滚珠丝杠选型计算.docx

丝杠许用轴向负载计算 L2 P ? ? n? 2 P ? ? n? 2 EI P 丝杠许用轴向负载 N α 安全系数 E 杨氏模量 *105 N/mm2 (MPa) d 丝杠轴底径 mm L 安装距离 mm I 丝杠轴截面最小惯性矩 mm4 64 n n 取决于丝杠安装方法的系数 支撑-支撑固定-支撑固定-固定 固定-自由 n=1 n=2 n=4 n=1/4 公式带入得 丝杠许用转速 n?? 3 E ?P d 4 ? 64L2 60?22?L2 60?2 2?L2 EIg ?A N β g γ 丝杠许用转速 安全系数 重力加速度 *103 丝杠材料比重(单位体积材料产生重力) r/min mm/s2 N/mm3 ? ? ?·g ? 7800 *10?9 kg / mm3 *9.8N / kg A 丝杠最小截面积 mm2 A ? ? d 2 4 λ λ 取决于丝杠安装方法的系数 支撑-支撑固定-支撑固定-固定 λ=π λ= λ= 固定 固定-自由 λ= 60? 60?2 EIg 60? E *1000 ?2 0.8* 60 2.08*105 *103 ?2 10 ?2 7 2?L2 ?A 8? ? L2 2 *3.14 7800*10?9 L2 L2 N ? ? ?  d ? d ? d 则 N ? 107 ? 2 d L2 公式推导过程仅适用于丝杠材料密度为 7800kg/m3 丝杠导程、丝杠长度、轴径、导程角丝杠导程确定 l ? V max N max l l 丝杠导程 Vmax 负载移动最大速度 Nmax 丝杠最大转速 mm mm/min r/min 丝杠长度确定 L ? 最大行程? 螺帽长度? 轴端预留量 轴向最大负载计算 丝杠竖直安装时，匀加速上升状态为轴向负载值最大。 F ? mg ? ? mg ? ma F F m 轴向最大负载 被移动物体重量 N kg 丝杠水平安装时，匀加速移动状态为轴向负载值最大。 F ? ? mg ? ma 丝杠轴径确定 公式中，使 F≤P，逆运算求 d1。 ? 64PL2 ?1/ 4 d1 ? ? ? ? n?? 3 E ? 2根据长径比计算轴径 d 。长径比通常必须小于 60。 2 L ? 60 d 2 得 d ? L 2 60 公式中，使 N≥Nmax，逆运算求 d3。（丝杠材料为钢） N max* L2 d ? 3 ? 2 *10?7 丝杠材料为其他时，使用下面公式 取 丝杠导程角 d ? 8? 8?N max* L2 ? 60??2 103 E d ? max( d , d , d ) 1 2 3 tan(?) ? l ?d β β 丝杠导程角 基本额定载荷及寿命 运转条件 运转条件 匀加速运动匀速运动 匀减速运动 轴向负载 平均转速 使用时间 F a1 F a2 N N N 1 t 1 2 t 2 F a3 3 t 3 相关公式如下表： 丝杠水平 丝杠水平 F ? ma ? ? mg a1 丝杠竖直 F ? mg ? ma a1 速度 N ? N max/ 2 1 F ? ? mg a 2 F ? mg a 2 N ? N max 2 F ? ma ? ? mg a 3 F ? mg ? ma a1 N ? N max/ 2 3 平均载荷计算如下：  ? F 3 N t  F 3 N t  F 3 N t  ?1/ 3 F ? ? am ? a1 1 1 N t a 2 2 2 a3 N t ? N t 3 3 ? ? 1 1 2 2 3 3 平均转速如下  N ? N ? 1 1  N t 2 2  N t 3 3 基本额定静载荷 m t ? t ? t 1 2 3 Co ? max( F , F a1 a 2 , F )* fs a3 Co Co fs 基本额定静载荷 静态安全系数正常运行 有振动、冲击 N Fs=1~2 Fs=2~3 基本额定寿命  ? Ca ?3 ??L ? ? fF ? *106 ? ? am L ? Ca ?3 106 ????L ? ? ? ? ? ? h 60N fF m am * 60N m Ll ? Ca ?3 ??amL丝杠寿命-转数rLh Ld f丝杠寿命- ? ? am L 丝杠寿命-转数 r Lh Ld f 丝杠寿命-小时丝杠寿命-行程 负载系数 h km 几乎无振动、无冲击 f=1~ 稍有振动、冲击 f=~ fF ? l 强烈振动、冲击 强烈振动、冲击 f=~3 如果有已知的 L ，可以用公式反推 Ca h Ca ? ?60N L m h ?1/ 3 fF am  *10?2 根据计算得到的 根据计算得到的 Ca、Co 选择丝杠，丝杠的响应参数要大于计算值。 丝杠驱动