滚珠丝杠的设计计算.doc

3.4 滚珠丝杠螺母副的计算和选型 ?3.4.1 纵向进给丝杠 滚珠丝杠的选型 螺纹滚道型面的选择 1.单圆弧型面 2.双圆弧型面 选择要求:经济易调试 稳定 选择方案 2双圆弧型面 选择原因 接触角 Ъ不变双圆弧交接处尚有小空隙可容纳一些赃物这读滚珠丝杠有利而不致堵塞 滚珠循环方式: 1内循环 2外循环 选择方案:外循环 选择原因:结构制造较易? 经济实用 轴向间隙的调整和预紧力的选择 1垫片式 2螺纹式 3齿差式 选择要求: 经济可靠 易拆装 刚度高 选择方案：双螺母垫片式预紧 选择原因：结构简单 可靠性好刚度高 拆装方便 丝杠的安装方式 ①计算进给率引力 （N） 纵向进给为三角形贴塑导轨：　　 ＝1.15×1873＋0.04（2491＋800）＝2500N????? 式中：?? K－考虑颠复力矩影响的实验系数，综合导轨：K＝1.15 －滑动导轨磨擦系数　 0.03～0.05 G－溜板及刀架重力　　G＝800N ②计算最大动负载F 　　　　　　　　　　　F＝ 　　　　　　　　　　　L＝(60×n×T)/10 ? ????????????????????? N=1000 / ? ??? 式中：　 -滚珠丝杠导程，初选 ＝6mm ???????????? -最大切削力下的进给速度，可取最高进给速度的（1/2-1/3）, =1.5m/min ???????????? T-使用寿命，按15000h ??????????? -运动系数，取 ＝1.2 　　　?????? L－寿命　以 转为1单位 　　　由式知：n=1000 / =(1000×1.5)/6=250r/min ????? 由式知：L=(60×N×T)=(60×250×15000)/ =255 ????? 由式知：F= ×1.2×2500=18246.6N=1862kg ③计算最大静负载 ＝ × ＝2×1862＝3724N＜ ＝69678N ④滚珠丝杠螺母副的类型 选用滚珠丝杠副的直径时，必须保证在一定轴向负载作用下，丝杠在回转100万转后，在它的滚道上不产生点蚀现象。 根据纵向进给丝杠的动负载来选取滚珠丝杠螺母副。查阅文献附表A表3，可采用 3506型3.5圈一列外循环垫片调整预紧的双螺母滚珠丝杠副，其额定动载荷为19012N，额定静载荷为69678N，精度等级为3级。 根据额定动载荷选用角接触球轴承7008型号其额定动载荷为 =19KN ⑤传动效率计算 =tan /tan =tan /tan =0.949????? ? -摩擦角取 ，滚动摩擦系数0.003～0.004 ⑥刚度验算 纵向进给滚珠丝杠支承方式如图3.2。最大牵引力为2530N，支承间距L＝6mm，丝杠螺母及轴承均进行预紧，预紧力为最大轴向负荷的1/3 图3.2? 纵向进给系统计算简图 1）丝杠的拉伸或压缩变形量 　　　　　　 ＝( )/EF=(2500×650)/20.6× ×1507=52.345 mm/m=5.2345 m 2）滚珠与螺母滚道间接触变形 若无预紧 = 为滚珠直径 为滚珠总数量 =一圈的滚珠数 圈数 列数 一圈的滚珠数(外循环)= / = 35/3.969=27.7 = 个 = =0.00457mm/m=4.57 m 纵向误差 ＜10 ?可不加预紧 4）滚珠丝杠的扭转变形引起导和的变化量 ，一般忽略不计 5）螺母座及轴承支座的变形，常为滚珠丝杠副系统刚度的薄弱环节。但变形量计算较为困难，一般根据其精度要求，在结构上尽量增强其刚度而不作计算 稳定性验算 滚珠丝杠属于受轴向力的细长轴杆，对轴向工作负载进行验算，若失去稳定的临界载荷式中 E为丝杠材料弹性模量，对刚E=20.6 MPa I为截面惯性矩，对丝杠圆截面I= /64= /64=2.53 L为丝杠的最大工作长度，取最大车削长度L=650mm 为丝杠的支承方式系数，由于是两端固定所以取 =4.0 则该丝杠不会产生不稳定 3.4.2 横向进给丝杠 ①计算进给牵引力 　　 横向导轨为燕尾形，计算如下：＝1.4 ＋ =1.4×937+0.2×（3746+2×1498+600）＝2780N ②计算最大动负载F 　???? 由上式：? n=1000 / =1000×0.9/6=150r/min ??????????????? L=60nT/ =60×150×15000/ =135 ?F= = ×1.4×2780=19965.7N=2037kg ③计算最大静负载 ?????? 由式： = =2×2023N=4046N =49100N ④滚珠丝杠螺母副的选型 　　选用滚珠丝杠螺母副的直径时，必须保证在一定轴向负载作用下，丝杠在回转100万转后，在它的滚道上不产生点蚀现象。 查表选Wch4506外循环螺纹调整预紧的双螺母滚珠丝杠副，3.5圈1列，其额定动载