前面几位都已经回答到关键点了。 这个机构,如果不去分析细节,是没法计算的,因为理想情况下(公差为0,绝对刚体)导杆几乎不会产生摩擦力,但你展示地设计恰恰对公差,刚度以及几何关系非常敏感,所以现实中阻力的不确定度是很大的。 我举例说明一下,这种机构其实存在一个非常大的隐藏缺陷,假如我现在忽略较近的那根导柱,然后以离得较远的那根导轨做受力分析,就会发现存在一种情况,让你无论用多大的力都无法移动这个滑台。假设滑台沿导柱方向厚度为t,螺杆和导柱的中心距为L,导柱和滑台间的摩擦系数μ,那么当μ>t/2L,或者说L>t/2μ时,就会出现“自锁”现象,即无论螺杆给滑台多大的驱动力,都无法克服摩擦力。下面是证明过程: 请注意,这里还没有出现任何公差相关的问题,那我为什么说公差也很关键呢?现在我们引入第二根导柱,就会发现,要想出现刚才提到的“自锁”现象,还必须满足一个条件,滑台最终的偏转角要达到刚才提到的单柱配合时的偏转角(即孔两侧都与导柱接触)。然而从表面看这种情况貌似并不会出现,因为在两根导柱中心距保持固定的情况下,滑台偏转一般会先导致两孔的外侧(或内测)分别碰到两根导柱,这个偏转远小于单柱配合时的偏转角。但是,有两个例外,一是当一侧的间隙远大于另一侧时(间隙大到没起到约束作用),就可能存在这种情况;此外,请不要忘了我一开始还提到一个因素,那就是刚度,当导柱的刚度不足时,它们就不足以阻止滑台继续偏转,所以仍然可能存在自锁的风险。 上面说了这么多,一直在讲极限状态,但我其实是想说明,这个负载是跟所有上述提到的因素相关的,要想精确计算是相当麻烦的一件事,不过如果定性来看,你会发现一些减小摩擦阻力的措施,比如减小导柱与螺杆的间距,比如增加滑台的厚度,比如在导柱上涂油以减小摩擦系数,又或者增强导柱的刚度等。总之,遇到类似的问题,分析它的运动状态,列出所有可能产生阻力的因素,然后用工程力学去求解它,希望对你有所启发。
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