滾珠絲桿實際計算

某臺加工中心臺進給用滾珠絲杠副的設計計算:   : 工作臺重量   W1=5000N  工作與夾具最大重量W2=3000N    工作臺最大行程 LK=1000mm    工作臺導軌的摩擦系數(shù):動摩擦系數(shù)=0.1    靜摩擦系數(shù)0=0.2    快速進給速度   Vmax=15m/min   定位精度20 m/300mm    全行程25m   重復定位精度10m    要求20000小時(兩班制工作十年)。表1 切削方式縱向切削力Pxi(N)垂向切削力Pzi(N)進給速度Vi(m/min)工作時間百分比%絲杠軸向載荷(N)絲杠轉速r/min強力切削200012000.6102920一般切削10002000.830185080精切削5002001501320100快速進給00151080015001)確定滾珠絲杠副的導程因電機與絲杠直聯(lián)，i=1由表1查得代入得，按第2頁表，取  2確定當量轉速與當量載荷1 各種切削方式下，絲杠轉速        由表1查得       代入得    1各種切削方式下，絲杠軸向載荷由表1查得     代入得3當量轉速由表1查得代入得2當量載荷代入得3預期額定動載荷1 按預期工作時間估算按表9查得：輕微沖擊取 fw=1.3按表7查得：13取 按表8查得：可靠性97%取fc=0.44：Lh=20000小時代入得2擬采用預緊滾珠絲杠副，按最大負載Fmax計算：按表10查得：中預載取 Fe=4.5代入得取以上兩種結果的最大值4確定允許的最小螺紋底徑1 估算絲杠允許的最大軸向變形量 1/31/4重復定位精度 1/41/5定位精度   : 最大軸向變形量    µm：重復定位精度10µm, 定位精度25µm    =3    =6取兩種結果的小值 =3µm(2估算最小螺紋底徑   絲杠要求預拉伸，取兩端固定的支承形式   (1.11.2)行程+1014：行程為1000mm, 代入得5確定滾珠絲杠副的規(guī)格代號1選內循環(huán)浮動式法蘭，直筒雙螺母型墊片預形式2 由計算出的在樣本中取相應規(guī)格的滾珠絲杠副FFZD4010-36) 確定滾珠絲杠副預緊力   其中7行程補償值與與拉伸力1        行程補償值   式中：=24(2) 預拉伸力代入得8確定滾珠絲杠副支承用的軸承代號、規(guī)格1 軸承所承受的最大軸向載荷    代入得    2軸承類型兩端固定的支承形式，選背對背60°角接觸推力球軸承3 軸承內徑   d 略小于取 代入得  4軸承預緊力預加負荷5按樣本選軸承型號規(guī)格     當d=30mm   預加負荷為：FBP       所以選7602030TVP軸承           d=30mm預加負荷為9 )   滾珠絲杠副工作圖設計(1) 絲杠螺紋長度Ls：Ls=Lu+2Le   由表二查得余程Le=40繪制工作圖2兩固定支承距離L1按樣本查出螺母安裝聯(lián)接尺寸絲杠全長L3行程起點離固定支承距離L0由工作圖得Ls=1290L1=1350L=1410L0=3010 ) 電機選擇略11 ) 傳動系統(tǒng)剛度1絲杠抗壓剛度    1絲杠最小抗壓剛度Ksmin=6.6×10Ksmin ：最小抗壓剛度     N/md2   ：絲杠底徑L1    ：固定支承距離Ksmin=575 N/m2絲杠最大抗壓剛度Ksmax=6.6×10Ksmax ：最大抗壓剛度     N/mKsmax=6617 N/m(2) 支承軸承組合剛度1)一對預緊軸承的組合剛度KBO=2×2.34KBO：一對預緊軸承的組合剛度    N/mdQ   ：滾珠直徑    mmZ    ：滾珠數(shù)Famax ：最大軸向工作載荷   N     ：軸承接觸角由樣本查出7602030TUP軸承是預加載荷的3倍dQ=7.144       Z=17    =60Kamax=8700    N/mKBO=375    N/m2支承軸承組合剛度由表13兩端固定支承Kb=2 KBOKb=750    N/mKb   ：支承軸承組合剛度   N/m3滾珠絲杠副滾珠和滾道的接觸剛度KC= KC(KC ：滾珠和滾道的接觸剛度    N/mKC：查樣本上的剛度    N/mFP   ：滾珠絲杠副預緊力    NCa   ：額定動載荷      N由樣本查得：KC=1410 N/m；Ca=3600N；FP=1000    N得KC=920    N/m12)   剛度驗算與精度選擇1=N/m=N/mF0=W1=5000   N ，  =0.2F0=1000   NF0   ：   靜摩擦力      N：靜摩擦系數(shù)W1   ：正壓力      N2驗算傳動系統(tǒng)剛度KminKmin ：傳動系統(tǒng)剛度    N反向差值或重復定位精度為10Kmin=2221603傳動系統(tǒng)剛度變化引起的定位誤差=1.7m4確定精度     V300p   ：任意300mm內的行程變動量對半閉環(huán)系統(tǒng)言，   V300p0.8×定位精度-定位精度為20m/300V300p14.3m絲杠精度取為3級V300p=12m14.3(5) 確定滾珠絲杠副的規(guī)格代號已確定的型號：FFZD公稱直徑：40    導程：10螺紋長度：1290絲杠全長：1410P類3級精度FFZD4010-3-P3   /1410×129013)   驗算臨界壓縮載荷  Fc    ：   N絲杠所受最大軸向載荷Fmax小于絲杠預拉伸力F不用驗算。14 ) 驗算臨界轉速nc=f×10nc   :    臨界轉速      n/minf    ：與支承形式有關的系數(shù)：絲杠底徑   ：臨界轉速計算長度     mm由表14得f=21.9由樣本得d2=34.3由工作圖與表14得：Lc2= L1- L04310nmax=150015 ) 驗算：Dn=Dpw nmaxD pw ：   滾珠絲杠副的節(jié)圓直徑    mmnmax :   滾珠絲杠副最高轉速    n/minDpw41.4mmnmax=1500r/min621007000016)   滾珠絲杠副形位公差的標注   略表1： 支承方式簡 圖K2f一端固定一端自由0.251.8753.4一端固定一端游動23.92715.1二端支承13.1429.7二端固定44.73021.9