滚珠丝杠设计与校核

（四）滚珠丝杠选择1、滚珠丝杠工作长度计算余量行程工作台llll丝杠工作长度：mmlX44020320100丝杠工作载荷：NFX500丝杠的工况均为：刷鞋机每天开机6小时；每年300个工作日；工作8年以上。丝杠材料：CrWMn钢；滚道硬度为58~62HRC；丝杠传动精度为mm04.0。平均转速n=125r/min（min/125410005.01000rpvn工作台）2、计算载荷CF求解NNFKKKFmAHFC5505000.10.11.1查《机电一体化设计基础》表2-6；2-7；2-8的0.10.11.1AHFKKK；；，查表2-4取C级精度。表2-6载荷系数载荷性质无冲击平稳运转一般运转有冲击和振动运转FK1~1.21.2~1.51.5~2.5表2-7硬度系数滚道实际硬度≥5855504540HK1.01.111.562.43.85表2-8精度系数精度等级C、DE、FGHAK1.01.11.251.433、额定动载荷计算aC计算寿命：hLh1440083006NNLnFChmCa31601067.1144002005501067.134344、滚珠丝杠副选择假设选用FC1型号，按滚珠丝杠副的额定动载荷aC等于或稍大于aC的原则，选汉江机床厂出品的2004-2.5，NCa5393，其参数如下：mmD200mmp5.2’383滚珠直径mmd381.20滚道半径mmdR238.1381.252.052.00偏心距mmdRe2010358.32381.2238.1707.02707.0丝杠内径mmmmReDd59.17)238.1210358.3220(222015、稳定性验算1）由于一端轴向固定的长丝杠在工作时可能会发生失稳，所以在设计时应验算其安全系数S，其值应大于丝杠副传动结构允许安全系数[S]（见表2-10）丝杠不会发生失稳的最大载荷称为临界载荷crF（N）按下式计算：22)(lEIFacr式中，E为丝杠材料的弹性模量，对于钢，E=206GPa；l为丝杠工作长度（m）；Ia为丝杠危险截面的轴惯性矩（m4）；为长度系数，见表2-10。依题意，49441107.46459.017.014.364mdIa取3/2，则NlEIFaXcr52992221011.144.032107.41020614.3)(NlEIFaYcr52992221038.1395.032107.41020614.3)(安全系数2225001011.15mcrXFFS2765001038.15mcrYFFS查表2-10，[S]=2.5~3.3。S[S]，丝杠是安全的，不会失稳。2）高速长丝杠工作时可能发生共振，因此需验算其不会发生共振的最高转速——crn。要求丝杠的最大转速crnnmax临界转速crn（r/min）：min/3124244.03201759.0927.39910)(991022212rldfnccr该丝杠工作转速crnrnmin/1253）滚珠丝杠副还受nD0值的限制，通常要求min/10740rmmnD40107250012520nD所以该丝杠副工作稳定。6、刚度验算滚珠丝杠在工作负载F（N）和转矩mNT共同作用下引起每个导程的变形量mL0为cGJTpEApFL220式中，A为丝杠截面积，22141mdA；cJ为丝杠的极惯性矩，44132mdJc；G为丝杠切变模量，对钢GPaG3.83；mNT为转矩。tan20DFTm式中，为摩擦角，其正切函数值为摩擦系数；mF为平均工作负载。本题取摩擦系数为0025.0tan,则048。mNmNT33.0048'383tan102205003按最不利的情况取（其中mFF）mGdTpEdpFGJTpEApFLc8492232934122212010997.301759.0103.8314.333.01041601759.01020614.350010441642则丝杠在工作长度上的弹性变形所引起的导程误差为mmpLlL40.410410997.344.0320通常要求丝杠的导程误差L应小于其传动精度的1/2，即mmmL2002.004.02121][LL，该丝杠满足刚度要求。7、效率验算滚珠丝杠副的传动效率为96)048'383tan('383tan)tan(tan%要求在90%~95%之间，所以该丝杠副合格。（五）滚动直线导轨选择1、已知参数滑座上载荷F滑座个数M单向行程长度sl每分钟往复次数441N1个440mm4次每天工作一年工作日数寿命6小时300天5年NmgF4418.9452、导轨额定寿命计算hTh900053006由公式2-10：nLTTssh2103）每小时往复次数（次）工作单形成长度（）（导轨额定行程长度寿命hnmLkmTss/得：kmnlTTshs8.190010/60444.09000210/233因导轨上使用1个滑座，由表2~15-2~18确定5.11181.0wTHcffff负荷系数：温度系数：硬度系数：接触系数：由式2-9：3FCffffKTawcTHsNCNFkmKa额定动载荷滑座工作载荷寿命系数，一般取50得：NffffKTFCCTHwsa137381.0115.150/8.19005.220/33NMFF5.2202441查《机械电子工程专业课程设计指导书》表3-19，选LY25AL，其基本额定载荷为：NCa1740，能满足使用要求。