滾珠絲杠副的設(shè)計計算

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1、已知條件：工作載荷F（N）或平均工作載荷Fm（N）;絲杠副的使用壽命Lh（h）；絲杠的工作長度（或螺母的有效長度）l(m);絲杠的轉(zhuǎn)速n（平均轉(zhuǎn)速nm或最大轉(zhuǎn)速nmax）(r/min);滾道硬度HRC及運轉(zhuǎn)情況。3、查滾珠絲杠副系列中的額定動載荷，使，初選幾個規(guī)格（或型號），列出其主要參數(shù)（3）滾珠絲杠副的選擇步驟（設(shè)計計算）對于低速傳動（n?10r/min）傳動，只按額定靜載荷計算即可。設(shè)計步驟：1、求出計算載荷Fc:Fc=KFKHKAFm2、根據(jù)壽命計算出額定動載荷4、驗算傳動效率、剛度、穩(wěn)定性等—載荷系數(shù)，按表1選取；載荷性質(zhì)無

2、沖擊平穩(wěn)運轉(zhuǎn)一般運轉(zhuǎn)有沖擊和振動運轉(zhuǎn)1~1.21.2~1.51.5~2.5滾道實際硬度HRC≥58555045401.01.111.562.43.85精度系數(shù)1、23、45101.01.11.251.43表1表2表3—硬度系數(shù)，按表2選??；—精度系數(shù)，按表3選??；例1試設(shè)計一數(shù)控銑床工作臺進給用滾珠絲杠副。已知平均工作載荷Fm＝3800N，絲杠工作長度l＝1.2m，平均轉(zhuǎn)速nm＝100r/min，最大轉(zhuǎn)速nmax＝10000r/min，使用壽命Lh＝15000h左右，絲杠材料為CrWMn鋼，滾道硬度為58~62HRC，傳動精度要求解：

3、(1)求計算載荷Fc(2)根據(jù)壽命條件計算額定動載荷規(guī)格型號公稱導(dǎo)程p絲杠外徑d鋼球直徑d0絲杠內(nèi)徑d1循環(huán)圈數(shù)動負荷Ca(KN)FFZD3210-3321032.57.14427.3325.7FFZD5006-550648.93.96945.76526.4(3)按照滿足Ca≥C'a的原則選擇絲杠副尺寸，查表得如下規(guī)格：考慮各種因素，選FFZD5006-5，其中：公稱直徑：D0=50mm導(dǎo)程：p=6mm螺旋角：λ=arctan(6/(50π))=2°11′滾珠直徑：d0=3.969mm絲杠內(nèi)徑：d1=45.76mm規(guī)格型號公稱導(dǎo)程p絲

4、杠外徑d鋼球直徑d0絲杠內(nèi)徑d1循環(huán)圈數(shù)動負荷Ca(KN)FFZD3210-3321032.57.14427.3325.7FFZD5006-550648.93.96945.76526.4(4)穩(wěn)定性驗算絲杠不會發(fā)生失穩(wěn)的最大載荷稱為臨界載荷①由于一端軸向固定的長絲杠在工作時可能發(fā)生失穩(wěn),所以在設(shè)計時應(yīng)驗算其安全系數(shù)S,其值應(yīng)大于[S]。式中：E—絲杠的彈性模量，對鋼—長度系數(shù)，雙推-簡支時，—絲杠危險截面的軸慣性矩絲杠是安全的，不會失穩(wěn)。支承方式有關(guān)系數(shù)雙推—自由F—O雙推—簡支F—S雙推—雙推F—F3~42.5~3.3—22/3—1

5、.8753.9274.730②臨界轉(zhuǎn)速驗證高速運轉(zhuǎn)時，需驗算其是否會發(fā)生共振的最高轉(zhuǎn)速，要求絲杠最高轉(zhuǎn)速。臨界轉(zhuǎn)速可按公式計算：滾珠絲杠在工作負載F（N）和轉(zhuǎn)矩T（N.m）共同作用下引起每個導(dǎo)程的變形量（m）為（5）剛度驗算式中：A—絲杠的截面積，(m2)；—絲杠的極慣性矩，(m4)；G—絲杠切變模量，對于鋼G=83.3GPa；T—轉(zhuǎn)矩（N.m）按最不利的情況，即取F=Fm，則絲杠在工作長度上的彈性變形所引起的導(dǎo)程誤差為通常要求絲杠的導(dǎo)程誤差應(yīng)小于其傳動精度的1/2，即剛度滿足要求滾珠絲杠副的傳動效率為（6）效率驗算要求在90%~95

6、%之間，所以該絲杠副能滿足使用要求。經(jīng)上述計算驗證，F(xiàn)FZD5006-5各項性能指標均符合題目要求，可選用。