滚珠丝杠设计与校核

1、(四)滚珠丝杠选择1、滚珠丝杠工作长度计算l 1工作台 1行程 1余量丝杠工作长度：lx 100 320 20 440mm丝杠工作载荷：Fx 500 N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：CrWMriW;滚道硬度为 5862HRC丝杠传动精度为0.04mm。ws小木.”一/ v工作台 1000 0.5 1000、平均转速 n=125r/min ( n 125r / min )P42、计算载荷FC求解FC KFKHKAFm 1.1 1.0 1.0 500N550N查机电一体化设计基础表2-6; 2-7; 2-8的Kf 1.1； Kh 1.0； KA

2、 1.0,查表2-4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Kf1表2-7硬度系数滚道实际硬度>5855504540Kh表2-8精度系数精度等级C、DE、FGHKa3、额定动载荷计算Ca计算寿命：Lh 6 300 8 14400hFc3nmLh1.67 1045503 侠0 144001 1.67 1043160 N4、滚珠丝杠副选择假设选用fc1型号，按滚珠丝杠副的额定动载荷ca等于或稍大于Ca的原则，选汉江机床厂出品的，Ca 5393N ,其参数如下:D0 20mmp 2.5mm3 38'滚 珠 直 径d02.381mm滚道半径 R 0.52

3、d00.52 2.381 1.238mm偏心距 e 0.707 R d0.707 1.238 23813.358 10 2 mm22丝杠内径 d1 D0 2e 2R (20 2 3.358 10 2 2 1.238)mm 17.59mm5、稳定性验算1）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S,其值应大于丝杠副传动结构允许安全系数S（见表2-10）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:2EIanr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）; I a为丝杠危险截面的轴惯性矩（m4）；为长度系数,见

4、表2-10。依题意，Iad：6443.14 0.017.59644.79410 m取 2/3,Fxcr2EIa nr293.14 206 1094.7 1020.44_51.11 105NFYcr2EIa(l)223.142 206109 4.7 10 922 0.395351.38 105N安全系数查表 2-10 , S= 。S>S，SxSyFcrf1FcrFm51.11 1050051.38 10500丝杠是安全的，不会失稳。2222762）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求丝杠的最大转速nmaxncrmax ci临界转速ncr （r/min ）：f2

5、dncr 9910-c19910(l)223.9272 0.0175922 0.44331242r/min该丝杠工作转速 n 125r / min ncr3）滚珠丝杠副还受 D0n值的限制，通常要求 D0n 7 104mm r/minD0n 20 125 2500 7 104所以该丝杠副工作稳定。6、刚度验算滚珠丝杠在工作负载F （ ND和转矩T共同作用下引起每个导程的变形量L0 mL0PFEAP2T2 GJc 一1式中，A为丝杠截面积，A - d4Jc为丝杠的极惯性矩，Jc d：32G为丝杠切变模量，对钢G 83.3GPa;m为转矩。D0tan2式中，为摩擦角,其正切函数值为摩擦系数;Fm为

6、平均工作负载。本题取摩擦系数为 tan 0.0025，则8 40 。T 50020 s1023 tan 3 38' 8 40 N m 0.33N m按最不利的情况取（其中FFm)L 匹L0EAP2T2 GJc4pFEd1216p2T2Gdi4310500_ _ 9_23.14 206 100.017593.997 10 8m3 216 4 100.33_2 _ _ _T9 " """43.1483.3 100.01759则丝杠在工作长度上的弹性变形所引起的导程误差为L l -L0 0.44P23.997 10 24 10 3m 4.40 m通常要

7、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 20 m22L L ,该丝杠满足刚度要求。7、效率验算滚珠丝杠副的传动效率为tantan 3 38'“96%tan（ ） tan（3 38' 8 40 ）要求在90%95%间，所以该丝杠副合格。（五）滚动直线导轨选择1、已知参数滑座上载荷F滑座个数M单向行程长度ls每分钟往复次数441N1个440mm4次每天工作一年工作日数寿命6小时300天5年F mg 45 9,8 441N2、导轨额定寿命计算Th 6 300 5 9000h由公式2-10 :Ts 103Th2LsnTs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）得：Ts 2Th1sn/1032 9000 0.44 4 60/103 1900.8km因导轨上使用1个滑座，由表215-218确定由式2-9 :接触系数: 硬度系数: 温度系数: 负荷系数:fc 储 fT fw0.811.5得:CaCa寿命系数，一般取50 km滑座工彳载荷N额定动载荷NCaF3T