数控方向综合课程设计说明书--滚珠丝杠设计

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1、第15页共15页-南京理工大学泰州科技学院数控方向综合课程设计说明书设计题目：滚珠丝杠设计学号：0801010130设计者：汤科伟第15页共15页-完成时间：2011年12月28日课程设计任务书1引言（1）工作台重量：W1=5000N（2）工作及夹具最大重量：W2=3000N（3）工作台最大行程：LK=1000mm（4）工作台导轨的摩擦系数：动摩擦系数：μ0=0.2（5）快速进给速度：Vmax=15m/min（6）定位精度：20μm/300mm（7）全行程：25μm(8)重复定位精度：10μm(9)要求寿命：20000小

2、时（两班制工作十年）表1.切削方式纵向切削力Pxi(N)垂直切削力Pzi(N)进给速度Vi(m/min)工作时间百分比%丝杠轴向载荷(N)丝杠转速r/min强力切削200012000.6102920一般切削10002000.830185080精切削5002001501320100快速进给0015108001500第15页共15页-1确定滚珠丝杠副的导程=Ph:滚珠丝杠副的导程Vmax:工作台最高移动速度Nmax：电机最高转速i：传动比因电机与丝杠直联，i=1由表1查得Vmax=15nmax=1500代入得，Ph=10按第

3、4页表，取Ph=102确定当量转速与当量载荷2.1各种切削方式下，丝杠转速：丝杠转速r/mini=1,2,,n：进给速度m/mini=1,2,,n由表1查得=0.6，=0.8，=1，=15代入得第15页共15页-=60，=80，=100，=15002.2各种切削方式下，丝杠轴向载荷：丝杠轴向载荷Ni=1,2,,n：纵向切削力Ni=1,2,,n：垂直切削力Ni=1,2,,n由表1查得，，，，，，已知：，代入得，，，2.3当量转速：当量转速r/min：工作时间百分比由表1查得代入得2.4当量载荷第15页共15页-：当量载荷N

4、代入得3预期额定动载荷3.1按预期工作时间估算：预期额定动载荷按表查得：轻微冲击按表查得：1～3取按表查得：可靠性97%取已知：小时代入得3.2拟采用预紧滚珠丝杠副，按最大负载计算按表查得：中预载取代入得取以上两种结果的最大值4确定允许的最小螺纹底径4.1估算丝杠允许的最大轴向变形量①重复定位精度第15页共15页-②定位精度：最大轴向变形量已知：重复定位精度，定位精度①②取两种结果的小值4.2估算最小螺纹底径丝杠要求预拉伸，取两端固定的支承形式最小螺纹底径mmL≈（1.1～1.2）行程+（10～14）静摩擦力已知：行程为

5、1000mm，代入得5确定滚珠丝杠副的规格代号（1）选内循环浮动式法兰，直筒双螺母型垫片预形式（2）又计算出的在样本中取相应规格的滚珠丝杠副FFZD4010第15页共15页-6确定滚珠丝杠副预紧力其中7行程补偿值与拉伸力（1）行程补偿值式中：（查样本）温差取2.5℃（2）预拉伸力代入得8确定滚珠丝杠副支承用的轴承代号、规格8.1轴承所承受的最大轴向载荷代入得第15页共15页-8.2轴承类型两端固定的支承形式，选背对背60°角接触推力球轴承8.3轴承内径略小于取代入得8.4轴承预紧力预加负荷≥8.5按样本选轴承型号规格当预

6、加负荷为：≥所以选760203TVP轴承预加负荷为9滚珠丝杠副工作图设计（1）丝杠螺纹长度由表查得余程绘制工作图（2）两固定支承距离按样本查出螺母安装联接尺寸丝杠全长（3）行程起点离固定支承距离第15页共15页-10电机选择11传动系统刚度11.1丝杠抗压刚度11.1.1丝杠最小抗压刚度：最小抗压刚度：丝杠底径：固定支承距离11.1.2丝杠最大抗压刚度：最大抗压刚度11.2支承轴承组合刚度11.2.1一对预紧轴承的组合刚度：一对预紧轴承的组合刚度：滚珠直径：滚珠数第15页共15页-：最大轴向工作载荷：轴承接触角由样本查出

7、7602030TUP轴承是预加载荷的3倍11.2.2支承轴承组合刚度由表13两端固定支承：支承轴承组合刚度11.2.3滚珠丝杠副滚珠和滚道的接触刚度：滚珠和滚道的接触刚度：查样本上得刚度：滚珠丝杠副预紧力：额定动载荷由样本查得：；得12刚度验算及精度选择第15页共15页-（1）已知，：静摩擦力：静摩擦系数：正压力（2）验算传动系统刚度：传动系统刚度已知反向差值或重复定位精度为10（3）传动系统刚度变化引起的定位误差（4）确定精度：任意300mm内的行程变动量对半闭环系统言，第15页共15页-定位精度为20丝杠精度取为3级

8、（5）确定滚珠丝杠副的规格代号已确定的型号：FFZD公称直径：40导程：10螺纹长度：1290丝杠全长：1410P类3级精度FFZD4010-3-P/1410×129013验算临界压缩载荷：丝杠所受最大轴向载荷小于丝杠预拉伸力不用验算14验算临界转速：临界转速：与支承形式有关的系数：丝杠底径：临界转速计算长度由表得由