第二章机械系统设计之滚珠丝杠.ppt

（2）滚珠丝杠副结构尺寸的选择 1）公称直径d0 公称直径应根据轴向最大载荷按滚珠丝杠副尺寸系列选择； 公称直径的大小与承载能力有关，一般推荐 2）基本导程Ph Ph应按承载能力及传动精度、传动速度选取； 要求传动速度快时，可选用较大导程的滚珠丝杠副。 Ph大，承载能力大 Ph小，传动精度高 基本导程的选择原则： 在满足数控机床加工精度的条件下，导程应尽可能取大些. （3）滚珠丝杠副的选择步骤 已知条件： 最大工作载荷F（N）或平均工作载荷Fm； 使用寿命T； 丝杠的工作长度（或螺母的有效行程）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和运转情况。 1）承载能力选择 计算作用于丝杠轴向最大动载荷Q，然后根据Q值选择丝杠副的型号。 式中： L----滚珠丝杠寿命系数 T---使用寿命时间（h） 普通机械为5000~10000， 数控机床及其它机电一体化设备及仪器装置为15000 航空机械为1000 fw---运转系数 fH----硬度系数 Pmax----最大工作载荷 从手册或样本的滚珠丝杠副的尺寸系列表中可以找出相应的额定动载荷Qa的滚珠丝杠螺母副的尺寸规格和结构类型，选用时应使QaQ 注意： 当丝杠转速n10r/min时，以最大静载荷Q0为设计依据。 2）传动效率的验算 3）刚度验算 刚度的验算主要是确定丝杠的变形量 丝杠的变形量包括： ① 丝杠的拉伸或压缩变形量?1 ② 滚珠与螺纹滚道间接触变形?2 ③ 支承滚珠丝杠的轴承的轴向接触变形?3 ④ 滚珠丝杠的扭转变形引起的导程的变化量?4 ⑤ 螺母座及轴承支座的变形?5 因此: 滚珠丝杠副刚度的验算，主要是验算?1 、?2 、?3之和不应大于机床精度要求允许变形量的一半，否则，应考虑选用较大直径的滚珠丝杠副。 在实际设计中，由于预紧的作用，可将原机床的刚度提高4倍。因此只要 ?1 +?2 +?3=机床精度要求 即可认为该丝杠刚度合格。 4）稳定性验算 对已选定尺寸的丝杠在给定的支承条件下，承受最大轴向负载时，应验算其有没有产生纵向弯曲（失稳）的危险。 产生失稳的临界负载PK可用下式计算： 式中： 丝杠的支承方式 支承方式 fz 双推-双推 4 单推-单推 1 双推-简支 2 双推-自由式 0.25 临界负载PK与最大工作负载Pm之比称为稳定性安全系数nk。 [nK]---许用稳定性安全系数 一般取：[nk]=2.5~4 已知一数控机床上丝杠螺母副上的最大工作载荷为2670N，丝杠的转速为1500rpm,丝杠硬度HRC=60，传动系统的定位精度为0.015mm。试确定适合该机床的滚珠丝杠螺母副型号。 作用于丝杠上的最大动载荷为： 假设：各型号的滚珠丝杆副的公称直径相同 17 0.01 0. 6 3.5 13 0.91 31004 6 G 20 0.02 1.6 3.5 10 0.93 29510 5 F 300 0.01 0. 9 7 9 0.94 37478 8 E 45 0. 02 1 3 8 0.89 30000 4 D 24 0. 07 1 3.5 8 0.95 31000 4 C 56 0. 07 2.4 3.5 8 0.93 28056 4 B 30 0. 07 1 3.5 8 0.92 31000 6 A δ4 δ3 δ2 δ1 稳定性 刚度(um) 效率 检验 最大动载荷(N.m) 基本导程 (mm) 型号 3、滚珠丝杠副的主要尺寸参数 公称直径 丝杠大径 丝杠小径 滚珠直径 螺母小径 螺母大径 （1）公称直径do 指滚珠与螺纹滚道在理论接触角状态时包络滚珠球心的圆柱直径，它是滚珠丝杠副的特征尺寸。 （2）基本导程Ph 丝杠相对螺母旋转2π弧度时，螺母上基准点的轴向位移; 导程小→精度高→承载能力小 （3）行程λ 丝杠相对螺母旋转任意弧度时，螺母上基准点的轴向位移。 （4）滚珠直径 db 滚珠直径大，则承载能力也大。应根据轴承厂提供的尺寸选用 （5）滚珠个数N N过多，流通不畅，易产生阻塞； N过少，承载能力小，滚珠自载加距磨损和变形 一般取：N150 （6）滚珠的工作圈（或列）数 j 由于第一、第二、第三圈（或列）分别承受轴向载荷的50%、30%、15%左右，因此工作圈（或列）数一般取: j=2.5~3.5 4、滚珠