丝杠螺母机构的选择与计算.docVIP

丝杠螺母机构的选择与计算 5.2.1 确定滚珠丝杠副的导程 滚珠丝杠副的导程按下式计算： (5-1) 式中 —滚珠丝杠副的导程，（）； Vmax—工作台最高移动速度，（）； —电机最高转速，（）； 由进给系统设计要求知： Vmax=2.5 查阅《机械设计手册》[13]得： 步进电机110BF003的最高转速nmax=500。 将数值代入上式(5-1)可得：Ph≥5。 故取Ph=S=6。 5.2.2 强度计算 动载强度计算 1）对于燕尾型导轨的牵引力计算 Fm=KFX+f(Fz+2FY+G) (5-2) 取 K=1.4 f=0.2 考虑工作台在移动过程中只受G影响 故 F=fG (5-3) =0.2×30×9.8 =58.8() 考虑工作台在加工时静止只受FX影响 故 F= KF (5-4) =1.4×9.8×130 =1783.6() 故Fm= F＋ F=58.8＋1783.6=1842.4 2）.计算最大动载荷 C 当转速时，滚珠丝杠螺母的主要破坏形式是工作表面的疲 劳点蚀，因此要进行动载强度计算，其计算动载荷应小于或等于滚珠丝杠螺母副的额定动载荷，即 (5-5) 式中 —动载荷系数； —硬度影响系数； —当量动载荷，； —滚珠丝杠螺母副的额定动载荷，； —寿命，以为一个单位。 (5-6) 式中 T—使用寿命，； N—循环次数； —滚珠丝杠的当量转速，。 取 T=15000 (5-7) 代入数据可得： 取 取f=1.0 当工作载荷单调连续或周期性单调连续变化时，则 (5-8) 式中 、—最大和最小工作载荷，。 所以 计算可得： 查阅《机械设计手册》[7]选取CBM4006-5型滚珠丝杠副 （），所以刚度满足要求。 3）静载强度计算 当转速时，滚珠丝杠螺母的主要破坏形式为滚珠接触面上产生较大塑性变形，影响正常工作。为此进行静载强度计算，最大计算静载荷为： （5-9） 式中 —硬度影响系数； 查《机械设计手册》[7]可得：CBM4006-5型滚珠丝杠副额定静载荷，所以满足要求。滚珠丝杠螺母的主要参数如表5-1所示： 表5-1 滚珠丝杠螺母副的主要参数 滚珠丝杠副型号 CBM4006-5 公称直径 导程 钢球直径 丝杠外径 螺纹底径 额定动载荷 额定静载荷 接触刚度 5.2.3 螺母选择 由于数控机床对滚珠丝杠副的刚度有较高要求，故选择螺母时要注重其刚度的保证。推荐按高刚度要求选择预载的螺母型式。其中插管式外循环的端法兰双螺母应用最为广泛。它适用重载荷传动、高速驱动及精密定位系统。并在大导程、小导程和多头螺纹中具有独特优点，且较为经济。 ①　滚珠的工作圈数i和列数j。根据所要求性能、工作寿命，推荐按表5-2选取。 表5-2 要求特性 插管式(i×j) 滚珠循环流畅 1.5×2　1.5×3　2.5×1 刚性 2.5×2　　　2.5×3 ②　法兰形状。按安装空间由标准形状选择，亦可根据需要制成特殊法兰形状。(3) 导程精度选择　　根据机床定位精度，确定滚珠丝杠副导程的精度等级。一般情况下，推荐按下式估算： E≤(0.25～0.6)TD 式中：E——累计代表导程偏差，μm;　　TD——机床有效行程的定位精度，μm。 5.3 动力计算 传动件转动惯量的计算 5.3.1齿轮转动惯量的计算 1）传动比的计算 初步分配传动比 按获得最小转动惯量的原则分配传动比 i=ii i= 得 i=1.52 i=1.64 初步估计齿轮 模数m=1.25 小齿轮Z=27 大齿轮 小齿轮 大齿轮