文档介绍：已知条件: 工作载荷F(N)或平均工作载荷Fm (N);
丝杠副的使用寿命Lh (h) ;
丝杠的工作长度(或螺母的有效长度)l(m);
丝杠的转速n(平均转速nm或最大转速nmax)(r/min);
滚道硬度HRC及运转情况。
3、查滚珠丝杠副系列中的额定动载荷,使,
初选几个规格(或型号),列出其主要参数
(3)滚珠丝杠副的选择步骤(设计计算)
对于低速传动(n10r/min)传动,只按额定静载荷计算即可。
设计步骤:1、求出计算载荷Fc :Fc=KFKHKA Fm
2、根据寿命计算出额定动载荷
4、验算传动效率、刚度、稳定性等
—载荷系数,按表1选取;
载荷性质
无冲击平稳运转
一般运转
有冲击和振动运转
1~
~
~
滚道实际硬度HRC
≥58
55
50
45
40
精度系数
1、2
3、4
5
10
表1
表2
表3
—硬度系数,按表2选取;
—精度系数,按表3选取;
例1 试设计一数控铣床工作台进给用滚珠丝杠副。已知平均工作载荷Fm=3800N,丝杠工作长度l=,平均转速nm=100r/min,最大转速nmax=10000r/min,使用寿命Lh =15000h左右,丝杠材料为CrWMn钢,滚道硬度为58~62HRC,传动精度要求
解:(1) 求计算载荷Fc
(2) 根据寿命条件计算额定动载荷
规格型号
公称导程
p
丝杠外径
d
钢球直径
d0
丝杠内径
d1
循环圈数
动负荷
Ca(KN)
FFZD3210-3
32
10
3
FFZD5006-5
50
6
5
(3)按照满足Ca≥ C'a的原则选择丝杠副尺寸,查表得如下规格:
考虑各种因素,选FFZD5006-5,其中:
公称直径:D0=50mm
导程:p=6mm
螺旋角:λ=arctan(6/(50π))=2°11′
滚珠直径:d0=
丝杠内径:d1=
规格型号
公称导程
p
丝杠外径
d
钢球直径
d0
丝杠内径
d1
循环圈数
动负荷
Ca(KN)
FFZD3210-3
32
10
3
FFZD5006-5
50
6
5
(4) 稳定性验算
丝杠不会发生失稳的最大载荷称为临界载荷
①由于一端轴向固定的长丝杠在工作时可能发生失稳,所以在设计时应验算其安全系数S,其值应大于[S]。
式中:E—丝杠的弹性模量,对钢
—长度系数,双推-简支时,
—丝杠危险截面的轴惯性矩
丝杠是安全的,不会失稳。
支承方式
有关系数
双推—自由
F—O
双推—简支
F—S
双推—双推
F—F
3~4
~
—
2
2/3
—
②临界转速验证
高速运转时,需验算其是否会发生共振的最高转速,要求丝杠最高转速。
临界转速可按公式计算:
滚珠丝杠在工作负载F(N)和转矩T()共同作用下引起每个导程的变形量(m)为
(5)刚度验算
式中:A—丝杠的截面积, (m2);
—丝杠的极惯性矩, (m4);
G—丝杠切变模量,对于钢G=;
T—转矩()
按最不利的情况,即取F=Fm,则
丝杠在工作长度上的弹性变形所引起的导程误差为
通常要求丝杠的导程误差应小于其传动精度的1/2,即
刚度满足要求