滾珠絲杠副參數(shù)計算與選用

1、滾珠絲杠副參數(shù)計算與選用x電現(xiàn)軸承到螺母間距離In 1200mmimr七固定端軸承到甥母間距Wlk=1200mm盤承容許軸向鼓荷2、確定滾珠絲杠導程Ph根據(jù)1：作臺最島移動速度Vmax ,電機最商轉速nmaxt傳動比等確定Ph。按下式汁算.取較大圓整值。VPh二二叫（電機與滾珠絲杠副直聯(lián)時.i=l） L.n3滾珠絲杠剛載荷及轉速計算這里的戦荷及轉速，是抬滾珠絲杠的、1i雖:載荷Fm與十雖:轉速nnu滾珠絲杠副在rd、n2. n3nn轉速下，各轉速工作時間占總時間的百分比t詫、12%. t3%tn%,所受載荷分別是Fl. F2.F3Fn0則悩1V短+ 珞+叮祖+需幾爲 十尸2如2為 +耳虬齋 +

2、乳譏葆半負荷與轉速接近正比變化時，各種轉速使用機會均等，可按下列公式計算：n +ri2F +Ffj = 必必片 rm：；f =“呼 w冊；iriJin（nmax:最大轉速.nmm：最小轉速,Fmax：最大裁荷（切削時），F(xiàn)min:最小載荷（空載時）4、確定預期額定動載荷 按滾珠絲杠副預期匸作時間Ln （小時）計算:C；ynr 謀（Mid C 按滾珠絲杠副預期運行距離Ls （千米）訃算： 有預加負荷的滾珠絲杠副還需按最大軸向負荷FmaxCam=feFmax（N）式中：Ln-預期匸作時間（小時，見表5）Ls預期運行距離（km）, 般取250knufa-精度系數(shù)。根據(jù)初定的精度等級（見表6）選。fc

3、-可靠性系數(shù)。一般悄況fc=l。在重婆場合.要求一組同樣的滾珠絲杠副在同樣條件下使用壽命超過希望壽命的90%以上時fc見表7選 fw-負荷系數(shù)。根據(jù)負荷性質（見表8）選。f*預加負荷系數(shù)。（見表9）表5各類機械傾期匸作時間Ln表一6精度系數(shù)fa機械類型Ln （小時）精度等1. 2. 34.5710普通機械500010000級普通機床10000 -20000fa1.00.90.80.7表一7可靠性系數(shù)fc數(shù)控機床20000精密機床20000可靠性$909596979899測示機械15000fc10.620. 530.440. 330. 21航空機械1000表一8負荷性質系數(shù)蝕負荷性無沖擊（很平輕

4、微沖擊伴有沖擊或振動質穩(wěn)）fw1 1.21.21. 51.5-2表9預加致荷系數(shù)fe偵加負荷類型輕預救中預載重預載fe6.74.53.4以上三種汁算結果中，取較大值為滾珠絲杠副的Cammo5、按精度要求確定允許的滾珠絲杠鼓小螺紋底d2m&滾珠絲杠副安裝方式為一端固定.端自由或游動時（見圖乍）10TOFL=0.078式中：E-楊氏彈性模fi21X105N/mm2dm估算的滾珠絲杠最大允許軸向變形雖（mm）F。-導軌靜摩擦力（N） Fo=mow（mo為靜摩擦系數(shù)）L-滾珠螺母至滾珠絲杠固定端支承的報大即離（mm）2行程+安全行程+氽程+摞母長度一半+支承長度的一半 a 行程 + （2 4）Ph+4

5、Ph+（4 6Ph 十（1/20 1/10）行程2（1. 051. 1）行程 +（10Phb.滾珠絲杠副安裝為兩端支承或兩端固定（見圖-5）=0.039式中:L-兩個固定支承之間的距離（mm）L行程+安全行程+兩個余程+嫖母長度+支承長度（1. 11.2）行程+（10ll）Ph其尊袪詢心重復定位精度或時5巧）定位精度,上述兩種方法估算出的小值為皿為系統(tǒng)剛性最小處剛度值.見下文12、13項計算）滾珠絲杠副公稱中徑domd2m+Dw （鋼球直徑 圖一 5一端固定，一端自由G-Z一端固定，一端游動G-Y二端支承J-Ja二端固定G-GO6、確定滾珠絲杠副規(guī)格代號按照汁算出的Ph, Cam及傳動方式.使

6、用情況，可在樣木中先查出對應的滾珠絲杠公稱直徑do,應注總dodom,CaCam,但不宜過大，否則會使?jié)L珠絲杠副轉動慣雖偏大.結構尺寸也偏大。接著確定循環(huán)圈數(shù)，滾珠摞母規(guī) 格代號及相關的安裝連接尺寸。7、確定預緊滾珠絲杠副預緊力FpF選擇預緊螺母型式的滾珠絲杠副時需確定預緊力Fp。T最大軸向工作載荷Fmax能確定時Fp=l/3 Fmax當最大軸向工作載荷不能確定時Fp= g Ca其中E值按表10選擇，Ca是額定動戦荷，可在樣木上査到。表一 10傾加負荷類型輕載荷中載荷重載荷0. 050. 0750. 18.計算行程補償值C和預拉伸力Fl考慮到絲杠運轉過程中溫升對絲杠副導程精度的影響，在精級要求

7、較島的場合.應對滾珠絲杠副適、“I的預拉 伸。對預拉伸的滾珠絲杠副規(guī)定目標行程值C,并計算預拉伸力。At L L8At L 10 6式中：C行程補償值（mm）Dt 溫度變化值2C:TCa-絲桿的線膨脹系數(shù)11. 8X10-6度Lu-滾珠絲杠副的有效行程（mm）Lu工作臺行程+螺母長度+兩個安全行程行程+F,=八嚴 F . M 啓.E= 1.95 At W式中:F1-預位伸力（N）d2-滾珠絲杠螺紋底徑（mm）E楊氏彈性模雖2lX105（N/mm2）Dt-滾珠絲杠溫升2C39（814）Phd2do-Dw （Dw：鋼球半徑）9、確定滾珠絲杠副支承用軸承規(guī)格型號 il算軸承所受的報大軸向載荷FBma

8、x.有預拉伸的滾珠絲杠副應考慮到預拉伸力Ft。按滾珠絲杠副支承的要求選擇軸承的型號。確定軸承內徑：為便于絲杠加工.軸承內徑最好不大干滾珠絲杠的大徑。在選用內循環(huán)滾珠絲杠副時必須有一端軸承內徑略小干絲杠底徑d2=其次軸承樣木上規(guī)定的傾緊力應大于軸承所承受最大載荷FBmax的1/3。有關軸承的其它驗算項目可査軸承樣木。10、滾珠絲杠副工作圖設計滾珠絲杠副的螺紋長度LS=Lu+2LeLe余程見表-2Lu二行程+摞母長度滾珠絲杠副摞母的安裝連接尺寸可查樣木。滾珠螺母不應該承受徑向載荷及顛覆力矩.應使作用在螺母上的軸向合力通過絲杠軸心?？梢杂寐菽傅耐怅L柱而及法蘭凸緣的內側作安裝基準.同時耍求螺母座孔與絲

9、杠軸承孔同心。螺母座孔端而與螺母座孔軸線垂直。、”|所受載荷沖擊力不大時.可僅用螺母法蘭凸緣的內側而作安裝基準面這時應保證螺 母座浙與導軌垂直。裝配時應找螺母外圓與絲杠支承軸承孔同心。插管式滾珠絲杠副水平放宜時.為使?jié)L珠的循環(huán)更加滾暢.應將插管宜于滾珠絲杠軸線的上方。設汁螺母座軸承座及緊固螺釘時要注總保證足夠的剛性。在承戦方向設計加強筋。由匸作圖確定滾珠絲杠長度尺寸。1K電機的選擇作用在滾珠絲杠副上各種轉矩汁算。外加載荷產(chǎn)生的縻擦力矩TF(N. m)滾珠絲杠副預加載荷Fp產(chǎn)生的預緊力矩Tp(N. m)式中Ph-滾珠絲杠副導程 h未預緊的滾珠統(tǒng)杠副效率K 2、3級精度的絲杠h =0.9 4級精度

10、以下的絲杠h =0. 85作用在滾珠絲杠副上的外加軸向軼荷，不同情況下取值不-樣若汁算電機啟動轉矩時機械是空載起動.F 是導軌摩擦力(垂直運動F還包括機構重址)：若訃算電機1：作轉矩時.F包括導軌摩擦力和1：作載荷(垂向運 動F還包括機構重雖 其他il算，請査找電機樣木及相關資料。12、傳動系統(tǒng)剛度計算 一般校核計算按:式中KS -滾珠絲杠副的拉壓剛度。計算見下面說明Kb -滾珠絲杠支承軸承的軸向剛度可査軸承樣木及有關資料。Kc -滾珠絲杠副滾珠與滾道的接觸剛度可査樣木。精確計算時,還需考慮伺服剛度.聯(lián)接軸剛度,扭轉剛度，螺母座.軸承座剛度等.詳請査閱相關資料。KS的計算a.絲杠支承形式為一端

11、固定.一端游動或自由。 nd?E心K= -r- 乂 10 5 =1.65 亠 乂 H）28 4aaKs= X1O-3 =1.65 X102式中E 楊氏彈性模量2.1X105 （N/mm2）d2 -絲杠底徑（mm）X a=Ll（滾珠嫖卽至固定支承的最大距離）時剛度最小Ks min =1.65 X102a=Lo （靠固定端的行程起點處）時剛度最大Ks max =1. 65 X10213. 傳動系統(tǒng)剛度驗算及滾珠絲杠副的精度選擇I 11k= X +K + X 得 將Ksmax, Kb, Kc及其它有關值代入b.支承形式為兩端支承或兩端固定。Ks = = 6. 6 X 102當a=L 1/2時（即處在

12、兩支承的中點 時）剛度最小Ks min = 6. 6 X 102式中L1-兩支承間的距離當a=Lo時（螺母在行程兩端處）剛度 最大Ks max =6. 6 X102將Ksmin替換Ksmax代入得Kminc 由于數(shù)控機床精度在機床空載下驗收.=2FO/Kmm,稱摩擦死區(qū)誤差。FO是機床空軼時導軌上的靜摩擦力。稱為傳動系數(shù)剛度變化引起的定位誤差。按JB/GQ1140-89規(guī)定.數(shù)控機床反向差值主要取決于而定位誤差主要取決于滾珠絲杠副的秸度，其次是Uo傳動系數(shù)剛度驗算08ZkW反向差值,即Kminl.6Fo/反向差值滾珠絲杠副的精度選擇開環(huán)控制系統(tǒng)中使用的滾珠絲杠副ep+VupO. 8x（定位精度

13、- K）ep+V300pW0 8x （300mm 定位粘度-g K）半閉環(huán)控制系統(tǒng)或可以行程補償?shù)拈_環(huán)系統(tǒng)：epWO. 8x（定位精度7 K）V300pW0 8x（300mm 定位粘度-g K）先根據(jù)使用情況選擇滾珠絲杠副的類型（P類或T類），然后參照滾珠絲杠副的精度標準表（見表-1）.按上述 兩式汁算結果確定滾珠杠副的ep, Vup或V300p,從而確定滾珠絲杠副的精度等級。14. 滾珠絲杠副臨界壓縮載荷F的校驗（驗算壓桿穩(wěn)定性）Fk凡廣x 嚴_lxd式中：d2-滾珠絲杠螺紋底徑，d2do-Dw, do公稱中徑.取樣木數(shù)據(jù)。Lcl-滾珠絲杠副的報大受尿長度（mm）（見表11）F* max-滾

14、珠絲杠副承受最大軸向壓縮載荷（N）。若滾珠絲杠承受最大載荷不是壓縮載荷時.F max不等于Fmax,視工作情況進行汁算K1-安全系數(shù)。絲杠垂直安裝Kl=l/2絲杠水平安裝Kl=l/3K2-支承系數(shù)。與支承方式有關（見表11）表一 1】支承方式一端固定簡圖|h.K2Xf0.251.8753.4一端自由1一端固定LUi一端游動23.92715. 13. 1429.74 73021. 915、滾珠絲杠副極限轉速nc校驗(避免高速運轉時產(chǎn)生共振)式中：nc-極限轉 (r/mm)Lc2-臨界轉速汁算長度(mm)(見表E-楊氏彈性模雖2lX105(N/mm2),I 絲杠的垠小慣性矩1=若間4-曲如曲)A-

15、絲杠的最小橫截面積47.8 x 10 sN/mm3K1 安全系數(shù)。一般取0.8廣材料密度，鋼密度9用x KPmm/s2f,入-與支承形式有關的系數(shù)(見表-ii)16. Dn值校驗dom nmax 70000式中：dom-滾珠絲杠副的節(jié)圓直徑(mm) dom=d2+Dw(mm)nmax-滾珠絲杠副的報商轉速17、滾珠絲杠副形位公差的標注見表一3及下圖某些傳動類(T類)滾珠絲杠副.對精度耍求低，但傳遞的載荷較大，這時可不進行有關傳動精度及傳動系統(tǒng)剛度的計算，但需進行以下兩項汁算：18、基本軸向額定靜載荷Cs驗算19.強度驗算fsFamaxCoa式中:Coa-滾珠絲杠副的基木軸向額定靜軼荷6卜許用應力(N/H)d2 滾珠絲杠螺紋底徑(mm)?？稍跇幽旧蠔说健s靜態(tài)安全系數(shù)。一般載荷fs= 12,有沖擊或振動的載荷:fs=Famax- id大軸向載荷(N