tbi滚珠丝杠选型计算举例
选取的滚珠丝杠转动系统为:
磨制丝杠(右旋)
轴承到螺母间距离(临界长度) ln = 1200mm
固定端轴承到螺母间距离 Lk = 1200mm
设计后丝杠总长 = 1600mm
最大行程 = 1200mm
工作台最高移动速度 Vman = 14(m/min)
寿命定为 Lh = 24000工作小时。
μ= (摩擦系数)
电机最高转速 nmax = 1800 (r/min)
定位精度:
最大行程行程误差 =
300mm行程行程误差 =
失位量 =
支承方式为(固定—支承)
W = 1241kg+800kg (工作台重量+工件重量)
g=(重力加速度)
I=1 (电机至丝杠的传动比)
Fw=μ×W ×g = ×2041× ≈ 2000 N(摩擦阻力)
运转方式
轴向载荷
Fa=F+Fw (N)
进给速度
(mm/min)
工作时间比例
无切削
F1=2000
V1=14000
q1=15
轻切削
F2=4000
V2=1000
q2=25
普通切削
F3=7000
V3=600
q3=50
重切削
F4=11000
V4=120
q4=10
Fa --- 轴向载荷 (N) F --- 切削阻力 (N) Fw --- 摩擦阻力 (N)
从已知条件得丝杠编号:
此设计丝杠副对刚度及失位都有所要求,所以螺母选形为:FDG(法兰式双螺磨制丝杠)
从定位精度得出精度精度不得小于P5级丝杠
FDG_-_X_R-_-P5-1600X____
计算选定编号
导程
= 14000/18000≈
在此为了安全性考虑:Pho =10(mm)
运转方式
进给速度
(mm/min)
进给转速
(r/min)
无切削
V1=14000
n1=1400
轻切削
V2=1000
n2=100
普通切削
V3=600
n2=60
重切削
V4=120
n2=12
平均转速
平均载荷
时间寿命与回转寿命
=24000×266×60
=383040000转次
额定动载荷
以普通运动时确定fw取
得:额定动载荷 Ca≥39673N
以Ca值从FDG系列表及(丝杠直径和导程、丝杠长度表) 中查出适合的类型为:
公称直径: d0=40mm 丝杠底径: d0= 导程:Pho=10mm 循环圈数:
额定动载荷为:48244N。
丝杠编号: FDG 40 × 10R - P5 - - 1600 × ____
预紧载荷
Fao = Fmax/3=11000/3 ≈ 3666 N
丝杠螺纹长度
Lu=L1-2Le L1=Lu+2Le
=1200+2×40=1280mm
丝杠螺纹长度不得小于1280mm加上螺母总长一半84mm(从系列表中查出螺母总长168mm)。
得丝杠螺纹长度 ≥ 1364m。
在此取丝杠螺纹长度 L1=1400mm
则轴承之间的距离Ls=1400mm
丝杠编号: FDG - 10R - P5 - - 1600 × 1400
丝杠公称直径
公称直径由允许工作转速与工作容许轴向载荷来推算得出。
临界转速及允许工作转速:
nkper≤×nk nk ≥ nkper/
以安装形式确定fnk 。
可知丝杠螺母底径大于ø
当Pho=10(mm)、最高转速达到1400(r/min) 时,系列表中适合的公称直径d0≥32mm 。
上述由额定动载荷Ca 求得的公称直径 d0=40mm>32 ,满足条件,否则公称直径还应加大。
丝杠编号: FDG 40 × 10R – P5 - - 1600 × 1400
滚珠丝杠传动系统刚度
初始条件:失位量 = 。
滚珠丝杠系统之间各元部件(丝杠、螺母、支承轴承),在此设为:。
此时滚珠丝杠系统各元部件单边弹性变形量为:。 此时为无切削运动时的轴向载荷2000N。
丝杠刚度
当Ls1=Lk,Rs 为最小,一般情况下计算最小刚度值。
δ = Fa/Rs
=2000/176≈
螺母刚度
在此预紧载荷为额定动载荷的10%,螺母
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