考虑螺纹牙强度

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螺纹副力矩 T_thread=F·d2/2·tan(λ+ρ)。

止推轴承摩擦 T_collar=F·μc·dc/2。

总力矩 T_total 与驱动功率 P=T_total·ω。

举升螺旋

F=5 kN、中径 d2=20 mm、导程角 λ=3°、摩擦角 ρ=9°：T_thread=5000×10×tan12°=50000×0.2126≈10630 N·mm=10.63 N·m；若止推 μc=0.1、dc=30：T_collar=5000×0.1×15=7500 N·mm=7.5 N·m；T_total≈18.1 N·m。

效率

理想功=F·L（L=导程）、输入功=2π·T_total；效率=有用/输入。上例 L=π·d2·tanλ≈π×20×0.0524≈3.29 mm、效率≈(5000×3.29)/(2π×18100)≈0.144=14.4%。

❓ 常见问题（FAQ）

为什么加摩擦角 ρ？

螺纹升角 λ 与摩擦角 ρ 合成等效升角，自锁条件 λ≤ρ（即效率≤50%）。

导程角越大效率越高？

是，但过大失去自锁（如千斤顶需自锁选小导程角单头螺纹）。

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