丝杠螺母机构的选择与计算.doc

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1、丝杠螺母机构的选择与计算5.2.1确定滚珠丝杠副的导程滚珠丝杠副的导程按下式计算：(5-1)式中—滚珠丝杠副的导程，（）；Vmax—工作台最高移动速度，（）；—电机最高转速，（）；由进给系统设计要求知：Vmax=2.5查阅《机械设计手册》[13]得：步进电机110BF003的最高转速nmax=500。将数值代入上式(5-1)可得：Ph≥5。故取Ph=S=6。5.2.2强度计算动载强度计算1）对于燕尾型导轨的牵引力计算Fm=KFX+f(Fz+2FY+G)(5-2)取K=1.4f=0.2考虑工作台在移动过程中只

2、受G影响故F=fG(5-3)=0.2×30×9.8=58.8()考虑工作台在加工时静止只受FX影响故F=KF(5-4)=1.4×9.8×130=1783.6()故Fm=F＋F=58.8＋1783.6=1842.42）.计算最大动载荷C当转速时，滚珠丝杠螺母的主要破坏形式是工作表面的疲劳点蚀，因此要进行动载强度计算，其计算动载荷应小于或等于滚珠丝杠螺母副的额定动载荷，即(5-5)式中—动载荷系数；—硬度影响系数；—当量动载荷，；—滚珠丝杠螺母副的额定动载荷，；—寿命，以为一个单位。(5-6)式中T—使用寿命，

3、；N—循环次数；—滚珠丝杠的当量转速，。取T=15000(5-7)代入数据可得：取取f=1.0当工作载荷单调连续或周期性单调连续变化时，则(5-8)式中、—最大和最小工作载荷，。所以计算可得：查阅《机械设计手册》[7]选取CBM4006-5型滚珠丝杠副（），所以刚度满足要求。3）静载强度计算当转速时，滚珠丝杠螺母的主要破坏形式为滚珠接触面上产生较大塑性变形，影响正常工作。为此进行静载强度计算，最大计算静载荷为：（5-9）式中—硬度影响系数；查《机械设计手册》[7]可得：CBM4006-5型滚珠丝杠副额定静载

4、荷，所以满足要求。滚珠丝杠螺母的主要参数如表5-1所示：表5-1滚珠丝杠螺母副的主要参数滚珠丝杠副型号CBM4006-5公称直径导程钢球直径丝杠外径螺纹底径额定动载荷额定静载荷接触刚度5.2.3螺母选择由于数控机床对滚珠丝杠副的刚度有较高要求，故选择螺母时要注重其刚度的保证。推荐按高刚度要求选择预载的螺母型式。其中插管式外循环的端法兰双螺母应用最为广泛。它适用重载荷传动、高速驱动及精密定位系统。并在大导程、小导程和多头螺纹中具有独特优点，且较为经济。①　滚珠的工作圈数i和列数j。根据所要求性能、工作寿命，推

5、荐按表5-2选取。表5-2要求特性插管式(i×j)滚珠循环流畅1.5×2　1.5×3　2.5×1刚性2.5×2　　　2.5×3②　法兰形状。按安装空间由标准形状选择，亦可根据需要制成特殊法兰形状。(3)导程精度选择　　根据机床定位精度，确定滚珠丝杠副导程的精度等级。一般情况下，推荐按下式估算：E≤(0.25～0.6)TD式中：E——累计代表导程偏差，μm;　　TD——机床有效行程的定位精度，μm。5.3动力计算传动件转动惯量的计算5.3.1齿轮转动惯量的计算1）传动比的计算2）初步分配传动比按获得最小转动惯

6、量的原则分配传动比i=iii=得i=1.52i=1.643）初步估计齿轮模数m=1.25小齿轮Z=27大齿轮小齿轮大齿轮