滾珠絲桿選型計算要怎麼做,滾珠絲槓如何選型?

2021-03-19 18:21:50 字數 6655 閱讀 3953

1樓:yourman瘋子

珠絲桿選型方式:

一、已知條件:uph、工作臺質量m1、行程長度ls、最高速度vmax、加減速時間t1和t3、定位精度+-0.3mm/1000mm、往復運動週期、遊隙0.15mm

二、選擇專案:絲槓直徑、導程、螺母型號、精度、軸向間隙、絲槓支撐方式、馬達

三、計 算:

1.精度和型別。

(遊隙、軸向間隙)0.15mm,選擇遊隙在0.15以下的絲槓,查表選擇直徑32mm以下的絲槓。32mm遊隙為0.14mm。

為了滿足+-0.3mm/1000mm則,+-0.3mm/1000=x/300

則x=+-0.09mm. 必須選擇± 0.

090mm / 300mm 以上的導程精度。參照絲槓精度等級,選擇c7級絲槓。 絲槓型別:

根據機構確定絲槓型別是:軋製或研磨、定位或傳動 你可以選擇上海曼魯的絲桿~

2.導程。(以直線速度和旋轉速度確定滾珠絲槓導程)

導程和馬達的最高轉速 ph>=60*1000*v/(n/a)

(1.)ph: 絲桿導程mm

(2.)v:預定的最高進給速度m/s

(3.)n:馬達使用轉速rpm

(4.)a:減速比

滾珠絲槓如何選型?

2樓:匿名使用者

滾珠絲槓副引數計算與選用

1、計算步驟

2、確定滾珠絲槓導程ph

根據工作臺最高移動速度vmax , 電機最高轉速nmax, 傳動比等確定ph。按下式計算,取較大圓整值。

ph= (電機與滾珠絲槓副直聯時,i=1)

3、滾珠絲槓副載荷及轉速計算

這裡的載荷及轉速,是指滾珠絲槓的當量載荷fm與當量轉速nm。滾珠絲槓副在n1、n2、n3••••••nn轉速下,各轉速工作時間佔總時間的百分比t1%、t2%、t3%••••••tn%,所受載荷分別是f1、f2、f3••••••fn。

當負荷與轉速接近正比變化時,各種轉速使用機會均等,可按下列公式計算:

(nmax: 最大轉速,nmin: 最小轉速,fmax: 最大載荷(切削時),fmin: 最小載荷(空載時)

4、確定預期額定動載荷

①按滾珠絲槓副預期工作時間ln(小時)計算:

②按滾珠絲槓副預期執行距離ls(千米)計算:

③有預加負荷的滾珠絲槓副還需按最大軸向負荷fmax計算:cam=fefmax(n)

式中:ln-預期工作時間(小時,見表5)

ls-預期執行距離(km),一般取250km。

fa-精度係數。根據初定的精度等級(見表6)選。

fc-可靠性係數。一般情況fc=1。在重要場合,要求一組同樣的滾珠絲槓副在同樣條件下使用壽命超過希望壽命的90%以上時fc見表7選

fw-負荷係數。根據負荷性質(見表8)選。

fe-預加負荷係數。(見表9)

表-5 各類機械預期工作時間ln 表-6 精度係數fa

機械型別 ln(小時)

普通機械 5000~10000

普通機床 10000~20000

數控機床 20000

精密機床 20000

測示機械 15000

航空機械 1000

精度等級 1.2.3 4.5 7 10

fa 1.0 0.9 0.8 0.7

表-7 可靠性係數fc

可靠性% 90 95 96 97 98 99

fc 1 0.62 0.53 0.44 0.33 0.21

表-8 負荷性質係數fw

負荷性質 無衝擊(很平穩) 輕微衝擊 伴有衝擊或振動

fw 1~1.2 1.2~1.5 1.5~2

表-9 預加負荷係數fe

預加負荷型別 輕預載 中預載 重預載

fe 6.7 4.5 3.4

以上三種計算結果中,取較大值為滾珠絲槓副的camm。

5、按精度要求確定允許的滾珠絲槓最小螺紋底d2m

a.滾珠絲槓副安裝方式為一端固定,一端自由或遊動時(見圖-5)

式中:e-楊氏彈性模量21×105n/mm2

dm-估算的滾珠絲槓最大允許軸向變形量(mm)

fo-導軌靜摩擦力(n)。fo=mow(mo為靜摩擦係數)

l-滾珠螺母至滾珠絲槓固定端支承的最大距離(mm)

l≈行程+安全行程+餘程+螺母長度一半+支承長度的一半

≈行程+(2~4)ph+4ph+(4~6)ph+(1/20~1/10)行程

≈(1.05~1.1)行程+(10~14)ph

b.滾珠絲槓副安裝為兩端支承或兩端固定(見圖-5)

式中:l-兩個固定支承之間的距離(mm)

l≈行程+安全行程+兩個餘程+螺母長度+一支承長度≈(1.1~1.2)行程+(10~14)ph

其中 重複定位精度或 定位精度,

上述兩種方法估算出的小值為 為系統剛性最小處剛度值,見下文12、13項計算)

滾珠絲槓副公稱中徑dom≈d2m+dw(鋼球直徑)

圖-5一端固定,一端自由g-z

一端固定,一端遊動g-y

二端支承j-j

二端固定g-g

6、確定滾珠絲槓副規格代號

按照計算出的ph,cam及傳動方式,使用情況,可在樣本中先查出對應的滾珠絲槓公稱直徑do,應注意do≥dom, ca≥cam,但不宜過大,否則會使滾珠絲槓副轉動慣量偏大,結構尺寸也偏大。接著確定迴圈圈數,滾珠螺母規格代號及相關的安裝連線尺寸。

7、確定預緊滾珠絲槓副預緊力fp

當選擇預緊螺母型式的滾珠絲槓副時需確定預緊力fp。

當最大軸向工作載荷fmax能確定時

fp=1/3 fmax

當最大軸向工作載荷不能確定時

fp=ξca

其中ξ值按表10選擇,ca是額定動載荷,可在樣本上查到。

表-10

預加負荷型別 輕載荷 中載荷 過載荷

ξ 0.05 0.075 0.1

8、計算行程補償值c和預拉伸力f1

考慮到絲槓運轉過程中溫升對絲槓副導程精度的影響,在精級要求較高的場合,應對滾珠絲槓副適當的預拉伸。對預拉伸的滾珠絲槓副規定目標行程值c,並計算預拉伸力。

式中:c-行程補償值(mm)

dt-溫度變化值2℃~3℃

a-絲桿的線膨脹係數11.8×10-6度

lu-滾珠絲槓副的有效行程(mm)

lu≈工作臺行程+螺母長度+兩個安全行程≈行程+(8~14)ph

式中:f1-預位伸力(n)

d2-滾珠絲槓螺紋底徑(mm)

e-楊氏彈性模量2.1×105(n/mm2)

dt-滾珠絲槓溫升2℃~3℃

d2≈do-dw (dw:鋼球半徑)

9、確定滾珠絲槓副支承用軸承規格型號

●計算軸承所受的最大軸向載荷fbmax,有預拉伸的滾珠絲槓副應考慮到預拉伸力ft。

●按滾珠絲槓副支承的要求選擇軸承的型號。

●確定軸承內徑:為便於絲槓加工,軸承內徑最好不大於滾珠絲槓的大徑。在選用內迴圈滾珠絲槓副時必須有一端軸承內徑略小於絲槓底徑d2。

其次軸承樣本上規定的預緊力應大於軸承所承受最大載荷fbmax的1/3。

●有關軸承的其它驗算專案可查軸承樣本。

10、滾珠絲槓副工作圖設計

●滾珠絲槓副的螺紋長度ls=lu+2le

le餘程見表-2  lu=行程+螺母長度

●滾珠絲槓副螺母的安裝連線尺寸可查樣本。

●滾珠螺母不應該承受徑向載荷及顛覆力矩,應使作用在螺母上的軸向合力通過絲槓軸心。

●可以用螺母的外圓柱面及法蘭凸緣的內側作安裝基準,同時要求螺母座孔與絲槓軸承孔同心。螺母座孔端面與螺母座孔軸線垂直。當所受載荷衝擊力不大時,可僅用螺母法蘭凸緣的內側面作安裝基準面,這時應保證螺母座面與導軌垂直。

裝配時應找螺母外圓與絲槓支承軸承孔同心。

●插管式滾珠絲槓副水平放置時,為使滾珠的迴圈更加滾暢,應將插管置於滾珠絲槓軸線的上方。

●設計螺母座,軸承座及緊固螺釘時要注意保證足夠的剛性。在承載方向設計加強筋。

●由工作圖確定滾珠絲槓長度尺寸。

11、電機的選擇

●作用在滾珠絲槓副上各種轉矩計算。外載入荷產生的摩擦力矩tf(n.m)

滾珠絲槓副預載入荷fp產生的預緊力矩tp(n.m)

式中ph-滾珠絲槓副導程

h - 未預緊的滾珠絲槓副效率

1、2、3級精度的絲槓h =0.9

4級精度以下的絲槓h =0.85

f-作用在滾珠絲槓副上的外加軸向載荷,不同情況下取值不一樣。若計算電機啟動轉矩時,機械是空載起動,f是導軌摩擦力(垂直運動f還包括機構重量);若計算電機工作轉矩時,f包括導軌摩擦力和工作載荷(垂向運動f還包括機構重量)。

●其他計算,請查詢電機樣本及相關資料。

12、傳動系統剛度計算

●一般校核計算按:

式中ks - 滾珠絲槓副的拉壓剛度。計算見下面說明

kb - 滾珠絲槓支承軸承的軸向剛度。可查軸承樣本及有關資料。

kc - 滾珠絲槓副滾珠與滾道的接觸剛度可查樣本。

●精確計算時,還需考慮伺服剛度,聯接軸剛度,扭轉剛度,螺母座、軸承座剛度等,詳請查閱相關資料。

●ks的計算

a. 絲槓支承形式為一端固定,一端遊動或自由。

ks= ×10-3 =1.65 ×102

式中e -楊氏彈性模量2.1×105 (n/mm2)

d2 - 絲槓底徑(mm)

當a=l1(滾珠螺母至固定支承的最大距離)時剛度最小

ks min =1.65 ×102

當a=lo (靠固定端的行程起點處)時剛度最大

ks max =1.65 ×102

b.支承形式為兩端支承或兩端固定。

ks = = 6.6 ×102

當a=l•1/2時(即處在兩支承的中點時)剛度最小

ks min = 6.6 ×102

式中l1-兩支承間的距離

當a=lo時(螺母在行程兩端處)剛度最大

ks max =6.6 ×102

13、傳動系統剛度驗算及滾珠絲槓副的精度選擇

將k**ax, kb, kc及其它有關值代入

將k**in 替換k**ax 代入得kmin。

由於數控機床精度在機床空載下驗收,△=2fo/kmin, 稱摩擦死區誤差。fo是機床空載時導軌上的靜摩擦力。

ξk=fo( )

稱為傳動係數剛度變化引起的定位誤差。按jb/gq1140-89規定,數控機床反向差值主要取決於△,而定位誤差主要取決於滾珠絲槓副的精度,其次是ξk。

●傳動係數剛度驗算

0.8△≤反向差值,即kmin≥1.6fo/反向差值

●滾珠絲槓副的精度選擇

開環控制系統中使用的滾珠絲槓副

ep+vup≤0.8x(定位精度-ξk)

ep+v300p≤0.8x(300mm定位精度-ξk)

半閉環控制系統或可以行程補償的開環系統:

ep≤0.8x(定位精度-ξk)

v300p≤0.8x(300mm定位精度-ξk)

先根據使用情況選擇滾珠絲槓副的型別(p類或t類),然後參照滾珠絲槓副的精度標準表(見表-1),按上述兩式計算結果確定滾珠槓副的ep,vup或v300p,從而確定滾珠絲槓副的精度等級。

14、滾珠絲槓副臨界壓縮載荷f的校驗(驗算壓桿穩定性)

式中:d2-滾珠絲槓螺紋底徑,d2≈do-dw, do-公稱中徑,取樣本資料。

lc1-滾珠絲槓副的最大受壓長度(mm)(見表11)

f′max- 滾珠絲槓副承受最大軸向壓縮載荷(n)。 若滾珠絲槓承受最大載荷不是壓縮載荷時,f′max不等於fmax, 視工作情況進行計算

k1- 安全係數。絲槓垂直安裝k1=1/2

絲槓水平安裝k1=1/3

k2- 支承係數。與支承方式有關(見表11)

表-11

支承方式 簡 圖 k2 λ f

一端固定

一端自由

0.25 1.875 3.4

一端固定

一端遊動

2 3.927 15.1

二端支承

1 3.142 9.7

二端固定

4 4.730 21.9

15、滾珠絲槓副極限轉速nc校驗(避免高速運轉時產生共振)

式中:nc-極限轉速(r/min)

lc2-臨界轉速計算長度(mm) (見表11)

e-楊氏彈性模量2.1×105(n/mm2),

r-材料密度,鋼密度

i-絲槓的最小慣性矩

i= a-絲槓的最小橫截面積

k1-安全係數。一般取0.8

f, λ-與支承形式有關的係數(見表-11)

16、dn值校驗

dom•nmax≤70000

式中:dom-滾珠絲槓副的節圓直徑(mm),dom≈d2+dw(mm)

nmax-滾珠絲槓副的最高轉速

17、滾珠絲槓副形位公差的標註見表-3及下圖

某些傳動類(t類)滾珠絲槓副,對精度要求低,但傳遞的載荷較大,這時可不進行有關傳動精度及傳動系統剛度的計算,但需進行以下兩項計算:

18、基本軸向額定靜載荷coa驗算 19、強度驗算

fsfamax≤coa

式中:coa-滾珠絲槓副的基本軸向額定靜載荷(n)。可在樣本上查到。

fs-靜態安全係數。一般載荷fs= 1~2,

有衝擊或振動的載荷:fs= 2~3

famax- 最大軸向載荷(n)

[б]-許用應力(n/mm2)

d2-滾珠絲槓螺紋底徑(mm)。

顯示不了公式

你查《機械設計手冊單行本—機械傳動》這本書吧 裡面有完整絲槓選用過程。 或者你留個郵箱,我發給你。

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