滚珠丝杆的选型

一.机构的规格及运行条件代号参数单位m80kgm160kgm220kg工作台及工作物的总质量工件质量滚珠丝杆的选型运行条件工作台质量m220kgLs1000mmVmax1m/sn8/min0.15mmx|±0.3/1000mm±0.1mms0.02mm/脉冲30000ht10.15st30.15sμ0.003f15kg/m3额定转速Nmax3000/min惯性扭矩Jm1.9kg.m2减速机无（直结）A1二.选择项目丝杆轴直径轴向间隙导程丝杆轴支撑方式螺母型号驱动马达精度工件质量导向面的摩擦系数伺服马达步进马达减速时间导向面的阻力无效行程定位精度重复定位精度最小进给量希望寿命时间加速时间行程长度最大速度每分钟往还次数三.导程精度和轴向间隙的选择1.导程精度的选择根据上表和下式计算每300mm的导程精度计算数值y单位结果|±0.09mm/300mm所以导程进度必须选择±0.09/300mm以上参照上表可知，满足要求的精度等级为C7，但它既有轧制滚珠丝杆又有精密滚珠丝杆，在次选择廉价的轧制滚珠丝杆2.轴向间隙的选择为了满足0.15mm的无效行程，必须选择轴向间隙在0.15mm以下的滚珠丝杆。根据上表，选择丝杆直径在32mm以下，精度等级C7的轧制滚珠丝杆。四.丝杆轴的选择1.假定丝杆轴的长度假定螺母全长为L1100mm丝杆轴末端长度为L2100mm根据行程长度Ls1000mm决定的全长L如下计算数值L单位结果1200mm2.导程的选择驱动马达的额定转速为3000r/min,最高速度1m/s时，滚珠丝杆的导程如下：I计算数值I单位结果大于等于20mm因此必须选择导程在20mm以上的丝杆。另外，滚珠丝杆和马达之间不使用减速机而直接安装，根据通常随着伺服马达的标准角度测试仪的分辨率，则AC伺服马达每转1周的最小分辨率如下1000p/rev无倍增1500p/rev无倍增2000p/rev双倍量3000p/rev双倍量4000p/rev4倍量6000p/rev4倍量为了满足选择条件中的最小进给量0.02mm/脉冲查下表应符合如下：20mm1000p/rev30mm1500p/rev40mm2000p/rev60mm3000p/rev80mm4000p/rev120mm6000p/rev导程3.丝杆直径的选择根据计算结果和上表有如下选择丝杆直径导程单位1520mm1530mm2020mm2040mm3060mm由于丝杆直径长度1200mm，15mm的直径太过细长，则应选直径20mm以上的。经过排除，有一下组合可选：丝杆轴直径导程单位2020mm2040mm3060mmmmmmmm4.丝杆支撑方式的选择如下因行程是1000mm，速度为1m/s,属于高速使用，故有固定-支撑，固定-固定安装方式可选，这里选固定-支撑。4.容许轴向载荷的探讨①最大轴向载荷计算计算数值α单位结果大于等于6.67m/s2计算数值Fa1单位结果大于等于551N计算数值Fa2单位结果大于等于17N计算数值Fa3单位结果大于等于-516N计算数值Fa4单位结果大于等于-551N计算数值Fa5单位结果大于等于-17N计算数值Fa6单位结果大于等于516.0N根据计算结果作用在滚珠丝杆上的最大轴向载荷如下所示：计算数值Famax单位结果大于等于550.0N如果使用20mm丝杆轴直径，20mm导程(最小沟谷直径17.5mm)没有问题，那么使用直径30mm的丝杆直径也符合条件。则对于丝杆轴挫曲载荷和容许压缩拉伸负荷的一下计算，是假定20mm丝杆轴，20mm的导程计算的。②丝杆轴的挫曲载荷根据上图系数η220安装间距La1100mm沟槽谷径d1|φ2017.5mm查型号得沟槽谷径d1|φ3026.4mm计算数值P1单位结果大于等于15502N③丝杆轴的容许拉伸压缩载荷计算数值P2单位结果大于等于35525N④数据整理P115502N因为P235525N≤550.0数值FamaxP235525N所以满足这些条件的滚珠丝杆在使用上都没有问题。5.容许转速的探讨①最高转速轴直径导程/mm20203000/min20401500/min30601000/min计算结果/最高速度②由丝杆轴的危险速度所决定的危险转速轴直径导程/mm20202184/min20402184/min30603295/min计算结果/危险速度P1③有DN值所决定的容许转速这里采用以下公式进行计算轴直径导程/mm钢球中心直径202020.753373/min204020.753373/min306031.252240/min④数据处理轴直径导程/mmNmaxN1计算结果/危险速度P10000