滑鞍結(jié)構(gòu)中滾珠絲杠的設(shè)計計算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u19078滑鞍結(jié)構(gòu)中滾珠絲杠的設(shè)計計算案例 ⑶確定絲杠的等效負(fù)載及最大動載荷滾珠絲杠的工作負(fù)載，是锪削倒角加工過程中，實際作用在滾珠絲杠上的軸向壓力，由牽引力的經(jīng)驗公式計算。通常情況下，顛覆力矩系數(shù)或，本次設(shè)計取，摩擦系數(shù)取。受力分析如圖：圖1.1受力分析根據(jù)受力圖分析，可知絲杠受力為：(1.4)(1.5)絲杠的等效負(fù)載為（??；）：（1.6）n1——軸向載荷Fmax作用下的轉(zhuǎn)速，r/min；n2——軸向載荷Fmin作用下的轉(zhuǎn)速，r/min；t1——軸向載荷Fmax作用下的時間，s；t2——軸向載荷Fmin作用下的時間，s；最大動載荷計算公式為：（1.7）查機(jī)械設(shè)計手冊，得：nm——等效轉(zhuǎn)速，r/min；fw——負(fù)荷性質(zhì)系數(shù)，取；ft——溫度系數(shù)，；Th——使用壽命，；fh——硬度系數(shù)，滾道硬度時，；Fm——等效負(fù)荷，N；fa——精度系數(shù)，取；fk——可靠性系數(shù)，可靠性為90％，；可得最大動載荷為：1.2.3滾珠絲杠型號的與基本尺寸的計算⑴選擇滾珠絲杠型號由上述計算過程，結(jié)合滾珠絲杠的功能需求，選擇雙螺母、墊片預(yù)緊式結(jié)構(gòu)。絲杠型號為BIF3205-10-5RRG0+597LC4，查閱相關(guān)資料，可知絲杠的基本參數(shù)如下：公稱直徑，底徑，基本導(dǎo)程，額定靜載荷，額定動載荷，絲杠螺母副的接觸剛度為，螺母的長度為86mm?；敖Y(jié)構(gòu)中的滾珠絲杠預(yù)緊方式為雙螺母墊片，精度等級為3級。與絲杠兩端配合的軸承直徑均為25mm。常見的滾珠絲杠的支承形式有：①一端固定，一端自由。缺點是承載能力小，軸的剛度不夠，常用于短絲杠；②一端固定，一端簡支。優(yōu)點是承載能力較大，用在絲桿較長的情況；③兩端固定。適用于承載能力大，速度快精度高的機(jī)床。結(jié)合滑鞍的運(yùn)動特點，滾珠絲杠選用兩端固定的支承方式。⑵計算滾珠絲杠基本尺寸滾珠絲杠的螺紋長度Ls(1.8)式中：Lv——有效行程+螺母長度，mm.Le——余程，取20mm.絲杠的全長L：綜合考慮各尺寸的要求，取L為597mm，所選滾珠絲杠結(jié)構(gòu)如圖圖1.2滾珠絲杠結(jié)構(gòu)圖所選BIF3205-10-5RRG0+597LC4型滾珠絲杠各結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表表1.2滾珠絲杠參數(shù)表參數(shù)數(shù)值絲杠軸外徑d32mm導(dǎo)程Ph5公稱型號BIF3205-10鋼球中心直徑dp32.75mm溝槽谷徑29.2負(fù)荷圈數(shù)列×圈2×2.5基本額定載荷Ca18.5kN基本額定載荷C0a56.4kN剛性K1110N/μm絲杠軸的慣性力矩8.08×103kg·cm2/mm螺母質(zhì)量1.31kg軸質(zhì)量5.67kg螺母外徑D58mm螺母法蘭直徑D185mm螺母全長L186mm螺母H12mm螺母B174mm螺母潤滑孔AM6螺母PCD71mm螺母D1×d2×h6.6×11×6.51.3重要參數(shù)的校核1.3.1臨界壓縮載荷滑鞍結(jié)構(gòu)選用的滾珠絲杠的支承方式是兩端固定，之后還要進(jìn)行預(yù)拉伸，以達(dá)到提高絲杠精度的目的。臨界壓縮載荷計算公式為：（1.9）式中，f1——絲杠支承方式系數(shù)，??；；E——材料的彈性模量，；I——絲杠最小截面慣性矩，m4；（1.10）式中，d0——絲杠公稱直徑，mm；dw——滾珠直徑，mm。L0——最大受壓長度，mm；K1——安全系數(shù)，這里?。籉max——最大軸向工作載荷，N；絲杠全長為；螺紋部分的長度為；支承跨距為。最大受壓長度。則臨近壓縮載荷：，故臨界壓縮載荷滿足要求。1.3.2臨界轉(zhuǎn)速（1.11）式中，A——絲杠最小截面：Lc——臨界轉(zhuǎn)速下的計算長度是：取k2——安全系數(shù)，一般??；ρ——材料密度，；f2——絲杠支承方式系數(shù)，取。ncr>nmax=4000r/min，故所選滾珠絲杠的轉(zhuǎn)速滿足要求。1.3.3絲杠拉壓振動與扭轉(zhuǎn)振動的固有頻率絲杠系統(tǒng)的軸向拉壓系統(tǒng)剛度K0在兩端固定時：（1.12）式中，KS——絲杠本身的拉壓剛度，N/μm；KH——螺母座的剛度，N/μm；KC——絲杠內(nèi)軌道接觸剛度，N/μm；KB——軸承的接觸剛度，N/μm；Ke——滾珠絲杠拉壓剛度，N/μm；絲杠本身的拉壓剛度計算方法（支承方式為兩端固定式）：（1.13）式中，A——絲杠最小橫截面，mm2；E——材料的彈性模量，；l——兩支承間距，mm；a——螺母至軸向固定處的距離，mm。查滾珠絲杠參數(shù)表可知，絲杠最小拉壓剛度，絲杠螺母接觸剛度，軸承的接觸剛度,螺母座剛度，計算可得，軸向拉壓振動固有頻率：（1.14）式中，m——絲杠運(yùn)動部件與工件的質(zhì)量和，kg；Ke——軸向拉壓系統(tǒng)的剛度，N/μm。n=371r/s=22260r/min>4000r/min，因此固有頻率能滿足要求。1.3.4傳動精度的計算滾珠絲杠的拉壓剛度（1.15）導(dǎo)軌的最小和最大拉壓剛度分別為：最小和最大機(jī)械傳動剛度為：機(jī)械傳動裝置所引起的定位誤差為：（1.16）查閱機(jī)械設(shè)計手冊，可知等級為3級的滾珠絲杠，要求機(jī)床的定位精度是。鑒于由傳動剛度