Подбор трапецеидального винта и гайки по нагрузке
Калькулятор подбирает типоразмер трапецеидального винта и гайки по ГОСТ 24737/24738 под вашу нагрузку, скорость и схему установки. Каждый размер стандартного ряда проверяется на износ резьбы, прочность, устойчивость, критические обороты и самоторможение — вы получаете минимальный подходящий размер, момент привода и длину гайки.
Ответьте на вопросы о задаче. После расчёта любые изменения пересчитываются сразу — можно сравнивать варианты.
Как подобрать трапецеидальный винт и гайку
Передача «винт — гайка скольжения» с трапецеидальной резьбой (профиль 30° по ГОСТ 9484-81) превращает вращение в поступательное движение и выдерживает большие осевые нагрузки при компактных размерах. Главные ограничения такой пары — износ витков гайки, потеря устойчивости длинного сжатого винта, вибрация на высоких оборотах и нагрев.
Что проверяет калькулятор
- Износостойкость резьбы. Требуемое число витков гайки по допустимому давлению [p] для выбранной пары материалов. Больше 10 витков не учитывается: нагрузка по ним распределяется неравномерно.
- Прочность винта. Эквивалентное напряжение от сжатия (растяжения) и кручения по сечению внутреннего диаметра d₃.
- Устойчивость. Критическая сила по Эйлеру для гибких винтов и по параболе Джонсона для коротких, с учётом схемы опор.
- Критические обороты. Частота вращения, при которой винт входит в резонанс и начинает «бить».
- Самоторможение. Сравнение угла подъёма резьбы с приведённым углом трения.
- Нагрев нейлоновой гайки. Произведение давления на скорость скольжения p·v.
Калькулятор перебирает стандартный ряд диаметров и шагов по ГОСТ 24738-81, рассчитывает геометрию по ГОСТ 24737-81 и предлагает минимальный размер, прошедший все проверки, а также ближайшие альтернативы с запасом.
В наличии — винты и гайки до Tr 50×8 включительно. Более крупные размеры калькулятор тоже рассчитывает, но помечает как «под заказ»: возможность и сроки их изготовления уточняются у менеджера, выполнение такого заказа не гарантируется.
Что не учитывается
Потери в опорных подшипниках, динамические и ударные нагрузки, инерция при разгоне, изгиб винта от радиальных сил. Для таких случаев добавьте к моменту запас 10–20% или обратитесь к нашим инженерам.
FAQ
Сначала по допустимому давлению в резьбе определяется средний диаметр, при котором гайка разумной длины не изнашивается. Затем выбранный размер проверяется на прочность, устойчивость при сжатии и критические обороты. Если какая-то проверка не проходит, берётся следующий размер стандартного ряда — именно так работает калькулятор.
Это свойство передачи удерживать нагрузку без тормоза: осевая сила не может провернуть винт, если угол подъёма резьбы меньше приведённого угла трения. Однозаходные трапецеидальные винты обычно самотормозящие, многозаходные — нет. При вибрациях самоторможение ненадёжно, поэтому для вертикальных осей с людьми или ценным грузом рекомендуется отдельный тормоз.
Бронза — универсальный выбор с лучшей износостойкостью и самым высоким допустимым давлением. Латунь хорошо скользит и не ржавеет, но изнашивается быстрее, поэтому подходит для средних нагрузок. Стальная гайка прочная и недорогая, но в паре со стальным винтом склонна к задирам и годится для редкой работы на малых скоростях. Нейлоновые гайки работают тихо и без смазки, но ограничены нагревом и подходят для лёгких нагрузок и небольших скоростей.
Критическая сила потери устойчивости обратно пропорциональна квадрату приведённой длины. Консольный винт с одной опорой выдерживает примерно в 16 раз меньшую сжимающую силу, чем такой же винт, жёстко закреплённый с двух сторон. Аналогично меняются и допустимые обороты.
У многозаходного винта ход за один оборот равен шагу, умноженному на число заходов. Это даёт большую линейную скорость при тех же оборотах и более высокий КПД, но передача, как правило, теряет самоторможение и требует большего момента на каждый килограмм нагрузки.
Расчёт предназначен для предварительного подбора и сравнения вариантов. Для проектной документации нужен полный инженерный расчёт с учётом динамики, режима работы, смазки и точности. Инженеры «Техникс» помогут проверить подбор под ваши условия.
