滚珠丝杠设计与校核

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1、(四)滚珠丝杠选择1、滚珠丝杠工作长度计算I=^1:作台+f行程+1余最丝杠工作长度：Zx=100+320+20=440mm丝杠工作载荷：Fx=500N丝杠的工况均为：刷鞋机每天开机6小时；每年300个工作th工作8年以上。丝杠材料：CrWMn钢；滚道硬度为58〜62HRC;丝杠传动精度为±0.04mm。平均转速n=125r/min(n=V呵'1000=0.5><丨000=125/7min)P42、计算载荷/^求解=1.1x1.0x1.0x500/7=550^查《机电一体化设计基础》表2-6;2-7;2-8的ArF=l.l;KH

2、=1.0；=1.0,查表2-4取C级精度。表2-6载荷系数载荷性质无冲击平稳运转一般运转有冲击和振动运转1-1.21.2〜1.51.5〜2.5表2-7硬度系数滚道实际硬度>5855504540kh1.01.111.562.43.85表2-8精度系数精度等级C、DE、FGHKa1.01.11.251.433、额定动载荷计算C；；计算寿命：L；=6x300x8=14400/?C>Fc1.67x10550XJ200x144001.67x10/V-3160^4、滚珠丝杠副选择假设选用FC1型号，按滚珠丝杠副的额定动载荷等于或稍大于C:的

3、原则，选汉江机床厂出品的2004-2.5,C=5393/V，其参数如下:£)()=20mmp=2.5mm/l=3o38’滚珠直径d()-2.381mm滚道半径/?=0.52<=0.52x2.381=1238mm

4、=0.707Xfi.238-2-38n)I2)=3.358xl(T2m"?丝杠內径<=D()+2^-2/?=(20+2x3.358x1(T2—2x1.238)州m=11.59mm5、稳定性验算1）由于一端轴向固定的长丝杠在工作时可能会发生失稳，所以在设计时应验算其安全系数S,其值应大于丝杠副传动结构允许安全系数ISj（见

5、表2-10）丝杠不会发生失稳的最大载荷称为临界载荷/（N）按下式计算:式屮，E为丝杠材料的弹性模量，对于钢，E=206GPa；/为丝杠工作长度（m）;为丝杠危险截面的轴惯性矩（m4）;//为长度系数，见表2-10。依题意，643.14x(0.017.59)464=4.7xl(Tvm取//=2/3，则Fxcr7T2EIa_3.142x206x109x4.7x10⑽2==i.iixio5;vxO.44Fycr兀1El“_3.142x206x109x4.7x10-9⑽221.38x10sTVx0.395安全系数S'Fcr=l.llx

6、lO5500F,1.38x10-500=222276查表2-10，[S]=2.5〜3.3。S>[S],丝杠是安全的，不会失稳。2）高速长丝杠工作时可能发生共振，因此需验算其不会发生共振的最髙转速一一要求丝杠的最大转速打,_<打maxcr临界转速n（T（r/inin）：L翁:99Wx，2xo.，31242r/min!xo-44该丝杠工作转速H=125/7min

7、和转矩rQv.m)共同作用下引起每个导程的变形量为AL0=±~^土PTEA27iGJ(式中，A为丝杜截而积，A=-^(m2)；人.为丝杜的极惯性矩，J(.=—d^m4)；G力丝杠切变模量，对钢G=83.3G/Vz;r(TV.m)为转矩。式中，/?为摩檫角，其正切函数值为摩擦系数；为平均工作负载。本题取摩擦系数为tan/?=0.0025，则/?=8'40"。T=5OOxyXlO_3xtan(3°38,+8,40")N-m-0.332V•m按最不利的情况取(其中尸=〉A7pFp2T4pF6p2TALq=1=HtEA27iGJ(7i

8、Ed；兀2Gd;—4x4xl(T3x50016x(4x10~3)2xQ.33~3.14x206x109x0.017592+3.142x83.3x109x0.017594-3.997x10_8z?2则丝杠在工作长度上的弹性变形所引起的导程误差为0.44x3.997xl0~24xl0'3jUm=4.40/Z/t?通常要求丝杠的导程误差AL应小于其传动精度的1/2,即[AL]=—cr=—x0.04=0.02mm=20//m22AL<[AL],该丝杠满足刚度要求。7、效率验算滚珠丝杠副的传动效率77为=96%tan/itan3o38fZ

9、7==tan(A+p)tan(3°38’+8’40")Z7要求在90%〜95%之间，所以该丝杠副合格。（五）滚动直线导轨选择1、已知参数滑座上载荷尽滑座个数M单向行程长度每分钟往复次数441N1个440mm4次每天工作一年工作曰数寿命6小时300天5年Fx=mg