차동 나사

Differential screw
나사산 피치가 각각 조금씩 다른 두 너트를 통해 볼트를 회전시키면 나사산 간 차이에 따라 너트의 분리가 변경됩니다.
디퍼렌셜 나사산이 있는 마이크로미터 조절 장치.로드 4의 나사산 11은 하나의 피치(예를 들어 25tpi, 파란색)를 가지며, 배럴 1의 나사산 10은 다른 피치(예를 들어 20tpi, 주황색)를 가진다.골무 12를 풀턴하면 너트 슬리브 13과 그 2개의 나사산(외측 20tpi, 내측 25tpi)이 회전하여 로드 20/ - 25/ = 0.01인치(0.25mm)를 배럴에 대해 이동시킨다.
1817 기계 설계 핸드북의 차동 나사 그림입니다.ab와 ef의 나사 피치는 1개이고 cd의 나사 피치는 다릅니다.AB를 한 바퀴 돌리면 스핀들 전체가 1ab 나사산 거리로 이동하며, 동시에 M은 1cd 나사산 거리와 AB가 이동한 양을 이동시킵니다.따라서 M의 전체적인 움직임은 ab와 [1]cd의 차이입니다.
1887년 조슈아 로즈가 그린 차동 나사 레벨링 다리.

차동 나사는 두 물체 사이의 간격을 작고 정확하게 조정하는 데 사용되는 메커니즘입니다(예: 현미경의 [2]초점 맞추기, 마이크로미터의 [3][4]앤빌 이동 또는 광학 위치[5] 지정).디퍼렌셜 나사는 서로 다른 리드(단일 리드 피치와 동일한 경우)의 나사산 두 개가 있는 스핀들을 사용하며, 너트 두 개가 움직이는 반대 방향일 수 있습니다.Spindle이 회전함에 따라 나사산의 차이에 따라 너트의 간격이 변화합니다.이러한 메커니즘에 의해 일반적으로 사용 가능한 나사를 사용하여 극소량을 조정할 수 있습니다.너트 2개를 사용하는 디퍼렌셜 나사 메커니즘은 마찰력이 높기 때문에 피치가 동일한 단순한 [6][7][8]단일 리드 나사보다 회전하는 데 더 많은 토크가 필요합니다.

예

많은 차동 나사 구성이 가능합니다.그림에 표시된 마이크로미터 조정기는 내측 및 외측 나사산 피치가 다른 너트 슬리브를 사용하여 조정 로드 엔드의 나사를 메인 배럴 내부의 나사산과 연결합니다. 심블이 너트 슬리브를 회전시키면 로드와 배럴이 나사산 사이의 차이에 따라 서로 상대적으로 움직입니다.

또 다른 배열은 두 개의 "너트"를 단일 고정 장치에 동축으로 고정하고 반대쪽 끝에서 들어가는 약간 다른 피치(한 나사산의 꼭대기에서 다음 나사산까지의 거리)를 가진 두 개의 개별 나사를 가지고 있다.나사의 "머리"는 간격을 조정할 두 물체에 고정됩니다.너트를 고정하는 고정 장치가 회전할 때마다 한 개의 나사가 너트 안으로 소량 이동되고 다른 나사는 너트 밖으로 약간 더 많이 이동합니다.나사 및 객체 간의 총 간격은 두 나사 간의 이동 차이에 따라 약간 변경됩니다.

더 많은 준비가 가능합니다.조정 대상 2개의 물체 각각에 2개의 너트를 고정할 수 있으며 2개의 나사 헤드는 가운데에 서로 부착할 수 있습니다.이 [1]경우 결합된 나사를 돌려 간격을 조정합니다.

움직임 및 유효 나사산 피치 계산

단일 시동 나사산의 경우 각 회전마다 너트 사이의 거리가 유효 피치 P로eff 변경됩니다. 한 쪽 끝에 TPI가1 있고 다른 쪽 끝에 TPI가2 있는 볼트의 경우 거리(또는eff P) 및 인치당eff 유효 나사산 TPI의 변화는 다음과 같이 계산됩니다.

1/TPI1 - 1/TPI2 = 1/TPIeff = Peff [9]

예를 들어 한쪽 끝에는 굵은 나사산(16tpi, 회전당 [1.59mm]의 0.0625)이 있고 다른 한쪽 끝에는 가는 나사산(24tpi, 회전당 0.06mm의 0.0416)이 있는 볼트는 회전당 너트 사이의 거리를 약 0.02인치(0.51mm)만큼 변경하며 48tpi(0:53mm의 판독치)에 상당합니다.

1/16 - 1/24 = 0.0208 인치 (48 tpi, 0.53 mm/표준)

싱글 스타트 메트릭 스레드의 경우, 유효 피치는 두 스레드 피치의 차이일 뿐입니다.

피치12 - 피치 = 피치eff

예를 들어, M5x0.80 스레드와 M4x0.70 스레드가 쌍을 이루면 0.1mm 즉 회전당 100미크론의 차동운동이 발생합니다.

미터법과 영국식 나사산을 혼합하면 표준 나사산을 사용하는 동안에도 미세한 차이가 발생할 수 있습니다. 미터법과 동일한 방법으로 계산할 수 있지만 영국식 나사산의 TPI는 미터법 피치 측정으로 변환해야 합니다.예를 들어, 26 TPI 나사산의 피치는 ~0.977mm이며 1.0mm 피치 메트릭 나사산과 짝을 이룰 경우 차동 운동은 회전당 약 0.023mm가 됩니다.

레퍼런스

  1. ^ a b M.M. Lanz & Betancourt, translated from the original French (1817). Analytical essay on the construction of machines. London: R. Ackermann. pp. 14–15, 181 Plate 1 fig D3.
  2. ^ "1달러짜리 복합 현미경"
  3. ^ 미국 특허 343478, McArthur, Duncan, "마이크로미터 캘리퍼스", 1880-02-08 발행
  4. ^ "Micrometer Heads Series 110-Differential Screw Translator (extra-Fine Feeding) Type". Product Catalog. Mitutoyo, U.S.A. Archived from the original on November 9, 2011. Retrieved December 11, 2012.
  5. ^ "Tutorials: Opto-Mechanical Components, Translation Stages, Drive Options". Archived from the original on 2010-01-15. Retrieved 2012-12-14.
  6. ^ "Screw Threads - The Theory Of Machines - Engineering Reference with Worked Examples". Retrieved 2012-12-24.
  7. ^ Kostelnicek, Dick (March 2010). "That Ol' Differential Screw Clamp" (PDF). Home Metal Shop Club Newsletter. 5 (3): 5–6. Retrieved 2012-12-24.
  8. ^ Kuhrt, O.C. (1916). "A Toolmaker's Novel Clamp". American Machinist. 44: 32.
  9. ^ Yoder, Paul R., Jr. (2005). Opto-Mechanical System Design, Third Edition. CRC Press. p. 247. ISBN 1420027239.