滚珠丝杠选型和电机选型计算教学内容

1、滚珠丝杠及电机选型计算1.1确定滚珠丝杠副的导程根据电机额定转速和X向滑板最大速度，计算丝杠导程。X向运动的驱动电机选择松 K MDMA152P1V,电机最高转速为4500ipmo电机与滚珠丝杆通过联轴器连接，传动比为 0.99o X向最人运动速度24m/min,即24000nmimino则丝杠导程为n _T7/一_24000 一“P/j / Z max 5.3911 luax imx 0.99x4500实际取Ph = lOnmi ,可满足速度要求。1.2滚珠丝杠副的载荷及转速计算滚动导轨承重时的滑动摩擦系数最人为0.004,静摩擦系数与摩擦系数差别不人，此处 计算取静摩擦系数为0.006o则

2、导轨静摩擦力：化=“M g + f = 0.006x500 x9.8 + 4x5 = 49.4N式中：M 一一工件及工作台质量，M为500kgo导轨滑块密封阻力，按4个滑块，每个滑块密封阻力5N。由于该设备主要用于检测，丝杠工作时不受切削力，检测运动接近匀速，其阻力主要来 自于导轨、滑块的摩擦力。则有：“3 a = 60 v / 乙=60 x 24 /10 = 144加F a F. a Fq= 49.4N滚珠丝杠副的当屋载荷：2F + F Fm =二叫 Q 化=49.47V 滚珠丝杠副的当量转速： nm = % ； % = 144/7?/;?1.3滚珠丝杠副预期额定动载荷 13.1按滚珠丝杠副

3、的预期工作时间计算:厂一 F f厂49 4x15=咛册二疝k冠如=253-03yv式中:nin当量转速，nm =心； = 144Lh 一一预期工作时间，测试机床选择15000小时负荷系数，平稳无冲击选择人=1fa 一一精度系数，2级精度选择九=1一一可靠性系数，一般选择=11.3.2按滚珠丝杠副的预期运行距离计算：6=式中：Ls一一预期运行距离，一般选择厶=24x105?13.3按滚珠丝杠副的预加最大轴向负载计算：= 臨严 6.7x49.4 = 303.98N式中：fe一一预加负荷系数，轻预载时，选择*=6.7Fmax一一丝杠副最人载荷1.4估算滚珠丝杠的最大允许轴向变形量W （1/31/4）

4、重复定位精度X向运动的重复定位精度要求为0.03mm,则Smx0.03 = 0.0075加n41.5估计算滚珠丝杠副的螺纹底X1.5.1根据X向运动行程为1000mm,可计算岀两个固定支承的最人距离:L （1.1 12）/ + （10 14）=1.2x1000+14x10 = 1340/nm1.5.2按丝杠安装方式为轴向两端固定，则有丝杠螺纹底X：d2m 0.0391000爲式中：Fo导轨静摩擦力，Fo=49.4NL一一滚珠螺母至滚珠丝杠固定端支承的最人距离，L=1340mm 则有g 0.039=3.69 mmI 49.4x1340V 1000 x0.0075 1.6导程精度的选择根据X向运动

5、的定位精度要求达到0.08mm，1000mm,则任意300mm。长度的导程精度 为 0.024111111 o1.7确定滚珠丝杠副规格代号按照丝杠Ph.d2m.Cam选择SFS6310滚珠丝杆，精度等级2级。丝杆基本导程Ph=10nun, 丝杠外Xd=61mm,螺母外径90mm,珠径6.35mm,额定动载荷Ca =48740N （,额定 静载荷 Cao=156912No1 8电机选择条件：选择伺服电机驱动，伺服电机选取松卞MINAS A4系列MDMA152P1*型中惯量 电机，其功率：1.5KW.额定转矩：7.15 N.m,电机惯量JM： 0.00123 Kg.nrX向运动工件及工作台质量估计

6、最大值约1500Kgo1.8.1外部负荷的转动惯量：丝杆部分的转动惯量：J-mr2 =丄 x31.633x0.03F =0.015199656乂g?外部负荷的负荷转动惯量：p/001、三J,=厶+加（）2 =0.0151996565+1500*=0.0189992009 kg m22龙I 2兀）则有：0.01899920 09 卄=14儿 0.00123加在电机上的转动惯量：J =几 + 几=0.01899920 09 + 0.00123 = 0.02022920 09 kg-m21.8.2外部负荷产生的摩擦扭矩：T =x103 = 49幻 xl03 = 0.0884N mp 2力2/rx0.

7、9式中：Ph一一滚珠丝杆副的导程77一一未预紧的滚珠丝杆副的效率（2级精度 =0.9）F 一一外加轴向载荷，含导轨摩擦力，其中含切削力为01.8.3预紧力产生的摩擦扭矩：FpPh l-/f 3 49.4/3x10 1 一 23 “心Tn = x xlO =xxlO = 0.062N 72 龙-2 龙iy式中：Fp一一滚珠丝杆副间的预紧力，你=化瘁/3 = 49.4/3 = 16.4721.8.4支承轴承产生的摩擦扭矩：选择深沟球轴承，轴承代号：6207,查轴承样本可得摩擦力矩：Thi =0.23N.mo1.8.5加速度产生的负荷扭矩：根据设计要求可知：X向工作台运动速度为v=24m/min,对应电机转速n2 =144ipm最人加速度为a=40mni/s2,则工作台速度从o升至25nmrs所需时间:当电机转速从1=0升至n2 = 144rpm时，其负荷扭矩T=J 2叭)=0.0202 x