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滚珠丝杠的选型方法
决定使用条件
预选滚珠丝杠的规格
确认基本安全性
根据性能要求进行研讨
NG
NG
根据移动物质的重量、进给速度、运行模式、丝杠轴转速、行程、安装方向(水平或垂直)、寿命时间、定位精度
使用条件,预选出滚珠丝杠的精度等级(C3~C10)、丝杠轴径、螺距、全长
容许轴向负载
容许转速
寿命
若要提高精密定位及控制时的响应性,需要进行以下确认:
丝杠轴的刚性
温度引起的寿命变化
滚珠丝杠的螺距精度
<使用条件>
丝杆轴径螺距
行程
定位精度
<选择>
螺纹部分长度=行程+螺帽长度+余量
余量为超程允许量,~2倍
根据螺纹部分长度求出对应的代表移动量误差±eP
滚珠丝杠的轴向间隙
<使用条件>
丝杠轴径螺距容许背隙量
<选择>
相应精度等级
容许轴向负载
容许轴向负载是指相对于可能使丝杠轴发生屈曲的负载,确保其安全性的负载。
施加于丝杠轴的最大轴向负载需小于容许轴向负载。
可用下式计算也可以通过容许轴向负载线图确认。
容许轴向负载(P)
P=nπ2EIl2α=md4l2×104N
式中
P:容许轴向负载(N)
l:负载作用点间距(mm)
E:杨氏模量(×105N/mm2)
I:丝杠轴螺纹内径截面的最小惯性矩(mm4)
I=π64d4
d:丝杠轴螺纹内径(mm)
n、m:由滚珠丝杠的支撑方式决定的系数
支撑方式
n
m
铰支-铰支
1
5
固定-铰支
2
10
固定-固定
4

固定-自由


α:安全系数=
必须根据所要求的安全状况进一步提高安全系数
容许转速
滚珠丝杠的转速取决于必要的进给速度和滚珠丝杠的螺距,且需小于容许转速。
需从转轴的危险速度和螺母内部循环滚珠的极限转速DmN值这两个方面对容许转速进行探讨。
危险速度
滚珠丝杠的容许转速小于与丝杠轴固有振动一致的危险速度的80%。
可以通过下式计算或容许转速线图简单确认
容许转速(min-1)
NC=fa60λ22πl2EI×103γ=gdl2107min-1
式中
l:支撑间距(mm)
fa:安全系数=
E:杨氏模量
I:丝杠轴螺纹内径截面的最小惯性矩(mm4)
I=π64d4
d:丝杠轴螺纹内径(mm)
γ:比重(×10-6kg/mm3)
A:丝杠轴螺纹内径截面积(mm2)
A=π4d2
g、λ:由滚珠丝杠的支撑方式决定的系数
支撑方式
g
λ
铰支-铰支

π
固定-铰支


固定-固定


固定-自由


DmN值
螺帽内部的钢珠公转速度变大时,产生的冲击力会损伤循环部。该极限值即为DmN值。
DmN≤70000精密滚珠丝杠
DmN≤50000压轧滚珠丝杠
式中
Dm:丝杠轴外径(mm)+A值
N:最高转速(min1)
滚珠直径
A值










寿命
指滚珠滚动面或任一滚珠因交变应力而产生疲劳,直至开始产生剥落现象时的总旋转次数