滚珠丝杠的计算

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1、计算举例某台加工中心台进给用滚珠丝杠副的设计计算:  已知:工作台重量  W1=5000N  工作及夹具最大重量W2=3000N   工作台最大行程LK=1000mm   工作台导轨的摩擦系数:动摩擦系数μ=0.1   静摩擦系数μ0=0.2   快速进给速度  Vmax=15m/min  定位精度20μm/300mm   全行程25μm  重复定位精度10μm   要求寿命20000小时(两班制工作十年)。表1切削方式纵向切削力Pxi(N)垂向切削力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

2、削200012000.610292060一般切削10002000.830185080精切削5002001501320100快速进给00151080015001)确定滚珠丝杠副的导程因电机与丝杠直联，i=1由表1查得代入得，按第2页表，取  2）确定当量转速与当量载荷（1）各种切削方式下，丝杠转速       由表1查得      代入得    （1）各种切削方式下，丝杠轴向载荷由表1查得     代入得（3）当量转速由表1查得代入得（2）当量载荷代入得3）预期额定动载荷（1）按预期工作时间估算按表9查得：轻微冲击取fw=1.3按表7查得：1～3取

3、按表8查得：可靠性97%取fc=0.44已知：Lh=20000小时代入得（2）拟采用预紧滚珠丝杠副，按最大负载Fmax计算：按表10查得：中预载取Fe=4.5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（1）估算丝杠允许的最大轴向变形量①≤（1/3～1/4）重复定位精度②≤（1/4～1/5）定位精度  :最大轴向变形量   µm已知：重复定位精度10µm,定位精度25µm   ①=3   ②=6取两种结果的小值=3µm(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  (1.1～1.2)行程+（10～14）已知：行程为10

4、00mm,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）由计算出的在样本中取相应规格的滚珠丝杠副FFZD4010-36)确定滚珠丝杠副预紧力   其中7）行程补偿值与与拉伸力（1）       行程补偿值   式中：=（2～4）(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（1）轴承所承受的最大轴向载荷    代入得    （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（3）轴承内径  d略小于取代入得  （4）轴承预紧力预加负荷≥（5）按样本选轴承型号规格    当d=3

5、0mm  预加负荷为：≥FBP      所以选7602030TVP轴承          d=30mm预加负荷为9)  滚珠丝杠副工作图设计(1)丝杠螺纹长度Ls：Ls=Lu+2Le  由表二查得余程Le=40绘制工作图（2）两固定支承距离L1按样本查出螺母安装联接尺寸丝杠全长L（3）行程起点离固定支承距离L0由工作图得Ls=1290L1=1350L=1410L0=3010)电机选择（略）11)传动系统刚度（1）丝杠抗压刚度   1）丝杠最小抗压刚度Ksmin=6.6×10Ksmin：最小抗压刚度    N/md2  ：丝杠底径L1   ：固定

6、支承距离Ksmin=575N/m2）丝杠最大抗压刚度Ksmax=6.6×10Ksmax：最大抗压刚度    N/mKsmax=6617N/m(2)支承轴承组合刚度1)一对预紧轴承的组合刚度KBO=2×2.34KBO：一对预紧轴承的组合刚度   N/mdQ  ：滚珠直径   mmZ   ：滚珠数Famax：最大轴向工作载荷  N    ：轴承接触角由样本查出7602030TUP轴承是预加载荷的3倍dQ=7.144      Z=17    =60Kamax=8700   N/mKBO=375   N/m2）支承轴承组合刚度由表13两端固定支承Kb=

7、2KBOKb=750   N/mKb  ：支承轴承组合刚度  N/m3）滚珠丝杠副滚珠和滚道的接触刚度KC=KC(KC：滚珠和滚道的接触刚度   N/mKC：查样本上的刚度   N/mFP  ：滚珠丝杠副预紧力   NCa  ：额定动载荷     N由样本查得：KC=1410N/m；Ca=3600N；FP=1000   N得KC=920   N/m12)  刚度验算及精度选择（1）==N/m=N/mF0=已知W1=5000  N，  =0.2F0=1000  NF0   ：  静摩擦力     N：静摩擦系数W1  ：正压力     N（2）验算

8、传动系统刚度KminKmin：传动系统刚度   N已知反向差值或重复定位精度为10Kmin=222＞160（3）传动系统刚度变化引起的定