滚珠丝杠的计算过程

《滚珠丝杠的计算过程》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、1　滚珠丝杠副的载荷计算(1)工作载荷F   工作载荷F是指数控机床工作时，实际作用在滚珠丝杠上的轴向作用力，其数值可用下列进给作用力的实验公式计算：   对于燕尾形导轨机床   F=kFx+f'(Fz+2Fy+W)(1)   对于矩形导轨机床   F=kFx+f'(Fz+Fy+W)(2)   对于三角形或组合导轨机床   F=kFx+f'(Fz+W)(3)   对于钻镗主轴圆导轨机床对于滚动导轨机床   F=Fx+f'(Fz+W)+Fr(5)   式(1)～(5)中：Fx、Fy、Fz—x、y、z方向上的切削分力，N；   Fr—密封阻力，N；　W—

2、移动部件的重量，N；M—主轴上的扭矩，N·m；　dz—主轴直径，mm；   表　1导轨型式kf'f燕尾形1.40.2矩形1.10.15三角形、组合形1.150.15～0.18钻镗主轴圆导轨　　0.15滚动导轨　0.003～0.004   f′—导轨摩擦系数；f—轴套和轴架以及主轴的键的摩擦系数；k—考虑颠覆力矩影响的实验系数。正常情况下，k、f'与f可取表1数值。  (2)最小载荷Fmin   最小载荷F?min为数控机床空载时作用于滚珠丝杠的轴向载荷。此时，Fx=Fy=Fz=0。  (3)最大工作载荷F?max   最大载荷F?max为机床承受最大

3、切削力时作用于滚珠丝杠的轴向载荷。  (4)平均工作载荷Fm与平均转速nm   当机床工作载荷随时间变化且此间转速不同时，   式中：t1,t2,…，tn分别为滚珠丝杠在转速n1,n2,…，nn下，所受轴向载荷分别是F1,F2,…，Fn时的工作时间(min)   当工作载荷与转速接近正比变化且各种转速使用机会均等时，可用下式求得Fm和nm。Fm=(2Fmax+Fmin)／3(8)nm=(nmax+nmin)／2(9)   2　滚珠丝杠副主要技术参数的确定  (1)导程Ph   根据机床传动要求，负载大小和传动效率等因素综合考虑确定。一般选择时，先按机

4、床传动要求确定，其公式为：Ph≥vmax/nmax(10)   式中：vmax—机床工作台最快进给速度，mm/min；nmax—驱动电机最高转速，r/min。在满足控制系统分辨率要求的前提下，Ph应取较大的数值。  (2)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，推荐按

5、表2选取。   表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×   ②　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：   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。   典型机床进给滚珠丝杠的精度等级选择见表3。   表3NC机床应用车　床铣　床镗　床加　工中　心坐　标镗　床钻　床磨　床电火花机床(EDM)线切割(EDM)冲床激光切割

6、机床木材加工机床轴XZXYZXYZXYZXYZXZXY(Z)XYUVXYXYZ精度等级C0○　　　　　○○　　○C1○　○　○　○○　　○○○　○○C2○　○○○○○　　　　○○○○○○C3○○○○○○　　○　　○○○○○○○○C5○○○○○○　　○○　　　○　○○○○○C7　　　　　　　　　○C10　　　　　　　　　　　　　　　　　　　○  (4)累积基准导程目标值T   为补偿由于温度升高或在外部载荷下滚珠丝杠延伸，需规定累积导程的目标值T。以避免温度上升对导程精度的影响。   T=-αθL(12)   式中：α—热膨胀系数(α=12×10-6／

7、℃)；   θ—丝杠温升，℃　(一般取θ=2～3℃)；L—丝杠长度，mm；典型数控机床累积导程的目标值为：X轴：Tx=(-0.02～-0.05)mm／m;   Z轴：Tz＝(-0.02～-0.03)mm／m;加工中心：Tx＝Ty＝(-0.02～-0.04)mm／m。  (5)丝杠螺纹长度l   按下式计算：l＝lu＋l1＋2le(13)表　4导程Ph(mm)456810121620余程le(mm)1620243240455060  (6)滚珠丝杠名义直径Do   确定直径Do有两种方法，即计算图法和计算法。   ①　计算图法。按计算图法选择滚珠丝杠直

8、径的步骤为：首先按最大轴向压缩载荷Fmax、丝杠支承方式和安装间距(选择前均已确定)，由图1确定丝杠直径Do