丝杆选型计算

主要参数及标注方法
2.标注方法 滚动螺旋副的型号，根据其结构、规格、精度等级、 螺纹旋向等特征，用代号和数字组成，形式如下：
精度等级 类型 负载钢球圈数 螺纹旋向 公称导程 公称直径 结构特征 预紧方式 循环方式
滚动螺旋副的选用计算
滚动螺旋副由专门生产厂家制造，在选用时，设计者根据工 作条件，受载情况选择合适的类型，确定尺寸后进行组合结构设 计。
的速度和位移速度，都具有准确的一致性。 （7）使用寿命长 滚珠丝杆的摩擦表面为高硬度、高精度，有较长的工作寿命和精度保持性。一般滚珠丝杆副的使用寿命比普通滑动
丝杆副高4~10倍以上。 （8）使用可靠、润滑简单、维修方便 与液压传动相比，滚珠丝杆在正常使用条件下故障率低，维修保养也极为方便；通常只需进行一般的润滑与防尘。 （9）经济性差、成本高 由于结构工艺复杂，故制造成本较高。
5.滚珠丝杆副选用计算公式
算例
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（2）转速不变而负荷阶段式变化时，其当量负荷计算公式为：
（3）负荷和转速都变化时，当量负荷的计算公式为：
滚珠丝杆副的选型计算
（4）负荷和转速都按阶段式变化时
（5）负荷单调变化时
滚珠丝杆副的选型计算
3.临界压缩载荷
滚珠丝杆副的选型计算
4.临界速度
滚珠丝杆副的选型计算
5.系统刚度和固有频率
滚珠丝杆副的选型计算
当滚动螺旋副在较高转速下工作时，应按寿命条件选择其尺 寸，并校核其载荷是否超过额定静载荷；低速工作时，应按寿命 和额定静载两种方式确定其尺寸，选择其中尺寸较大的；静止状 态或转速低于10r/min时，可按额定静载荷选择其尺寸。
滚动螺旋副的选用计算包括螺旋副寿命计算、静载荷计算、 螺杆强度计算、螺杆稳定性计算、横向振动计算、驱动转矩计算 等。
2）外循环方式分为螺旋槽式和插管式，如图16-4 a）。螺旋槽式是在螺母外圆柱表面有螺 旋形回球槽，槽的两端有通孔与螺母的螺纹滚道相切，形成钢球循环通道；插管式和螺 旋槽式原理相同，是采用外接套管作为钢球的循环通道，但无论是哪能种结构，为引导 钢球在通孔内顺利出入，在孔口都置有挡球器。外循环方式结构简单，但螺母的结构尺 寸较大，特别是插管式，同时挡球器端部易磨损。
图16-4
Fra Baidu bibliotek
工作原理及特点
传动特点
（1）传动效率高 一般滚珠丝杆的传动的效率达85%~98%，为华东丝杆副的2~4倍。 （2）运动平稳 滚珠丝杆在工作过程中摩擦阻力小，灵敏度高，而且摩擦引述几乎与运动无关，启动摩擦力矩与运动时的摩擦力矩
差别很小。所以滚珠丝杆运动平稳，启动时无颤动，低速时无爬行。 （3）传动可逆和不自锁 与滑动丝杆相比，滚动丝杆突出特点是具有运动可逆性。正运动和逆运动的效率几乎同样高达98%。但没有像滑动丝
主要参数及标注方法
1．主要参数:
滚动螺旋的主要参数包括公称直径d0，即钢球中心所 在圆柱直径。导程Ph，螺纹旋向，钢球直径Dw，接 触角（滚动体合力作用线和螺旋轴线垂直平面间的夹
角），负载钢球的圈数和精度等级等。GB/T17587.3 －1998 规定了公称直径6～200、适用于机床的滚动 螺旋副和性能要求等，精度分为7个等级，即1、2、3、 4、5、7和10级，其中1级精度最高，10级精度最低， 其他机械可参照选用。
丝杆选型计算
常伟 2010.8.1
工作原理及特点
滚动螺旋传动又称滚动丝杠副或滚动丝杠传动， 其螺杆与旋合螺母的螺纹滚道间置有适量滚动体（绝 大多数滚动螺旋采用钢球，也有少数采用滚子），使 螺纹间形成滚动摩擦。在滚动螺旋的螺母上有滚动体 返回通道，与螺纹滚道形成闭合回路，当螺杆（或螺 母）转动时，使滚动体在螺纹滚道内循环，如图16-4 所示。由于螺杆和螺母之间为滚动摩擦，从而提高了 螺旋副的效率和传动精度。
杆那样运动具有自锁性。因此在某些机构中，特别是垂直升降机构中，必须附加自锁或制动装置。 （4）能够预紧 通过施加预紧力可产生过盈，消除滚珠丝杆副的间隙，提高轴向接触刚度，而摩擦力矩却增加不大。 （5）定位精度和重复定位精度高 由于滚珠丝杆在工作中摩擦小、温升小、爬行、无间隙并可消除轴向间隙和对丝杆进行预拉伸以补偿热膨胀。 （6）同步性好 用几套相同的滚珠丝杆同时驱动相同的部件或装置时，由于反应灵敏、无阻滞、无滑移、其启动的同时性、运动中
制径向间隙；双圆弧截面，加工较复杂，但有较高 的接触强度，理论上轴向间隙和径向间隙为零，接 触角稳定。 （2）钢球的循环方式有内循环和外循环两种。
结构类型及特点
图16-5
结构类型及特点
1）内循环方式如图16-4 b），在螺母上开有侧孔，孔内镶有返向器，将相邻两螺纹滚道联 接起来，钢球从 螺纹滚道进入返向器，越过螺杆牙顶进入相邻螺纹滚 道，形成循环回 路。该种循环方式，螺母径向尺寸较小，和滑动螺旋副大致相同。钢 球循环通道短，有 利于减少钢球数量，减小摩擦损失，提高传动效率，但返向器回行槽加工要求高，不适 宜重载传动。
结构类型及特点
根据螺纹滚道截面形状和滚动体在滚道中的循环方式对 滚动螺旋进行分类。
（1）螺纹滚道法向截面形状有矩形、单圆弧和双圆弧 三种，如图16-5所示。矩形截面，制造简单，接 触应力高，只用于轴向载荷小，要求不高的传动；单 圆弧截面可用磨削得到较高的加工精度，有较高
的接触强度，为保证接触角 = 45，必须严格控
滚珠丝杆副的选型计算
1.额定寿命计算与工作寿命选择 滚珠丝杆副的额定寿命计算方法与滚动轴承相同即：
考虑到实际使用时、工作温度、 负荷特性和制造精度与标准状态 不完全相符，应将上式加以修正 ，修正后的额定寿命计算公式为 ：
滚珠丝杆副的选型计算
参数的选择可按下表查出
滚珠丝杆副的选型计算
2.当量负荷和当量转速计算 在变负荷和变转速情况下，必须折算成当量负荷和当量转速： （1）负荷不变而转速阶段式变化时，当量转速的计算公式为：