丝杠选型手册,丝杆选型问题( 三 ) _工业设备

当负荷与转速接近正比变化时，各种转速使用机会均等，可按下列公式计算：
(nmax: 最大转速，nmin: 最小转速，Fmax: 最大载荷（切削时），Fmin: 最小载荷（空载时）
4、确定预期额定动载荷
①按滚珠丝杠副预期工作时间Ln（小时）计算：
②按滚珠丝杠副预期运行距离Ls（千米）计算：
③有预加负荷的滚珠丝杠副还需按最大轴向负荷Fmax计算：Cam=feFmax(N)
式中：
Ln-预期工作时间（小时，见表5)
Ls-预期运行距离(km),一般取250km 。
fa-精度系数。根据初定的精度等级（见表6)选。
fc-可靠性系数。一般情况fc=1 。在重要场合，要求一组同样的滚珠丝杠副在同样条件下使用寿命超过希望寿命的90％以上时fc见表7选
fw-负荷系数。根据负荷性质（见表8）选。
fe-预加负荷系数。（见表9)
表－5 各类机械预期工作时间Ln 表－6 精度系数fa
机械类型 Ln(小时）
普通机械 5000～10000
普通机床 10000～20000
数控机床 20000
精密机床 20000
测示机械 15000
航空机械 1000
精度等级 1.2.3 4.5 7 10
fa 1.0 0.9 0.8 0.7
表－7 可靠性系数fc
可靠性% 90 95 96 97 98 99
fc 1 0.62 0.53 0.44 0.33 0.21
表－8 负荷性质系数fw
负荷性质无冲击(很平稳）轻微冲击伴有冲击或振动
fw 1～1.2 1.2～1.5 1.5～2
表－9 预加负荷系数fe
预加负荷类型轻预载中预载重预载
fe 6.7 4.5 3.4
以上三种计算结果中，取较大值为滚珠丝杠副的Camm 。
5、按精度要求确定允许的滚珠丝杠最小螺纹底d2m
a.滚珠丝杠副安装方式为一端固定，一端自由或游动时（见图-5）
式中：E-杨氏弹性模量21×105N/mm2
dm-估算的滚珠丝杠最大允许轴向变形量（mm）
Fo-导轨静摩擦力（N) 。Fo＝mow(mo为静摩擦系数）
L-滚珠螺母至滚珠丝杠固定端支承的最大距离（mm)
L≈行程＋安全行程＋余程＋螺母长度一半＋支承长度的一半
≈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.滚珠丝杠副安装为两端支承或两端固定（见图-5)
式中：
L-两个固定支承之间的距离（mm)
L≈行程＋安全行程＋两个余程＋螺母长度＋一支承长度≈(1.1～1.2)行程＋(10～14)Ph
其中重复定位精度或定位精度，
上述两种方法估算出的小值为为系统刚性最小处刚度值，见下文12、13项计算)
滚珠丝杠副公称中径dom≈d2m+Dw（钢球直径）
图－5
一端固定，一端自由G-Z
一端固定，一端游动G-Y
二端支承J-J
二端固定G-G
6、确定滚珠丝杠副规格代号
按照计算出的Ph,Cam及传动方式，使用情况，可在样本中先查出对应的滚珠丝杠公称直径do，应注意do≥dom, Ca≥Cam，但不宜过大，否则会使滚珠丝杠副转动惯量偏大，结构尺寸也偏大。接着确定循环圈数，滚珠螺母规格代号及相关的安装连接尺寸。
7、确定预紧滚珠丝杠副预紧力Fp
当选择预紧螺母型式的滚珠丝杠副时需确定预紧力Fp 。
当最大轴向工作载荷Fmax能确定时
Fp=1/3 Fmax
当最大轴向工作载荷不能确定时
Fp=ξCa
其中ξ值按表10选择，Ca是额定动载荷，可在样本上查到。
表－10
预加负荷类型轻载荷中载荷重载荷
ξ 0.05 0.075 0.1
8、计算行程补偿值C和预拉伸力F1
考虑到丝杠运转过程中温升对丝杠副导程精度的影响，在精级要求较高的场合，应对滚珠丝杠副适当的预拉伸。对预拉伸的滚珠丝杠副规定目标行程值C,并计算预拉伸力。