滚珠丝杠副参数计算与选用Word下载.docx

1、4、确定预期额定动载荷按滚珠丝杠副预期工作时间 Ln（小时）计算：按滚珠丝杠副预期运行距离 Ls（千米）计算：有预加负荷的滚珠丝杠副还需按最大轴向负荷 Fmax计算： Cam=feFmax（N）式中：Ln- 预期工作时间（小时，见表 5）Ls- 预期运行距离 （km）, 一般取 250km。fa- 精度系数。根据初定的精度等级（见表 6） 选。fc- 可靠性系数。一般情况 fc=1 。在重要场合，要求一组同样的滚珠丝杠副在同样条件下使用寿命超过希望寿命的 90以上时 fc 见表 7选fw- 负荷系数。根据负荷性质（见表 8）选。fe- 预加负荷系数。（见表 9）表 5 各类机械预期工作时间 L

2、n表 6精度系数 fa机械类型Ln（ 小时）精度等1.2.34.5710普通机械5000 10000级普通机床1000020000fa1.00.90.80.7数控机床20000表 7可靠性系数 fc精密机床可靠性 % 909596979899测示机械15000fc10.620.530.440.330.21航空机械1000表 8负荷性质系数 fw负荷性 无冲击 （ 很平轻微冲击 伴有冲击或振动质 稳）fw11.21.2 1.51.5 2表 9 预加负荷系数 fe预加负荷类型 轻预载 中预载 重预载fe6.73.4以上三种计算结果中，取较大值为滚珠丝杠副的 Camm。5、按精度要求确定允许的滚珠丝

3、杠最小螺纹底d2ma. 滚珠丝杠副安装方式为一端固定，一端自由或游动时（见图-5 ） E- 杨氏弹性模量 21105N/mm2dm-估算的滚珠丝杠最大允许轴向变形量（ mm）Fo- 导轨静摩擦力（ N）。 Fo mow（mo为静摩擦系数）L- 滚珠螺母至滚珠丝杠固定端支承的最大距离（ mm）L行程安全行程余程螺母长度一半支承长度的一半行程 （2 4）Ph+4Ph+（4 6）Ph+（1/20 1/10） 行程（1.05 1.1） 行程 （10 14）Phb. 滚珠丝杠副安装为两端支承或两端固定（见图 -5）L- 两个固定支承之间的距离（ mm）L行程安全行程两个余程螺母长度一支承长度 （1.1

4、1.2） 行程 （10 14）Ph其中 重复定位精度或 定位精度，上述两种方法估算出的小值为 为系统刚性最小处刚度值，见下文 12、13项计算 ）滚珠丝杠副公称中径 domd2m+Dw（钢球直径）图 5一端固定，一端自由 G-Z一端固定，一端游动 G-Y二端支承 J-J二端固定 G-G6、确定滚珠丝杠副规格代号按照计算出的 Ph,Cam及传动方式， 使用情况，可在样本中先查出对应的滚珠丝杠公称直径 do，应注意 dodom,CaCam，但不宜过大，否则会使滚珠丝杠副转动惯量偏大，结构尺寸也偏大。接着确定循环圈数，滚珠螺母规格代号及相关的安装连接尺寸。7、确定预紧滚珠丝杠副预紧力 Fp当选择预紧

5、螺母型式的滚珠丝杠副时需确定预紧力 Fp。当最大轴向工作载荷 Fmax能确定时Fp=1/3 Fmax当最大轴向工作载荷不能确定时Fp=Ca其中 值按表 10选择， Ca 是额定动载荷，可在样本上查到。表 10预加负荷类型 轻载荷 中载荷 重载荷0.050.0750.18、计算行程补偿值 C 和预拉伸力 F1考虑到丝杠运转过程中温升对丝杠副导程精度的影响，在精级要求较高的场合，应对滚珠丝杠副适当的预拉伸。对预拉伸的滚珠丝杠副规定目标行程值 C, 并计算预拉伸力。C-行程补偿值（ mm）Dt- 温度变化值 23F1- 预位伸力（ N）a- 丝杆的线膨胀系数 11.8 10 -6 度d2- 滚珠丝杠

6、螺纹底径（ mm）Lu- 滚珠丝杠副的有效行程（ mm）E-杨氏弹性模量 2.1 105（N/mm2）Lu工作台行程螺母长度两个安全行程行程Dt- 滚珠丝杠温升 23（8 14）Phd2do -Dw （Dw ：钢球半径）9、确定滚珠丝杠副支承用轴承规格型号计算轴承所受的最大轴向载荷 FBmax,有预拉伸的滚珠丝杠副应考虑到预拉伸力 Ft 。按滚珠丝杠副支承的要求选择轴承的型号。确定轴承内径：为便于丝杠加工，轴承内径最好不大于滚珠丝杠的大径。在选用内循环滚珠丝杠副时必须有一端轴承内径略小于丝杠底径 d2。其次轴承样本上规定的预紧力应大于轴承所承受最大载荷 FBmax的1/3 。有关轴承的其它验算

7、项目可查轴承样本。10、滚珠丝杠副工作图设计滚珠丝杠副的螺纹长度 LS=Lu+2LeLe 余程见表 -2 Lu=行程螺母长度滚珠丝杠副螺母的安装连接尺寸可查样本。滚珠螺母不应该承受径向载荷及颠覆力矩，应使作用在螺母上的轴向合力通过丝杠轴心。可以用螺母的外圆柱面及法兰凸缘的内侧作安装基准，同时要求螺母座孔与丝杠轴承孔同心。螺母座孔端面与螺母座孔轴线垂直。当所受载荷冲击力不大时，可仅用螺母法兰凸缘的内侧面作安装基准面，这时应保证螺母座面与导轨垂直。装配时应找螺母外圆与丝杠支承轴承孔同心。插管式滚珠丝杠副水平放置时，为使滚珠的循环更加滚畅，应将插管置于滚珠丝杠轴线的上方。设计螺母座，轴承座及紧固螺钉

8、时要注意保证足够的刚性。在承载方向设计加强筋。由工作图确定滚珠丝杠长度尺寸。11、电机的选择作用在滚珠丝杠副上各种转矩计算。外加载荷产生的摩擦力矩 TF（N.m）滚珠丝杠副预加载荷 Fp 产生的预紧力矩 Tp（N.m）式中Ph- 滚珠丝杠副导程h - 未预紧的滚珠丝杠副效率1、2、3级精度的丝杠 h =0.94级精度以下的丝杠 h =0.85F- 作用在滚珠丝杠副上的外加轴向载荷， 不同情况下取值不一样。若计算电机启动转矩时， 机械是空载起动， F是导轨摩擦力（垂直运动 F 还包括机构重量） ；若计算电机工作转矩时， F 包括导轨摩擦力和工作载荷（垂向运动 F 还包括机构重量） 。其他计算，请

9、查找电机样本及相关资料。12、传动系统刚度计算一般校核计算按：KS - 滚珠丝杠副的拉压刚度。计算见下面说明Kb - 滚珠丝杠支承轴承的轴向刚度。可查轴承样本及有关资料。Kc - 滚珠丝杠副滚珠与滚道的接触刚度可查样本。精确计算时，还需考虑伺服刚度，联接轴刚度，扭转刚度，螺母座、轴承座刚度等，详请查阅相关资料。KS 的计算a. 丝杠支承形式为一端固定，一端游动或自由。b. 支承形式为两端支承或两端固定。Ks = = 6.6 102当 a=L1/2 时（即处在两支承的中点Ks= 10 - 3 =1.65 时）刚度最小Ks min = 6.6 E - 杨氏弹性模量 2.1 105 （N/mm2）d

10、2 - 丝杠底径 （mm）L1- 两支承间的距离当 a=L1（ 滚珠螺母至固定支承的最大距离）时刚度最小当 a=Lo 时（ 螺母在行程两端处 ） 刚度Ks min =1.65 最大当 a=Lo （ 靠固定端的行程起点处）时刚度最大Ks max =6.6 Ks max =1.65 13、传动系统刚度验算及滚珠丝杠副的精度选择将 Ksmax, Kb, Kc 及其它有关值代入将 Ksmin 替换 Ksmax 代入得 Kmin。由于数控机床精度在机床空载下验收， =2FO/Kmin, 称摩擦死区误差。 FO是机床空载时导轨上的静摩擦力。K=Fo（ ）称为传动系数刚度变化引起的定位误差。按 JB/GQ1

11、140-89规定，数控机床反向差值主要取决于，而定位误差主要取决于滚珠丝杠副的精度，其次是 K。传动系数刚度验算0.8 反向差值，即 Kmin1.6Fo/ 反向差值滚珠丝杠副的精度选择开环控制系统中使用的滚珠丝杠副ep+Vup0.8x（ 定位精度 - K）ep+V300p0.8x（300mm 定位精度 - K）半闭环控制系统或可以行程补偿的开环系统 :ep0.8x（ 定位精度 - K）V300p0.8x（300mm 定位精度 - K）先根据使用情况选择滚珠丝杠副的类型（ P 类或 T 类），然后参照滚珠丝杠副的精度标准表（见表 -1） ，按上述两式计算结果确定滚珠杠副的 ep,Vup 或 V300p，从而确定滚珠丝杠副的精度等级。14、滚珠丝杠副临界压缩载荷 F 的校验（验算压杆稳