滚珠丝杠的设计计算与选用
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表 1 各种切削方式的纵向切削力 Fa,速度 V 和时间比例 q
切削 方式 强力 切削 一般 切削 精切 削 快速 进给
纵向切 削力 Pxi(N) 2000
垂向切 削力 Pzi(N) 1200
进给 速度 Vi(m/min) 0.6
工作时间百 分比 % 10
丝杠轴向 载荷 (N) 2200
丝杠 转速 r/min 60
Fi
：丝杠轴向载荷，
pxi
：纵向切削力，
pzi
：垂向切削力
由上表得
pxi pzi
(i=1,2,3,4)分别为 2000 N，1000N，500N，0N (i=1,2,3,4)分别为 1200N，500N，200N，0N
w2
已知
w1
＝800 N，
Fi
＝200 N
代入得
(i=1,2,3,4)分别为 2200N，1150N，620N，1000N
1000
500
0.8
30
1150
80
500
200
1
50
620
100
0
0
４
５
1000
375
图 1 进给用滚珠丝杠装配图
1. 确定滚珠丝杠副的导程
FFZD4005-3-P3
V P max h i*n max
V ：工作台最高移动速度； max n ：电机最高转速； max
I ：传动比； 电机与丝杠间为齿轮连接式，i=4（取一级减速齿轮） 。 由上表查得 W1 =4m/min， n =1500r/min max 代入得 P 0.67mm h 查《现代机床设计手册》取 P 5mm。 h 2. 确定当量转速与当量载荷
P =5, h P h
ca =22000N> cam =13589N
Fm
带入数据得
＝1057N
3. 初选滚珠丝杠副 由公式《现代机床设计手册》 （3.7－24）知 Lh c f *f *f *f 106 *( a * t h a k )3 60nm Fm fw
查《现代机床设计手册》表（3.7－51）——表（3.7－54） 得
ft
＝1，
fh
＝1，
fa
＝1，
fk
＝0.53，
fw
=1.3，
Lh
＝10000h
代入数据可求得 ca ＝13589N=13.58KN 4. 确定允许的最小螺纹底径 1) 估算丝杠允许的最大轴向变形量 ① m （1/3—1/4）重复定位精度 ② m (1/4—1/5 )定位精度
m ：最大轴向变形量 m
已知重复定位精度 10 m 定位精度 25 m ① m ＝3 m ，② m ＝6 m
Vi 1) 各种切削方式下，丝杠转速 n i p h
由上表查的 v1 =0.6,
v2 =0.8, v3 =1,
P =4 h
代入得 n1 120， n2 160， n3 200， n4 800 2) 各种切削方式下，丝杠轴向载荷 Fi pxi ( w1 w2 pzi ) /10
取两种结果最小值 m ＝3 m 2) 估算最小螺纹底径 丝杠要求预拉伸，取两端固定的支承形式
d 2 m 10
10* F0 * L F *L 0.039 0 * m * E m
d 2 m ：最小螺纹底径 mm L＝（1.1~1.2）行程+(10~14) 静摩擦力 F0 = 0W1 已知行程 950mm， W1 ＝800N, 0 =0.2 代入数据得 L=1110mm， F0 ＝160N, d 2 m =9.5mm 5. 确定滚珠丝杠副得规格代号 6. 选内循环浮动式法兰，直筒螺母型垫片预Hale Waihona Puke Baidu形式 7. 由计算出的 Ph ， cam ， d 2 m 在《现代机床设计手册》中选取相应规格的滚 珠丝杠副 FFZD4005-5
滚珠丝杠的设计与计算
已知条件：工作台重量 W1 =80KG=800N，工件及夹具最大重量 W2 =200N， 工作台最大行程
L =950mm，工作台导轨的摩擦系数为 u=0.1，快速进给速度 K
20um/300mm ，全行程 25um, 重复定位精度为
V max =4m/min ，定位精度为
10um，要求寿命为 10000 小时（单班制工作十年） 。各种切削方式的纵向切削力 Fa，速度 V 和时间比例 q 及其他见下表。
3) 当量转速
nm nm n1 * t1 /100+ n2 * t2 /100+ n3 * t3 /100+ n4 * t4 /100 ， 数 据 代 入 得 nm 240r/min 4) 当量载荷
Fm = 3 F13 *
n *t n1 * t1 n *t n *t F23 * 2 2 +F33 * 3 3 +F43 * 4 4 nm *100 nm *100 nm *100 nm *100
切削 方式 强力 切削 一般 切削 精切 削 快速 进给
纵向切 削力 Pxi(N) 2000
垂向切 削力 Pzi(N) 1200
进给 速度 Vi(m/min) 0.6
工作时间百 分比 % 10
丝杠轴向 载荷 (N) 2200
丝杠 转速 r/min 60
Fi
：丝杠轴向载荷，
pxi
：纵向切削力，
pzi
：垂向切削力
由上表得
pxi pzi
(i=1,2,3,4)分别为 2000 N，1000N，500N，0N (i=1,2,3,4)分别为 1200N，500N，200N，0N
w2
已知
w1
＝800 N，
Fi
＝200 N
代入得
(i=1,2,3,4)分别为 2200N，1150N，620N，1000N
1000
500
0.8
30
1150
80
500
200
1
50
620
100
0
0
４
５
1000
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图 1 进给用滚珠丝杠装配图
1. 确定滚珠丝杠副的导程
FFZD4005-3-P3
V P max h i*n max
V ：工作台最高移动速度； max n ：电机最高转速； max
I ：传动比； 电机与丝杠间为齿轮连接式，i=4（取一级减速齿轮） 。 由上表查得 W1 =4m/min， n =1500r/min max 代入得 P 0.67mm h 查《现代机床设计手册》取 P 5mm。 h 2. 确定当量转速与当量载荷
P =5, h P h
ca =22000N> cam =13589N
Fm
带入数据得
＝1057N
3. 初选滚珠丝杠副 由公式《现代机床设计手册》 （3.7－24）知 Lh c f *f *f *f 106 *( a * t h a k )3 60nm Fm fw
查《现代机床设计手册》表（3.7－51）——表（3.7－54） 得
ft
＝1，
fh
＝1，
fa
＝1，
fk
＝0.53，
fw
=1.3，
Lh
＝10000h
代入数据可求得 ca ＝13589N=13.58KN 4. 确定允许的最小螺纹底径 1) 估算丝杠允许的最大轴向变形量 ① m （1/3—1/4）重复定位精度 ② m (1/4—1/5 )定位精度
m ：最大轴向变形量 m
已知重复定位精度 10 m 定位精度 25 m ① m ＝3 m ，② m ＝6 m
Vi 1) 各种切削方式下，丝杠转速 n i p h
由上表查的 v1 =0.6,
v2 =0.8, v3 =1,
P =4 h
代入得 n1 120， n2 160， n3 200， n4 800 2) 各种切削方式下，丝杠轴向载荷 Fi pxi ( w1 w2 pzi ) /10
取两种结果最小值 m ＝3 m 2) 估算最小螺纹底径 丝杠要求预拉伸，取两端固定的支承形式
d 2 m 10
10* F0 * L F *L 0.039 0 * m * E m
d 2 m ：最小螺纹底径 mm L＝（1.1~1.2）行程+(10~14) 静摩擦力 F0 = 0W1 已知行程 950mm， W1 ＝800N, 0 =0.2 代入数据得 L=1110mm， F0 ＝160N, d 2 m =9.5mm 5. 确定滚珠丝杠副得规格代号 6. 选内循环浮动式法兰，直筒螺母型垫片预Hale Waihona Puke Baidu形式 7. 由计算出的 Ph ， cam ， d 2 m 在《现代机床设计手册》中选取相应规格的滚 珠丝杠副 FFZD4005-5
滚珠丝杠的设计与计算
已知条件：工作台重量 W1 =80KG=800N，工件及夹具最大重量 W2 =200N， 工作台最大行程
L =950mm，工作台导轨的摩擦系数为 u=0.1，快速进给速度 K
20um/300mm ，全行程 25um, 重复定位精度为
V max =4m/min ，定位精度为
10um，要求寿命为 10000 小时（单班制工作十年） 。各种切削方式的纵向切削力 Fa，速度 V 和时间比例 q 及其他见下表。
3) 当量转速
nm nm n1 * t1 /100+ n2 * t2 /100+ n3 * t3 /100+ n4 * t4 /100 ， 数 据 代 入 得 nm 240r/min 4) 当量载荷
Fm = 3 F13 *
n *t n1 * t1 n *t n *t F23 * 2 2 +F33 * 3 3 +F43 * 4 4 nm *100 nm *100 nm *100 nm *100