Analyse du principe de fonctionnement et guide de sélection des vis à billes trapézoïdales
Dec 12, 2025
Dans l'automatisation industrielle et les équipements de précision, les vis à billes trapézoïdales constituent le mécanisme de transmission essentiel pour la conversion d'un mouvement rotatif en mouvement linéaire, influençant directement la précision et la stabilité des équipements. Cependant, les praticiens constatent souvent une baisse d'efficacité et une réduction de la durée de vie de leurs équipements, dues à une compréhension insuffisante des principes de fonctionnement et à un choix inapproprié. Cet article détaille le principe de fonctionnement des vis à billes trapézoïdales et propose un guide pratique pour leur sélection.I. Principe de mouvement du produit et paramètres associés1. Principe de fonctionnement : La vis-mère trapézoïdale convertit le mouvement de rotation en mouvement linéaire grâce à l'engrènement de la vis et de l'écrou, transmettant simultanément énergie et puissance. II. Caractéristiques du produit1. Structure simple, traitement et fonctionnement pratiques, et coût économique ;2. La fonction d'autoblocage est obtenue lorsque l'angle d'hélice du filetage est inférieur à l'angle de frottement ;3. Processus de transmission fluide et stable ;4. Résistance au frottement relativement élevée, avec un rendement de transmission de l'ordre de 0,3 à 0,7. En mode autobloquant, le rendement est inférieur à 0,4 ;5. Possède un certain degré de résistance aux chocs et aux vibrations ;6. La capacité de charge globale est supérieure à celle des vis à laminage ordinaires. III. Calculs de sélection et de vérificationPour les vis de transmission de force classiques, les principaux modes de défaillance sont l'usure de la surface du filetage, la rupture sous contrainte de traction, le cisaillement et le cisaillement ou la flexion au fond du filetage. Par conséquent, les dimensions principales de la vis sont déterminées dès la conception en fonction de la résistance à l'usure et des calculs de solidité.Pour les vis de transmission, le principal mode de défaillance est un jeu excessif dû à l'usure ou à la déformation, entraînant une diminution de la précision du mouvement. Par conséquent, les dimensions principales de la transmission par vis doivent être déterminées dès la conception en fonction de la résistance à l'usure du filetage et du calcul de la rigidité de la vis. Si la vis de transmission supporte également une charge axiale importante, sa résistance doit être calculée en outre.Les vis longues (rapport d'élancement supérieur à 40) qui ne sont pas réglables manuellement peuvent produire des vibrations latérales ; par conséquent, leur vitesse critique doit être vérifiée.IV. Précautions d'emploi1. Considérations relatives à la charge : Les charges radiales supplémentaires doivent être évitées autant que possible, car de telles charges peuvent facilement provoquer un dysfonctionnement des vis, une usure accrue et un blocage.2. Exigences relatives à la prévention de la poussière : Il est impératif d’empêcher toute pénétration de corps étrangers dans le filetage. Si des impuretés telles que de la limaille de fer, des scories d’étain et des copeaux d’aluminium sont facilement générées en conditions de fonctionnement, un capuchon de protection doit être installé afin d’empêcher leur pénétration dans le filetage et de provoquer une usure anormale ou un blocage.3. Exigence relative à l'élancement : Lorsque l'élancement dépasse un certain seuil (60 ou plus), la vis se déforme sous son propre poids, ce qui engendre une charge radiale décentrée sur l'écrou. Selon la vitesse et le couple de fonctionnement, cela peut provoquer une usure anormale, un blocage, une déformation de l'extrémité de la vis, voire une rupture. Pour pallier ce problème, un dispositif anti-faux peut être installé au centre de la vis afin de la maintenir en place.4. Lors de l'installation, il convient de veiller à la coaxialité et à l'étalonnage du niveau de la méthode d'installation à support fixe ; pour la structure en porte-à-faux fixe-libre, il convient de veiller au contrôle des tolérances d'extrémité de l'arbre ainsi qu'au verrouillage et au renforcement de la tête.5. Lors de l'installation d'une vis à filetage trapézoïdal, il est impératif de vérifier son faux-rond. En l'absence d'équipement de mesure adapté, il est possible de déplacer la vis manuellement sur toute sa longueur, une ou plusieurs fois, avant d'installer l'élément d'entraînement. Si la force nécessaire pour déplacer le diamètre extérieur de l'arbre est irrégulière et présente des marques d'usure, cela indique un défaut d'alignement entre la vis-mère, le support d'écrou et le rail de guidage. Dans ce cas, desserrez d'abord les vis de fixation concernées, puis déplacez la vis-mère une fois à la main. Si la force requise devient uniforme, les composants correspondants peuvent être recalibrés. Si la force reste irrégulière, desserrez à nouveau les vis de fixation afin de déterminer l'origine du défaut de calibrage.
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