滚珠丝杠设计与校核.pdf

（四）滚珠丝杠选择（四）滚珠丝杠选择1 1、滚珠丝杠工作长度计算、滚珠丝杠工作长度计算l l工作台l行程l余量丝杠工作长度：lX10032020 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 个工作日；工作 8 年以上。丝杠材料：CrWMn 钢；滚道硬度为 5862HRC；丝杠传动精度为0.04mm。平均转速 n=125r/min（n v工作台1000p0.51000125r /min）42 2、计算载荷、计算载荷FC求解求解FC KFKHKAFm1.11.01.0500N 550N；KH1.0；KA1.0，查表查机电一体化设计基础表2-6；2-7；2-8 的KF1.12-4 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KF11.21.21.51.52.5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、FGHKA1.01.11.251.43计算计算3 3、额定动载荷计算、额定动载荷计算Ca 63008 14400h寿命：Lh FC3Ca4 4、滚珠丝杠副选择、滚珠丝杠副选择nmLh200144003N 3160N 550441.67101.6710的原则，选汉江假设选用 FC1 型号，按滚珠丝杠副的额定动载荷Ca等于或稍大于Ca机床厂出品的 2004-2.5，Ca 5393N，其参数如下： 338滚珠直径D0 20mmp 2.5mmd0 2.381mm滚道半径R 0.52d0 0.522.3811.238mm偏心距e 0.707R d02.3812 0.7071.238 3.35810mm222丝杠内径d1 D0 2e 2R (20 23.35810 21.238)mm 17.59mm5 5、稳定性验算、稳定性验算1 1） 由于一端轴向固定的长丝杠在工作时可能会发生失稳，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所以在设计时应验算其安全系数S S，其值应大于丝杠副传动结构允许安全系数，其值应大于丝杠副传动结构允许安全系数SS（见表（见表 2-102-10）丝杠不会发生失稳的最大载荷称为临界载荷Fcr（N）按下式计算：2EIaFcr2(l)式中，E 为丝杠材料的弹性模量，对于钢，E=206GPa；l 为丝杠工作长度（m） ；Ia为丝杠危险截面的轴惯性矩（m4） ；为长度系数，见表 2-10。3.140.017.59 4.7109m4依题意，Ia6464d144取 2/3，则FXcr2EIa3.1422061094.710951.1110 N22(l)20.443FYcr2EIa3.1422061094.710951.3810 N22(l)20.3953安全系数Fcr1.11105SX 222Fm500Fcr1.38105SY 276Fm500查表 2-10，S=2.53.3。SS，丝杠是安全的，不会失稳。2 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高转速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高转速ncr。要。要求丝杠的最大转速求丝杠的最大转速nmax ncr临界转速ncr（r/min） ：fc2d13.92720.01759ncr 9910 9910 31242r /min22(l)20.443该丝杠工作转速n 125r /min ncr3 3） 滚珠丝杠副还受滚珠丝杠副还受D0n4值的限制，通常要求值的限制，通常要求D0n 710 mmr /minD0n 20125 2500 7104所以该丝杠副工作稳定。6 6、刚度验算、刚度验算滚珠丝杠在工作负载 F （N） 和转矩TN m共同作用下引起每个导程的变形量L0m为pFp2TL0 EA2GJc式中，A 为丝杠截面积，A 122d1m；Jc为丝杠的极惯性矩，Jcd14m4；432 G 为丝杠切变模量，对钢G 83.3GPa；TN m为转矩。T FmD0tan2式中，为摩擦角，其正切函数值为摩擦系数；Fm为平均工作负载。本题取摩擦系数为tan 0.0025,则 840。T 50020103tan338840N m 0.33N m2按最不利的情况取（其中F Fm）pFp2T4pF16p2TL0242EA2GJcEd1Gd14410350016 41030.333.142061090.0175923.14283.31090.017594 3.997108m则丝杠在工作长度上的弹性变形所引起的导程误差为2L03.997102L l 0.44m 4.40m3p410通常要求丝杠的导程误差L应小于其传动精度的 1/2，即11L0.04 0.02mm 20m22L L，该丝杠满足刚度要求。7 7、效率验算、效率验算滚珠丝杠副的传动效率为tantan338 96%tan()tan(338840)要求在 90%95%之间，所以该丝杠副合格。（五）滚动直线导轨选择（五）滚动直线导轨选择1、已知参数单向行程长度单向行程长度ls滑座上载荷滑座上载荷F441N每天工作每天工作6 小时滑座个数滑座个数 MM每分钟往复次数每分钟往复次数1 个一年工作日数一年工作日数300 天440mm寿命寿命5 年4 次F mg 459.8 441N2、导轨额定寿命计算Th 63005 9000h由公式 2-10：Ts103Th2LsnTs导轨额定行程长度寿命（km）Ls工作单形成长度（m）n 每小时往复次数（次/h）33得：Ts 2Thlsn/10 290000.44460/10 1900.8km因导轨上使用 1 个滑座，由表 215-218 确定接触系数：fc 0.81硬度系数：fH1温度系数：fT1负荷系数：fw1.5由式 2-9： fHfTfcCaTs KfFw3K 寿命系数，一般取50kmF 滑座工作载荷NCa额定动载荷N得：CaF3Ts/K fwfHfTfC220.531900.8/501.51373N110.81F F441 220.5NM2查机械电子工程专业课程设计指导书表3-19，选 LY25AL，其基本额定载荷为：Ca1740N，能满足使用要求。（注：文档可能无法思考全面，请浏览后下载，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）