滚珠丝杠副的设计计算.ppt

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（校核计算）,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；,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Fm3800N，丝杠工作长度l1.2m，平均转速nm100r/min，最大转速nmax10000r/min，使用寿命Lh 15000h左右，丝杠材料为CrWMn钢，滚道硬度为5862HRC，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,(3)按照满足Ca Ca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：=arctan(6/(50)=211 滚珠直径：d0=3.969mm 丝杠内径：d1=45.76mm,(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,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。,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（N.m）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=83.3GPa；,T转矩（N.m）,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,滚珠丝杠副的传动效率为,（6）效率验算,要求在90%95%之间，所以该丝杠副能满足使用要求。,经上述计算验证，FFZD5006-5各项性能指标均符合题目要求，可选用。,