滚珠丝杠设计校核与
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（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：lX?100?320?20?440mm 丝杠工作载荷：FX?500N
丝杠的工况均为：刷鞋机每天开机6小时；每年300个工作日；工作8年以上。
丝杠材料：CrWMn钢；滚道硬度为58~62HRC；丝杠传动精度为?0.04mm。
v工作台?1000p0.5?1000?125r/min） 4平均转速n=125r/min（n??2、计算载荷FC求解
FC?KFKHKAFm?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
KF?1.1；KH?1.0；KA?1.0，查表2-4取C级精度。
表2-6 载荷系数
有冲击和振动运转 1.5~2.5 载荷性质 KF 无冲击平稳运转 1~1.2 一般运转 1.2~1.5 表2-7 硬度系数
滚道实际硬度 ≥58 55 50 45 40 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢2
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KH 1.0 1.11 1.56 2.4 3.85 表2-8 精度系数
精度等级 KA C、D 1.0 E、F 1.1 G 1.25 H 1.43
?计算 3、额定动载荷计算Ca??6?300?8?14400h 寿命：Lh??FC3Ca4、滚珠丝杠副选择
??nmLh200?14400?3??N?3160N ?550?44??1.67?101.67?10???的原假设选用FC1型号，按滚珠丝杠副的额定动载荷Ca等于或稍大于Ca则，选汉江机床厂出品的2004-2.5，Ca?5393N， 其参数如下：
D0?20mm p?2.5mm ??3?38’滚珠直径d0?2.381mm 滚道半径R?0.52d0?0.52?2.381?1.238mm d?2.381????2偏心距e?0.707?R?0??0.707??1.238???3.358?10mm 2?2???丝杠内径d1?D0?2e?2R?(20?2?3.358?10?2?2?1.238)mm?17.59mm 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢3
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5、稳定性验算
1）由于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结构允许安全系数[S]（见表2-10） 丝杠不会发生失稳的最大载荷称为临界载荷Fcr（N）按下式计算：
?2EIa Fcr?2(?l)式中，E为丝杠材料的弹性模量，对于钢，E=206GPa；l为丝杠工作长度（m）；Ia为丝杠危险截面的轴惯性矩（m4）；?为长度系数，见表2-10。
3.14??0.017.59???4.7?10?9m4 依题意，Ia?6464?d144取??2/3，则
FXcr?2EIa3.142?206?109?4.7?10?9???1.11?105N 22(?l)?2???0.44??3?FYcr?2EIa3.142?206?109?4.7?10?9???1.38?105N 22(?l)?2???0.395??3?安全系数
Fcr1.11?105SX???222
Fm500Fcr1.38?105SY???276
Fm500查表2-10，[S]=2.5~3.3。S>[S]，丝杠是安全的，不会失稳。
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2）高速长丝杠工作时可能发生共振，因此需验算其不会发生共振的最高转速——ncr。要求丝杠的最大转速nmax?ncr 临界转速ncr（r/min）：
fc2d13.9272?0.01759ncr?9910?9910??31242r/min 2(?l)2?2???0.44??3?该丝杠工作转速n?125r/min?ncr 3）滚珠丝杠副还受
D0n值的限制，通常要求D0n?7?104mm?r/min
D0n?20?125?2500?7?104
所以该丝杠副工作稳定。
6、刚度验算
滚珠丝杠在工作负载F（N）和转矩T?N?m?共同作用下引起每个导程的变形量?L0?m?为
pFp2T ?L0???EA2?GJc1式中，A为丝杠截面积，A??d12m2；Jc为丝杠的极惯性矩，
4??Jc??32d14m4；G为丝杠切变模量，对钢G?83.3GPa；T?N?m?为转矩。
D0tan????? 2??T?Fm式中，?为摩擦角，其正切函数值为摩擦系数；Fm为平均工作负载。本题取摩擦系数为tan??0.0025,则??8?40??。
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