滚珠丝杠的设计计算与选用

滚珠丝杠的设计与计算已知条件：工作台重量1W=80KG=800N，工件及夹具最大重量2W=200N，工作台最大行程LK=950mm，工作台导轨的摩擦系数为u=0.1，快速进给速度maxV=4m/min，定位精度为20um/300mm，全行程25um,重复定位精度为10um，要求寿命为10000小时（单班制工作十年）。各种切削方式的纵向切削力Fa，速度V和时间比例q及其他见下表。表1各种切削方式的纵向切削力Fa,速度V和时间比例q切削方式纵向切削力Pxi(N)垂向切削力Pzi(N)进给速度Vi(m/min)工作时间百分比%丝杠轴向载荷(N)丝杠转速r/min强力切削200012000.610220060一般切削10005000.830115080精切削500200150620100快速进给00４５1000375FFZD4005-3-P3图1进给用滚珠丝杠装配图1.确定滚珠丝杠副的导程max*maxVPhinmaxV：工作台最高移动速度；maxn：电机最高转速；I：传动比；电机与丝杠间为齿轮连接式，i=4（取一级减速齿轮）。由上表查得1W=4m/min，maxn=1500r/min代入得Ph0.67mm查《现代机床设计手册》取Ph5mm。2.确定当量转速与当量载荷1)各种切削方式下，丝杠转速Viniph由上表查的1v=0.6,2v=0.8,3v=1,Ph=4代入得1n120，2n160，3n200，4n8002)各种切削方式下，丝杠轴向载荷12()/10ixiziFpwwpiF：丝杠轴向载荷，xip：纵向切削力，zip：垂向切削力由上表得xip(i=1,2,3,4)分别为2000N，1000N，500N，0Nzip(i=1,2,3,4)分别为1200N，500N，200N，0N已知1w＝800N，2w＝200N代入得iF(i=1,2,3,4)分别为2200N，1150N，620N，1000N3)当量转速mnmn1*n1t/100+2*n2t/100+3*n3t/100+4*n4t/100，数据代入得mn240r/min4)当量载荷333333112244*********100*100*100*100mmmmntntntntnnnn3m1234F=FF+F+F带入数据得mF＝1057N3.初选滚珠丝杠副由公式《现代机床设计手册》（3.7－24）知63***10*(*)60athakhmmwcffffLnFf查《现代机床设计手册》表（3.7－51）——表（3.7－54）得tf＝1，hf＝1，af＝1，kf＝0.53，wf=1.3，hL＝10000h代入数据可求得ac＝13589N=13.58KN4.确定允许的最小螺纹底径1)估算丝杠允许的最大轴向变形量①m（1/3—1/4）重复定位精度②m(1/4—1/5)定位精度m：最大轴向变形量m已知重复定位精度10m定位精度25m①m＝3m，②m＝6m取两种结果最小值m＝3m2)估算最小螺纹底径丝杠要求预拉伸，取两端固定的支承形式00210***100.039**mmmFLFLdE2md：最小螺纹底径mmL＝（1.1~1.2）行程+(10~14)Ph静摩擦力0F=01W已知行程950mm，1W＝800N,0=0.2代入数据得L=1110mm，0F＝160N,2md=9.5mm5.确定滚珠丝杠副得规格代号6.选内循环浮动式法兰，直筒螺母型垫片预紧形式7.由计算出的Ph，amc，2md在《现代机床设计手册》中选取相应规格的滚珠丝杠副FFZD4005-5Ph=5,ac=22000Namc=13589N