滚珠丝杠的设计
滚珠丝杠的设计与计算
一、滚珠丝杠的特长1、1驱动扭矩仅为滑动丝杠的1/3滚珠丝杠是滚珠丝杠与螺母间的螺纹沟槽做滚动运动，因此可获得高效率，与过去的滑动丝杠相比，驱动扭矩仅为1/3以下（图1与2）。
从而，不仅可将旋转运动变为直线运动，而且可以容易地将直线运动变成旋转运动。
图1：正效率（旋转→直线）图2：反效率（直线→旋转）1、1、1导程角的计算法……………………………………（ 1 ）β：导程角（度）d p：滚珠中心直径（mm）ρh：进给丝杠的导程（mm）1、12推力与扭矩的关系当施加推力或扭矩时，所产生的扭矩或推力可用（2）~（4）式计算。
（1）获得所需推力的驱动扭矩T：驱动扭矩Fa：导向面的摩擦阻力Fa=μ×mgμ：导向面的摩擦系数g：重力加速度（ 9.8m/s2）m：运送物的质量（ kg ）ρh：进给丝杠的导程（ mm ）η：进给丝杠的正效率（图1）（2）施加扭矩时产生的推力Fa：产生的推力（ N ）T：驱动扭矩（N mm ）ρh：进给丝杠的导程（ mm ）η：进给丝杠的正效率（图1）（3）施加推力时产生的扭矩T：驱动扭矩（N mm ）Fa：产生的推力（ N ）ρh：进给丝杠的导程（ mm ）η：进给丝杠的正效率（图2）1、1、3驱动扭矩的计算例用有效直径是：32mm，导程：10mm（导程角：5O41’的丝杠，运送质量为500Kg的物体，其所需的扭矩如下（1）滚动导向（μ=0.003）滚珠丝杠及（μ=0.003，效率η=0.96）导向面的摩擦阻力Fa=0.003×500×9.8=14.7N驱动扭矩（2）滚动导向（μ=0.003）滚珠丝杠及（μ=0.2，效率η=0.32）导向面的摩擦阻力Fa=0.003×500×9.8=14.7N驱动扭矩1、2保证高精度雄联滚珠丝杠，在被恒温控制的工场里，用最高水平的机械设备进行研磨，直到组装，检查，实行彻底的品质管理体系，以保证其精度。
滚珠丝杠设计说明说
滚珠丝杠设计说明说滚珠丝杠是一种常用于传递旋转运动和直线运动的机械元件，它通常由螺母、螺杆和滚珠组成。
滚珠丝杠具有高效率、高刚度、高精度、长寿命等优点，广泛应用于工程机械、航空航天、机床等领域。
1.长度选择：滚珠丝杠的长度应根据具体应用场景来确定。
较长的丝杠可以提供较大的行程，但也会增加自振频率和扭转刚度，影响系统的稳定性。
因此，在设计过程中需要综合考虑行程需求和系统稳定性。
2.直径选择：滚珠丝杠的直径决定了其负载能力，直径越大，负载能力越高。
选择直径时需要考虑负载情况和运动速度。
通常，通过计算负载系数和速度系数，可以确定滚珠丝杠的合适直径。
3.螺距选择：螺距是滚珠丝杠的重要参数，它决定了滚珠在一个螺旋周期内所传递的行程。
螺距越大，速度越快，但力矩也会增加。
在选择螺距时，需要综合考虑负载和速度要求。
4.滚珠选择：滚珠的选择直接影响滚珠丝杠的负载能力和精度。
一般来说，滚珠越大，负载能力越高，但精度可能降低；滚珠越小，精度越高，但负载能力降低。
根据具体应用要求，选择适当大小的滚珠。
5.轴承支撑方式：滚珠丝杠需要在两端通过轴承来支撑。
轴承的选择要考虑运动速度、负载和刚度等要求。
一般情况下，可以采用角接触球轴承或推力球轴承来支撑。
6.润滑方式：滚珠丝杠在工作时需要进行润滑以减小摩擦和磨损。
常见的润滑方式有油脂润滑和油润滑。
油脂润滑可以提供良好的密封性和冷却效果，适用于低速轴承；而油润滑适用于高速操作，可以提供更好的冷却和泄漏控制。
7.驱动方式：滚珠丝杠的驱动方式可以采用电动、液压或气动。
电动驱动是最常见和广泛应用的方式，它能够提供精确控制和较高的驱动效率。
液压和气动驱动方式适用于承载大负载和长行程的应用。
滚珠丝杠的设计需要根据具体应用需求来选择合适的参数和材料。
设计人员需要结合机械原理、材料力学、热力学等知识，进行系统分析和计算，确保滚珠丝杠能够满足设计要求，提供可靠的运动传递和精确的位置控制。
此外，在设计过程中还需要考虑制造成本、安装要求和维护方便等因素，并与其他机械元件进行协调和配合，以实现整体设计的一致性和优化。
滚珠丝杠的设计计算
3.4 滚珠丝杠螺母副的计算和选型3.4.1 纵向进给丝杠滚珠丝杠的选型螺纹滚道型面的选择 1.单圆弧型面 2.双圆弧型面选择要求:经济易调试稳定选择方案 2双圆弧型面选择原因接触角Ъ不变双圆弧交接处尚有小空隙可容纳一些赃物这读滚珠丝杠有利而不致堵塞滚珠循环方式: 1内循环 2外循环选择方案:外循环选择原因:结构制造较易经济实用轴向间隙的调整和预紧力的选择1垫片式 2螺纹式 3齿差式选择要求: 经济可靠易拆装刚度高选择方案：双螺母垫片式预紧选择原因：结构简单可靠性好刚度高拆装方便丝杠的安装方式①计算进给率引力（N）纵向进给为三角形贴塑导轨：＝1.15×1873＋0.04（2491＋800）＝2500N式中： K－考虑颠复力矩影响的实验系数，综合导轨：K＝1.15－滑动导轨磨擦系数 0.03～0.05G－溜板及刀架重力G＝800N②计算最大动负载FF＝L＝(60×n×T)/10N=1000 /式中： -滚珠丝杠导程，初选＝6mm-最大切削力下的进给速度，可取最高进给速度的（1/2-1/3）, =1.5m/minT-使用寿命，按15000h-运动系数，取＝1.2L－寿命以转为1单位由式知：n=1000 / =(1000×1.5)/6=250r/min由式知：L=(60×N×T)=(60×250×15000)/ =255由式知：F= ×1.2×2500=18246.6N=1862kg③计算最大静负载＝×＝2×1862＝3724N＜＝69678N④滚珠丝杠螺母副的类型选用滚珠丝杠副的直径时，必须保证在一定轴向负载作用下，丝杠在回转100万转后，在它的滚道上不产生点蚀现象。
根据纵向进给丝杠的动负载来选取滚珠丝杠螺母副。
查阅文献附表A表3，可采用 3506型3.5圈一列外循环垫片调整预紧的双螺母滚珠丝杠副，其额定动载荷为19012N，额定静载荷为69678N，精度等级为3级。
滚珠丝杠在垂直偏心运动中的结构设计
滚珠丝杠在垂直偏心运动中的结构设计滚珠丝杠是一种常用的传动元件，广泛应用在各种机械设备中。
在垂直偏心运动中，滚珠丝杠的结构设计需要考虑多个因素，包括承载能力、精度要求、可靠性等。
本文将重点介绍滚珠丝杠在垂直偏心运动中的结构设计。
首先，滚珠丝杠在垂直偏心运动中的结构设计需要考虑承载能力。
由于垂直偏心运动会导致滚珠丝杠的受力不均匀，因此需要合理设计支撑结构和滚珠丝杠的直径、螺距等参数，以增强其承载能力。
一般来说，滚珠丝杠的承载能力可通过计算和仿真验证来确定。
其次，滚珠丝杠在垂直偏心运动中的结构设计需要考虑精度要求。
精度要求通常包括轴向偏差、径向偏差和回程误差等。
为了提高精度，可以采用双向支撑结构、预紧机构和高精度滚珠丝杠等措施。
此外，还可以采用微动装置和自动补偿机构来减小回程误差。
第三，滚珠丝杠在垂直偏心运动中的结构设计需要考虑可靠性。
可靠性要求通常包括寿命、摩擦阻力和轴向间隙等。
为了提高滚珠丝杠的寿命，可以采用高强度和耐磨材料，如合金钢和硬质合金。
此外，还可以采用润滑系统来降低摩擦阻力，减少磨损。
对于轴向间隙，可以通过控制制程和选用合适的压强来减小。
最后，滚珠丝杠在垂直偏心运动中的结构设计还需要考虑安装和调整方便性。
滚珠丝杠的安装和调整通常会涉及到轴向调整、轴向垂直度和轴向平行度等。
为了提高安装和调整的方便性，可以采用可拆卸结构和调整垫片。
此外，还可以采用调整螺母和调整衬套等装置来方便调整。
总之，滚珠丝杠在垂直偏心运动中的结构设计需要兼顾承载能力、精度要求、可靠性和安装方便性。
通过合理选择材料、优化结构和选用合适的装配和调整方法，可以提高滚珠丝杠在垂直偏心运动中的性能和可靠性。
当然，具体的结构设计还需要根据具体的应用需求和工作环境来确定。
滚珠丝杠设计说明书
广西科技大学机制工艺课程设计（滚珠丝杠）设计说明书学生姓名：刘淮学生学号：20150140702指导教师：唐满专业班级：机械Z135班专业方向：广西科技大学职业技术教育学院二零一六年六月机械制造工艺学课程设计任务书一、设计题目滚珠丝杠的预拉伸结构二、原始资料(1) 滚珠丝杠外径40mm，导程10(2) 双螺母预紧三、上交材料1．CAD制零件图 3张2、设计说明书一份 1套滚珠丝杠预拉伸结构说明书一、用途：该滚珠丝杠可用于车床、铣床等数控铣床使用，定位精度高，制造等级高。
二、重要数据1、规格：滚珠丝杠外径为40mm，导程为10，总长为1407，有效行程为1100mm。
制造材料为45钢，制造等级为研磨级，有较高的接触精度。
2、循环方式：采用弯管是外循环，采用3.5圈X1有效循环圈数，该方式装配简单，使用面广。
3、螺母选用：采用双螺母，法兰盘式连接，方便预紧，预紧方式采用垫片式可调预紧。
螺母内径为65mm，内径为40mm，螺母及法兰盘总长152mm。
4、支撑方式：电机端固定和另一端铰支撑，采用铰接触轴承支撑，轴承型号为7206C，接触为60度，有较好的稳定性，能做到有效支撑。
5、电机连接方式：采用联轴器电机直连方式。
这种连接方式不但方片轻巧，不但能提高传动效率，而且能减少磨损，减少装配所需空间。
6、联轴器的选用：采用最先进的弹性膜片联轴器，冲击载荷小，是现在普遍再用电机直连的一种方式。
7、轴端螺母的选用：采用M30 B级螺母，制造材料为45钢。
三、转配的选用：根据丝杠的材料和外径，导程，选用合理的丝杠形成，达到最佳的配合。
直线导轨滚珠丝杠的结构设计与精度提升
直线导轨滚珠丝杠的结构设计与精度提升直线导轨滚珠丝杠是一种常见的传动装置，广泛应用于机床、机械装备制造、自动化设备等领域。
其结构设计和精度提升是保证装置性能和使用寿命的重要因素。
一、直线导轨滚珠丝杠的结构设计直线导轨滚珠丝杠由导轨、滚珠螺杆和螺母组成。
在结构设计方面，需要考虑以下几个要素。
1. 导轨选择：直线导轨的选择对于滚珠丝杠的结构设计至关重要。
常见的导轨有滑动导轨和滚动导轨两种。
滚动导轨具有较低的摩擦系数和较高的刚性，适用于高速、高加载的场景；而滑动导轨摩擦系数较高，适用于低速、低负荷的场景。
根据使用环境和要求，选择合适的导轨类型是结构设计的关键之一。
2. 滚珠螺杆的导程和丝杠直径：滚珠丝杠的导程决定了每转所移动的距离，导程越大则移动距离越大。
而丝杠直径对于滚珠丝杠的刚性和承载能力有直接影响。
在结构设计中，需要根据应用场景的需求和装置的设计参数，选择合适的导程和丝杠直径，以满足力学性能的要求。
3. 螺母与滚珠的设计：螺母是滚珠丝杠的核心部件，直接影响着其运动平稳度和使用寿命。
螺母的设计需要考虑滚珠的数量、分布和尺寸，以及与螺杆的配合工艺等因素。
在结构设计中，要保证螺母与滚珠的配合精度，减少运动摩擦和磨损，提升滚珠丝杠的运动精度和使用寿命。
4. 螺杆的几何形状：螺杆的几何形状也会对滚珠丝杠的性能产生影响。
例如，螺杆的螺纹形状、螺距和螺杆的端部加工等因素，都会影响滚珠丝杠的传动效率和运动平稳度。
在结构设计中，需要根据具体应用要求和装置的使用环境，选择合适的螺杆几何形状和端部加工方式，以提升其性能和使用寿命。
二、直线导轨滚珠丝杠精度的提升直线导轨滚珠丝杠的精度是衡量其性能优劣的重要指标，涉及装置的定位精度、回程精度和稳定性等方面。
精度的提升可以通过以下几个途径实现。
1. 材料选择和热处理：滚珠丝杠的材料选择和热处理工艺对其精度有较大影响。
材料的选择需要考虑强度、硬度和耐磨性等因素，以适应高负荷和长时间使用的需求。
滚珠丝杠副的设计计算
FC K F K H K AFm
1.2 1.0 1.0 3800 4560(N )
• (2) 根据寿命条件计算额定动载荷 Ca'
Ca'
FC
3
nm Lh 1.67 104
100 15000 4560 3 1.67 104
20422(N )
(3)按照满足Ca≥ C'a旳原则选择丝杠副尺寸，查表得 如下规格：
规格型号
D0
公称导 程
p
丝杠外 径
d
钢球直 径
d0
丝杠内 径
d1
循环圈 数
动负荷 Ca(KN)
FFZD3210-3 32 10
32.5 7.144 27.3
-
25.7
FFZD5006-5 50
6
48.9 3.969 45.76
-
26.4
• 考虑多种原因，选FFZD5006-5，其中：
•
公称直径：D0=50mm
FFZD5006-5 50
6
48.9 3.969 45.76
-
26.4
• (4) 稳定性验算 • ①因为一端轴向固定旳长丝杠在工作时可能发生失稳,
所以在设计时应验算其安全系数S,其值应不小于[S]。
• 丝杠不会发生失稳旳最大载荷称为临界载荷 Fcr
Fcr
2EIa ( l)2
• 式中：E—丝杠旳弹性模量，对钢 E 206GPa
I a —丝杠危险截面旳轴惯性矩
Ia
d14
64
0.045764 64
2.15107 m4
—长度系数，双推-简支时， 2 / 3
Fcr
2 EIa ( l ) 2
滚珠丝杠的设计与计算
滚珠丝杠的设计与计算滚珠丝杠是一种常用的传动元件，广泛应用于机械设备中。
它通过滚珠在螺纹与螺纹碗之间滚动，实现螺旋运动。
滚珠丝杠具有高精度、高刚性和高效率的特点，因此在自动化设备、数控机床等领域得到广泛应用。
1.材料选择：滚珠丝杠的材料要求具有高强度、耐磨性和耐腐蚀性。
常用的材料有合金钢、不锈钢和工程塑料等。
根据应用环境和负载要求选择合适的材料。
2.基础参数计算：滚珠丝杠设计的第一步是计算基础参数，包括螺距、导程、负载和转速等。
螺距是指在螺纹长度（螺纹峰到螺纹峰之间的距离）上所包含的单位螺纹数，导程是指螺纹移动一周所移动的距离。
负载是指滚珠丝杠所能承受的最大负荷，转速是指滚珠丝杠一分钟内所转过的圈数。
3.力学计算：滚珠丝杠的设计需考虑受力情况。
根据负载和转速计算滚珠丝杠所受到的轴向力、径向力和弯矩力等。
轴向力是指滚珠丝杠在拉伸和压缩方向所受到的力，径向力是指滚珠在滚珠丝杠螺纹轨迹上所受到的力，弯矩力是指滚珠丝杠在扭转方向所受到的力。
4.丝杠型号选择：根据基础参数和力学计算结果选择合适的丝杠型号。
不同型号的滚珠丝杠具有不同的直径、丝距和滚珠数量等，根据具体需求选择适合的型号。
5.传动效率计算：滚珠丝杠的传动效率是指输入功率与输出功率之比。
传动效率计算涉及滚珠丝杠的摩擦力、阻力和滚动摩擦系数等参数。
通过计算传动效率可以评估滚珠丝杠的工作效能和能耗情况。
6.寿命预测：滚珠丝杠设计也需考虑其使用寿命。
根据负载、转速和设计要求等计算滚珠丝杠的寿命。
常用的寿命计算方法有滚动疲劳强度法、滚动疲劳寿命法和滚动接触应力分析法等。
综上所述，滚珠丝杠的设计与计算涉及材料选择、基础参数计算、力学计算、丝杠型号选择、传动效率计算和寿命预测等。
通过科学合理的设计和计算，可以满足滚珠丝杠在机械设备中的高精度传动需求，提高设备的性能和效率。
滚珠丝杠设计及校核
（四）滚珠丝杠选择1、滚珠丝杠工作长度计算l l工作台l行程l余量丝杠工作长度：l X100 320 20 440mm丝杠工作载荷： F X500N丝杠的工况均为：刷鞋机每日开机 6 小时；每年 300 个工作日；工作8 年以上。
丝杠资料： CrWMn钢；滚道硬度为58~62HRC；丝杠传动精度为。
均匀转速 n=125r/minv工作台1000 0.5 1000125r / min ）（ n p42、计算载荷F C求解F C K F K H K A F m 1.1 1.0 1.0 500N 550N查《机电一体化设计基础》表2-6 ； 2-7 ；2-8 的K F；K H； K A 1.0 ，查表 2-4 取 C级精度。
表 2-6载荷系数载荷性质无冲击安稳运行一般运行有冲击和振动运行K F1~~~表 2-7硬度系数滚道实质硬度≥ 5855504540 K H表 2-8精度系数精度等级C、D E、F G HK A3、额定动载荷计算 C a计算寿命： L h 6 300 8 14400hC a F C3n m L h550 320014400N 3160 N10410 44、滚珠丝杠副选择假定采用FC1 型号，按滚珠丝杠副的额定动载荷 C a等于或稍大于C a的原则，选汉江机床厂出品的， C a5393 N ，其参数以下：3 38’滚珠直径D0 20mmd0滚道半径0偏爱距R d0 3.358 10 2 mm22丝杠内径 d1 D 02e2R(2010 25、稳固性验算1）因为一端轴向固定的长丝杠在工作时可能会发生失稳，所以在设计时应验算其安全系数S，其值应大于丝杠副传动构造同意安全系数[S] （见表 2-10 ）丝杠不会发生失稳的最大载荷称为临界载荷F cr（N）按下式计算：Fcr2 EI a ( l )2式中， E 为丝杠资料的弹性模量，关于钢，E=206GPa；l为丝杠工作长度（m）；I a为丝杠危险截面的轴惯性矩（4为长度系数，见表2-10 。
滚珠丝杠设计手册
滚珠丝杠设计手册滚珠丝杠作为精密传动机构，广泛应用于各种机械领域，如数控机床、工业机器人、精密测量仪器等。
滚珠丝杠的设计手册是指导设计人员进行滚珠丝杠设计的综合性技术手册，包含了滚珠丝杠的基本原理、设计方法、材料选择、制造工艺等方面的内容。
一、滚珠丝杠的基本原理滚珠丝杠是一种将旋转运动转化为直线运动的传动机构，其工作原理基于滚动摩擦。
与传统的滑动丝杠相比，滚珠丝杠具有高精度、高效率、长寿命等优点。
二、滚珠丝杠的设计方法设计滚珠丝杠时，需要考虑多个因素，如载荷、速度、精度、寿命等。
设计步骤一般包括确定设计参数、计算校核和结构设计。
设计参数包括导程、直径、长度等，这些参数直接影响滚珠丝杠的性能和尺寸。
计算校核包括应力分析、热分析、刚度分析等，以确保设计的滚珠丝杠满足要求。
结构设计涉及轴承配置、预加载、防尘措施等，以确保滚珠丝杠的稳定性和可靠性。
三、滚珠丝杠的材料选择滚珠丝杠的材料对其性能和寿命至关重要。
常用的材料包括不锈钢、工具钢、轴承钢等，这些材料具有较好的强度、耐磨性和耐腐蚀性。
此外，表面处理如镀铬、喷塑等可以有效提高滚珠丝杠的抗磨损和耐腐蚀性能。
四、滚珠丝杠的制造工艺制造滚珠丝杠的工艺对其精度和性能有重要影响。
一般而言，滚珠丝杠的制造工艺包括研磨、热处理、装配等。
研磨可以有效提高滚珠丝杠的精度和表面质量。
热处理可以调整材料的内部结构，提高其力学性能。
装配过程中需要注意轴承配置、预加载等细节，以确保滚珠丝杠的性能和稳定性。
五、滚珠丝杠的应用和维护在应用中，需要根据具体的工作环境和要求选择合适的滚珠丝杠型号和规格。
同时，为保证滚珠丝杠的性能和寿命，需要进行定期的检查和维护。
常见的维护措施包括清洁、润滑和防尘等。
在特定情况下，可能需要更换磨损严重的元件或进行全面检修。
综上所述，滚珠丝杠设计手册是一本指导设计人员进行滚珠丝杠设计的综合性技术手册，包含了滚珠丝杠的基本原理、设计方法、材料选择、制造工艺等方面的内容。
滚珠丝杠设计计算
滚珠丝杠设计计算引言：滚珠丝杠是一种重要的机械传动元件，广泛应用于各种机械设备中。
在设计滚珠丝杠时需要考虑其参数、选型、力学特性等诸多方面，本文将从这些方面详细介绍滚珠丝杠的设计计算。
一、参数设计滚珠丝杠的参数设计包括螺纹直径、导程、螺距等。
其中，螺距是滚珠丝杠最主要的参数之一，它决定了滚珠丝杠的速度和力矩传递能力。
在设计时，可根据所需的传动功率和转速来计算滚珠丝杠的螺距。
同时，导程也是一个需要考虑的参数，一般情况下，导程越小，精度越高，但速度和力矩传递能力相应减小。
二、选型设计滚珠丝杠的选型设计是根据所需传动力矩、转速、精度等参数来选择具体型号的滚珠丝杠。
在选型时，需要考虑实际传动力矩和极限承载力之间的关系，同时还需考虑松紧度、传动效率等参数。
此外，还需要考虑滚珠丝杠的耐用性、使用寿命等因素，从而选择合适的滚珠丝杠型号。
三、力学计算滚珠丝杠在使用过程中，需承受很大的轴向和径向负载，因此需要进行力学计算来确定其承受能力。
在计算中，需考虑传动力矩、负载方向和松紧度等因素。
此外，还需要对其扭转刚度进行计算，以确定滚珠丝杠的稳定性和蠕动问题。
四、材料选择滚珠丝杠的材料选择需要考虑其强度、硬度、耐磨性等因素。
目前常见的滚珠丝杠材料有铬钢、不锈钢、合金钢等。
在选择材料时，需根据实际使用环境、负载类型和工作条件等综合考虑。
总结：滚珠丝杠的设计计算是一个比较复杂的过程，需要全面考虑其参数、选型、力学特性和材料选择等因素。
在实际应用中，需根据不同的使用条件和要求来进行合理的设计和选型。
通过合理的设计计算，可使滚珠丝杠具有更好的性能和耐用性，从而提高机械设备的工作效率和生产效益。
滚珠丝杠的设计毕业设计
滚珠丝杠的设计毕业设计滚珠丝杠的设计毕业设计滚珠丝杠是一种常见的机械传动装置，广泛应用于机床、自动化设备等领域。
其主要作用是将旋转运动转化为直线运动，并具有高精度、高效率的特点。
在滚珠丝杠的设计过程中，需要考虑多个因素，包括负载、速度、精度等，以确保其正常运行并满足设计要求。
首先，滚珠丝杠的设计需要考虑负载。
负载是指施加在滚珠丝杠上的力或扭矩，它直接影响到滚珠丝杠的选择和尺寸设计。
在设计过程中，需要根据实际应用需求确定负载的大小和方向，并结合滚珠丝杠的承载能力进行合理选择。
同时，还需考虑负载的变化情况，以确定滚珠丝杠的寿命和可靠性。
其次，滚珠丝杠的设计还需要考虑速度。
速度是指滚珠丝杠在运行过程中的线速度，它直接影响到滚珠丝杠的选择和传动效率。
在设计过程中，需要根据实际应用需求确定速度的大小，并结合滚珠丝杠的额定转速进行合理选择。
同时，还需考虑速度的变化情况，以确定滚珠丝杠的冷却和润滑方式。
此外，滚珠丝杠的设计还需要考虑精度。
精度是指滚珠丝杠在运行过程中的定位精度和重复精度，它直接影响到滚珠丝杠的应用效果和工作精度。
在设计过程中，需要根据实际应用需求确定精度的要求，并结合滚珠丝杠的制造工艺和加工精度进行合理选择。
同时，还需考虑精度的保持和调整方式，以确保滚珠丝杠的稳定性和可调性。
此外，在滚珠丝杠的设计过程中，还需要考虑其他因素，如材料选择、密封设计、安装方式等。
材料选择是指滚珠丝杠的材质和热处理方式，它直接影响到滚珠丝杠的强度和耐磨性。
密封设计是指滚珠丝杠的防尘和防水性能，它直接影响到滚珠丝杠的使用寿命和可靠性。
安装方式是指滚珠丝杠的安装位置和固定方式，它直接影响到滚珠丝杠的运行平稳性和传动效率。
综上所述，滚珠丝杠的设计是一个综合性的工程问题，需要综合考虑多个因素，并进行合理选择和优化设计。
在设计过程中，需要根据实际应用需求确定负载、速度、精度等要求，并结合滚珠丝杠的承载能力、额定转速、制造工艺等进行合理选择。
滚珠丝杠设计计算案例
滚珠丝杠设计计算案例
嗨呀，朋友们！今天咱就来讲讲滚珠丝杠设计计算案例。
你们知道吗，这滚珠丝杠就像是机器的小脊梁骨，起着至关重要的作用呢！
比如说，在一个工厂里，那些大型设备就全靠滚珠丝杠来精确传动呀。
就好像一辆汽车，滚珠丝杠就是那连接轮子和引擎的传动轴。
咱就拿个实际的例子来讲。
有一次，我们接到一个项目，要设计一条输送线的滚珠丝杠。
哇，那可真是个挑战呀！我们得考虑好多因素呢，像负载多大呀，速度要多快呀，精度得达到啥标准呀。
这就像是在给一个运动员定制装备，得方方面面都考虑周到。
当时我们几个人围在一起，激烈地讨论着。
“哎呀，这个负载可不能小了。
”“对呀，速度也得够快才行。
”大家你一言我一语的。
然后我们就开始算呀算，根据各种公式和数据，一点点地琢磨。
这可不是一件轻松的事儿啊！
经过好多天的努力，终于算出了最合适的滚珠丝杠参数。
等装上去一试，嘿！完美运行！那种感觉，就像自己亲手打造了一个小奇迹一样，心里别提多自豪了！
所以说呀，滚珠丝杠的设计计算真的太重要了。
这可关系到整个机器能不能顺畅运行，能不能达到我们想要的效果。
要是设计不好，那可就糟糕喽，就像一辆车没有好的传动轴，还怎么跑呀？我觉得呀，对于滚珠丝杠设计计算，我们一定要认真对待，不能马虎，要像对待宝贝一样精心计算。
你们说是不是呀！。
滚珠丝杠设计说明书模板
滚珠丝杠设计说明书xxxx大学题目：《滚珠丝杠结构设计》学院：职业技术教育学院专业：机械工程班级：机械Z125班学号：姓名：指导教师：1月14日摘要：螺旋传动是应用非常广泛的机械传动之一，最常见的一种是滑动螺旋传动。
可是，由于滑动螺旋传动的接触螺旋面间存在着比较大的滑动摩擦阻力，故其传动效率低、磨损快、使用寿命短，已不能完全适应现代机械传动在高速度、高效率、高精度等方面的发展要求。
为了减小丝杠传动副的摩擦和提高传动效率，国内外已普遍采用以滚动摩擦代替滑动摩擦原理，简称“滚化”原理，创造了滚珠丝杠副这种先进的新型传动机构。
对于滚珠丝杠副，其结构上的明显特征是：构件间的可动连接一般不是借助于运动副本身，而是在丝杠和螺母两构件之间利用中间元件（滚珠）来实现的。
滚珠丝杠副是在丝杠与螺母旋合螺旋槽之间放置适量滚珠作为中间传动体，借助滚珠返回通道，构成滚珠在闭合回路中循环的螺旋传动机构。
如图：1-1图：1-1根据课题要求，我们对滚珠丝杠进行了以下设计：有效导程1000，丝杠直径50mm滚珠丝杠结构设计说明书一、滚珠丝杠的预拉伸结构设计丝杠又称丝杆．它是机械传动上最常使用的传动元件．其主要功能是将旋转运动转换成直线运动．既能够使用较小的转矩得到很大的推力，又能够作为减速装置，得到很大的减速比；也有将直线运动变成旋转运动的。
丝杠作为高精度的动力驱动装置，应用越来越广泛。
采用丝杠两端固定的安装方式，需要作预拉伸处理。
目的是减小丝杠工作中因热膨胀、自重引起的弹性变形从而加大导程，影响传动比和传动精度。
对要求精密的传动丝杠，需要热膨胀补偿。
而丝杠预拉伸就是常见的补偿方式。
在丝杠制造时，使丝杠螺纹部分的长度小于公称长度一个预拉伸量，预拉伸量略大于热膨胀量。
装配时，经过一定拉伸结构，将丝杠拉长一个预拉伸量，使丝杠螺纹部分达到公称长度。
工作时，热膨胀量抵消部分预拉伸量，丝杠拉应力下降，但长度不变。
从而保证螺距精度不受热膨胀的影响。
滚珠丝杠设计与校核
滚珠丝杠设计与校核滚珠丝杠的设计与校核主要包括以下几个方面：1.载荷计算：根据机械装置的工作条件和要求，确定滚珠丝杠所需承受的载荷。
这些载荷通常包括径向力、轴向力和弯矩等。
对于不同的应用场合，载荷类型和大小会有所不同。
2.选型：根据所承受的载荷和工作条件，选择合适的滚珠丝杠型号。
选型时需要考虑滚珠丝杠的负载能力、固有刚度、回程差、寿命等性能指标。
3.寿命计算：根据滚珠丝杠的选型参数和工作条件，计算滚珠丝杠的理论寿命。
滚珠丝杠的寿命一般通过其承受的动载荷、工作速度和工作时间等来确定。
4.勘误计算：根据滚珠丝杠所能承受的载荷和工作条件，对滚珠丝杠进行校核计算，以确保其在使用过程中不会发生过载和疲劳破坏。
勘误计算通常包括滚珠丝杠的轴向刚度、轴向刚度误差、背隙、导轨刚度等。
5.衬套选择：对于大负载和高速运动条件下的滚珠丝杠，为了减少滚珠与导轨的接触压力和摩擦，常常需要在导轨上安装衬套。
衬套材料的选择需要保证其良好的自润滑性能和耐磨性能。
6.温升计算：滚珠丝杠在工作过程中会因摩擦和热量的产生而发生温升。
为了保证滚珠丝杠的稳定性和寿命，需要对其温升进行计算和分析，并采取相应的散热措施。
以上是滚珠丝杠设计与校核的主要内容。
在实际工程中，还需要考虑到其他因素，如安装方式、防尘、密封性能等。
同时，根据不同的应用场合和要求，设计与校核的方法和规范也会有所差异。
因此，在进行滚珠丝杠设计与校核时，需要综合考虑材料、制造工艺、装配和调试等方面的因素，确保设计的可靠性和经济性。
总的来说，滚珠丝杠的设计与校核是一项复杂而重要的工作，需要综合考虑多个因素，确保机械装置的性能和可靠性。
只有在滚珠丝杠设计与校核的过程中，各项参数和性能指标得到合理的选择和计算，才能保证滚珠丝杠的正常工作和长寿命。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
滚珠丝杠的设计计算与选用滚珠丝杠滚珠丝杠是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。
滚珠丝杠由螺杆、螺母和滚珠组成。
它的功能是将旋转运动转化成直线运动，这是滚珠螺丝的进一步延伸和发展，这项发展的重要意义就是将轴承从滚动动作变成滑动动作。
由于具有很小的摩擦阻力，滚珠丝杠被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。
滚珠丝杠是工具机和精密机械上最常使用的传动元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反覆作用力，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。
1)与滑动丝杠副相比驱动力矩为1/3由于滚珠丝杠副的丝杠轴与丝母之间有很多滚珠在做滚动运动,所以能得到较高的运动效率。
与过去的滑动丝杠副相比驱动力矩达到1/3以下,即达到同样运动结果所需的动力为使用滚动丝杠副的1/3。
在省电方面很有帮助。
2)高精度的保证滚珠丝杠副是用日本制造的世界最高水平的机械设备连贯生产出来的，特别是在研削、组装、检查各工序的工厂环境方面,对温度·湿度进行了严格的控制,由于完善的品质管理体制使精度得以充分保证。
3)微进给可能滚珠丝杠副由于是利用滚珠运动,所以启动力矩极小,不会出现滑动运动那样的爬行现象,能保证实现精确的微进给。
4)无侧隙、刚性高滚珠丝杠副可以加予压,由于予压力可使轴向间隙达到负值,进而得到较高的刚性(滚珠丝杠内通过给滚珠加予压力,在实际用于机械装置等时,由于滚珠的斥力可使丝母部的刚性增强)。
5)高速进给可能滚珠丝杠由于运动效率高、发热小、所以可实现高速进给(运动)。
滚珠丝杠副特性•传动效率高滚珠丝杠传动系统的传动效率高达90%～98%，为传统的滑动丝杠系统的2～4倍，如图1.1.1所示，所以能以较小的扭矩得到较大的推力，亦可由直线运动转为旋转运动（运动可逆）。
•运动平稳滚珠丝杠传动系统为点接触滚动运动，工作中摩擦阻力小、灵敏度高、启动时无颤动、低速时无爬行现象，因此可精密地控制微量进给。
•高精度滚珠丝杠传动系统运动中温升较小，并可预紧消除轴向间隙和对丝杠进行预拉伸以补偿热伸长，因此可以获得较高的定位精度和重复定位精度。
•高耐用性钢球滚动接触处均经硬化（HRC58～63）处理，并经精密磨削，循环体系过程纯属滚动，相对对磨损甚微，故具有较高的使用寿命和精度保持性。
•同步性好由于运动平稳、反应灵敏、无阻滞、无滑移，用几套相同的滚珠丝杠传动系统同时传动几个相同的部件或装置，可以获得很好的同步效果。
•高可靠性与其它传动机械，液压传动相比，滚珠丝杠传动系统故障率很低，维修保养也较简单，只需进行一般的润滑和防尘。
在特殊场合可在无润滑状态下工作。
•无背隙与高刚性滚珠丝杠传动系统采用歌德式（Gothic arch）沟槽形状（见图2.1.2—2.1.3）、使钢珠与沟槽达到最佳接触以便轻易运转。
若加入适当的预紧力，消除轴向间隙，可使滚珠有更佳的刚性，减•少滚珠和螺母、丝杠间的弹性变形，达到更高的精度。
现代制造技术的发展突飞猛进，一批又一批的高速数控机床应运而生。
它不仅要求有性能卓越的高速主轴，而且也对进给系统提出了很高的要求：(1)最大进给速度应达到40m/min或更高；(2)加速度要高，达到1g以上；(3)动态性能要好，达到较高的定位精度。
纵向滚珠丝杠的设计与计算已知条件：工作台重量1W =80KG =800N 工件及夹具最大重量2W =200N 工作台最大行程L K=950mm 工作台导轨的摩擦系数为u =0.1 快速进给速度max V=4m /min 定位精度为20um /300mm ,全行程25um ,重复定位精度为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 及其他见下表表一各种切削方式的纵向切削力Fa ,速度V 和时间比例q1）确定滚珠丝杠副的导程max *max VP h i n=maxV ：工作台最高移动速度 max n ：电机最高转速； 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1W =4m /min ，max n =1500r /min代入得P h=0.67mm查《现代机床设计手册》取P h=5mm2）确定当量转速与当量载荷（1） 各种切削方式下，丝杠转速Vin i ph =由上表查的1v =0.6, 2v =0.8, 3v =1, P h =4 代入得1n =120，2n =160，3n =200，4n =800（2） 各种切削方式下，丝杠轴向载荷12()/10i xi zi F p w w p =+++iF ：丝杠轴向载荷，xi p ：纵向切削力，zi p ：垂向切削力由上表得xi p (i =1,2,3,4)分别为2000 N ,1000N ,500N ,0N zi p (i =1,2,3,4)分别为1200N ,500N ,200N ,0N 已知1w ＝800 N ，2w ＝200 N代入得i F (i =1,2,3,4)分别为2200N ，1150N ，620N ，1000N （3） 当量转速m n =m n =1*n 1t /100+2*n 2t /100+3*n 3t /100+4*n 4t /100数据代入得m n =240r /min（4） 当量载荷333333112244*********100*100*100*100m m m m n t n t n t n tn n n n +3m 1234F =F F +F +F 带入数据得m F ＝1057N 3）初选滚珠丝杠副由公式《现代机床设计手册》（3.7－24）知63***10*(*)60a t h a k h m m wc f f f f L n F f =查《现代机床设计手册》表（3.7－51）—表（3.7－54） 得t f ＝1，h f ＝1，a f ＝1，k f ＝0.53，w f =1.3，h L ＝10000h 代入数据可求得a c ＝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 ①m δ≤（1/3—1/4）重复定位精度 ②m δ≤ (1/4—1/5 )定位精度m δ：最大轴向变形量m μ 已知重复定位精度10m μ 定位精度25m μ①m δ＝3m μ，②m δ＝6m μ 取两种结果最小值m δ＝3m μ （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00210***100.039**m m mF L F Ld E δδ==∏2m d ：最小螺纹底径mmL ＝（1.1—1.2）行程+(10—14) P h 静摩擦力0F =01W μ已知行程950mm ，1W ＝800N , 0μ=0.2 代入数据得L =1110mm ，0F ＝160N , 2m d =9.5mm 5）确定滚珠丝杠副得规格代号（5） 选内循环浮动式法兰，直筒螺母型垫片预紧形式（6） 由计算出的P h ，am c ，2m d 在《现代机床设计手册》中选取相应规格的滚珠丝杠副FFZD4005-5P h=5, a c =22000N >am c =13589N6)确定滚珠丝杠副预紧力P F =max 13F其中max F ＝2200P F ＝733N7)行程补偿值与拉伸力（1）行程补偿值C =11.83*10u tl -∆ 式中u l ＝2k n a L L L ++查《现代机床设计手册》k L ＝950nL ＝110，a L ＝（2—4）P h ＝15t ∆温差取02.5c 代入数据得C =32m μ (2)预拉伸力t F ＝1.95t ∆22d代入得t F ＝4807N8）确定滚珠丝杠副支承用得轴承代号，规格（1）轴承所承受得最大轴向载荷max B F ＝4807＋2200＝7007（2）轴承类型两端固定的支承形式，选背对背600c 角接触推力球轴承 （7） 轴承内径d 略小于2d ＝40，BP F =13max B F ，取d ＝30 带入数据得BP F ＝2336N（8） 轴承预紧力：预力负荷≥BP F（9） 按《现代机床设计手册》选取轴承型号规格 当d ＝30mm ，预加负荷为：≥BP F 所以送7602030TVP 轴承d ＝30，预加负荷为2900>BP F ＝2336N 9)滚珠丝杠副工作图设计(1)丝杠螺纹长度2s u e L L L =+ 由表查得余程e L（2）两固定支承距离1L ，丝杠L (3)行程起点离固定支承距离0Ls L ＝1290，1L ＝1350 eL ＝1410，0L ＝3010）传动系统刚度 （1）丝杠抗压刚度 1）丝杠最小抗压刚度min s k ＝6.62221**10d l2d :丝杠底径1l ：固定支承距离代入数据m ins k ＝782N /m μ2）丝杠最大抗压刚度max s k ＝6 .62221010***104()d l l l l -代入数据得9000 N /m μ （2）支承轴承组合刚度1）一对预紧轴承的组合刚度0B K =Qd ：滚珠直径mm ， Z ：滚珠数 m axa F ：最大轴向工作载荷Nβ：轴承接触角由《现代机床设计手册》查得7602030TVP 轴承m ax a F 是预加载荷得3倍max a k ＝8700N /m μ 0B K =375 N /m μ2）支承轴承组合刚度2b k =0B K b k ＝750 N /m μ3)滚珠丝杠副滚珠和滚道的接触刚度'1/3()0.1p c c aF k k c =ck ：《现代机床设计手册》上的刚度 'ck ＝2150 N /m μ, a c =2200N ,pF =733N代入数据得c k ＝1491 N /m μ11）刚度验算及精度选择Q d =3.5，Z ＝17，β＝060（1）minmin1111s b ck k k k =++ 代入前面所算数据得min1k ＝130maxmax1111s b ck k k k =++ 代入前面所算数据得max1k 1476=001F w μ=已知1w ＝800N , 0μ=0.2, 0F =160NF :静摩擦力，0μ：静摩擦系数，1w ：正压力（2）验算传动系统刚度min k ＝01.6F 反向差值；已知反向差值或重复定位精度为10min k ＝30>25.6（3）传动系统刚度变化引起得定位误差k δ＝0F （min1k －max1k ），代入k δ＝5m μ（4）确定精度300p v ：任意300mm 内行程变动量对系统而言300p v ≤0.8×定位精度－k δ定位精度为20m μ/300300p v <14.3m μ,丝杠精度取为3级300p v ＝12m μ<14.3m μ（5）确定滚珠丝杠副得规格代号 已确定得型号：FFZD 公称直径：40，导程：5 螺纹长度1290，丝杠长度1410 P 类3级精度所选规格型号：FFZD4005-3-P3/1410×1290 12）验算临界压缩载荷丝杠所受大轴向载荷max F 小于丝杠预拉伸力F 不用验算13）验算临界转速7222*10c c dn f L =c n ：临界转速n /min f ：与支承形式有关的系数2d ：丝杠底径2c L ：临界转速计算长度mm由《现代机床设计手册》得f ＝21.9, 2d =40, 2c L =10l l - 可得c n ＝5028>max n =1500横向滚珠丝杠的设计与计算已知条件：工作台重量1W =80KG =800N 工件及夹具最大重量2W =200N 工作台最大行程K L =950mm 工作台导轨的摩擦系数为u =0.1 快速进给速度max V =2m /min 定位精度为20um /300mm ,全行程25um ,重复定位精度为10um 要求寿命为10000小时（单班制工作十年）。