滚珠丝杠选型手册

时间:2024-09-11 14:09:24编辑:分享君

滚珠丝杠都有哪些精度等级标准?

根据精度要求分为7个精度等级,即1、2、3、4、5、7和10级。1级精度最高,依次递减。P5是国内标准,精度等级是5级,任意300mm行程内行程变动量为0.023mm,这个精度一般表示成P5=0.023,国产丝杆使用多。C7是JIS标准,精度等级是7级,任意300mm行程内行程变动量为0.050mm,也就是C7=0.050,一般日本,台湾产使用的表示方法。由此可见滚珠丝杠的P5精度要比C7精度高。国内的等级精度分为P1,P2,P3,P4,P5,P7,P10这7个等级,JIS等级精度分为C0,C1,C3,C5,C7,C10这6种精度,不过现在台湾也出现C2和C6,这两种精度,P5的精度等级介于C5和C7之间,与出现的C6=0.025基本可以等同。扩展资料1、摩擦损失小、传动效率高由于滚珠丝杠副的丝杠轴与丝杠螺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滑动丝杠副的1/3。在省电方面很有帮助。2、精度高滚珠丝杠副一般是用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、高速进给和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、轴向刚度高滚珠丝杠副可以加与预压,由于预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)。

滚珠丝杠都有哪些精度等级标准?

根据精度要求分为7个精度等级,即1、2、3、4、5、7和10级。1级精度最高,依次递减。P5是国内标准,精度等级是5级,任意300mm行程内行程变动量为0.023mm,这个精度一般表示成P5=0.023,国产丝杆使用多。
C7是JIS标准,精度等级是7级,任意300mm行程内行程变动量为0.050mm,也就是C7=0.050,一般日本,台湾产使用的表示方法。由此可见滚珠丝杠的P5精度要比C7精度高。
国内的等级精度分为P1,P2,P3,P4,P5,P7,P10这7个等级,JIS等级精度分为C0,C1,C3,C5,C7,C10这6种精度,不过现在台湾也出现C2和C6,这两种精度,P5的精度等级介于C5和C7之间,与出现的C6=0.025基本可以等同。


滚珠丝杆选型计算要怎么做?

珠丝杆选型方式:
一、已知条件:UPH、工作台质量m1、行程长度ls、最高速度Vmax、加减速时间t1和t3、定位精度+-0.3mm/1000mm、往复运动周期、游隙0.15mm

二、选择项目:丝杠直径、导程、螺母型号、精度、轴向间隙、丝杠支撑方式、马达
三、计 算:
1.精度和类型。
(游隙、轴向间隙)0.15mm,选择游隙在0.15以下的丝杠,查表选择直径32mm以下的丝杠。32mm游隙为0.14mm。
为了满足+-0.3mm/1000mm则,+-0.3mm/1000=x/300
则x=+-0.09mm. 必须选择± 0.090mm / 300mm 以上的导程精度。参照丝杠精度等级,选择C7级丝杠。 丝杠类型:根据机构确定丝杠类型是:轧制或研磨、定位或传动 你可以选择上海曼鲁的丝杆~
2.导程。(以直线速度和旋转速度确定滚珠丝杠导程)
导程和马达的最高转速 Ph>=60*1000*v/(N/A)
(1.)Ph: 丝杆导程mm
(2.)V:预定的最高进给速度m/s
(3.)N:马达使用转速rpm
(4.)A:减速比


滚珠丝杠选型

滚珠丝杠副参数计算与选用
1、计算步骤








2、确定滚珠丝杠导程Ph
根据工作台最高移动速度Vmax , 电机最高转速nmax, 传动比等确定Ph。按下式计算,取较大圆整值。
Ph= (电机与滚珠丝杠副直联时,i=1)


3、滚珠丝杠副载荷及转速计算
这里的载荷及转速,是指滚珠丝杠的当量载荷Fm与当量转速nm。滚珠丝杠副在n1、n2、n3••••••nn转速下,各转速工作时间占总时间的百分比t1%、t2%、t3%••••••tn%,所受载荷分别是F1、F2、F3••••••Fn。

当负荷与转速接近正比变化时,各种转速使用机会均等,可按下列公式计算:

(nmax: 最大转速,nmin: 最小转速,Fmax: 最大载荷(切削时),Fmin: 最小载荷(空载时)
4、确定预期额定动载荷
①按滚珠丝杠副预期工作时间Ln(小时)计算:


②按滚珠丝杠副预期运行距离Ls(千米)计算:


③有预加负荷的滚珠丝杠副还需按最大轴向负荷Fmax计算:Cam=feFmax(N)
式中:
Ln-预期工作时间(小时,见表5)
Ls-预期运行距离(km),一般取250km。
fa-精度系数。根据初定的精度等级(见表6)选。
fc-可靠性系数。一般情况fc=1。在重要场合,要求一组同样的滚珠丝杠副在同样条件下使用寿命超过希望寿命的90%以上时fc见表7选
fw-负荷系数。根据负荷性质(见表8)选。
fe-预加负荷系数。(见表9)
表-5 各类机械预期工作时间Ln表-6 精度系数fa
机械类型Ln(小时)
普通机械5000~10000
普通机床10000~20000
数控机床20000
精密机床20000
测示机械15000
航空机械1000
精度等级1.2.34.5710
fa1.00.90.80.7

表-7 可靠性系数fc
可靠性%909596979899
fc10.620.530.440.330.21

表-8 负荷性质系数fw
负荷性质无冲击(很平稳)轻微冲击伴有冲击或振动
fw1~1.21.2~1.51.5~2


表-9 预加负荷系数fe
预加负荷类型轻预载中预载重预载
fe6.74.53.4

以上三种计算结果中,取较大值为滚珠丝杠副的Camm。

5、按精度要求确定允许的滚珠丝杠最小螺纹底d2m
a.滚珠丝杠副安装方式为一端固定,一端自由或游动时(见图-5)

式中:E-杨氏弹性模量21×105N/mm2
dm-估算的滚珠丝杠最大允许轴向变形量(mm)
Fo-导轨静摩擦力(N)。Fo=mow(mo为静摩擦系数)
L-滚珠螺母至滚珠丝杠固定端支承的最大距离(mm)
L≈行程+安全行程+余程+螺母长度一半+支承长度的一半
≈行程+(2~4)Ph+4Ph+(4~6)Ph+(1/20~1/10)行程
≈(1.05~1.1)行程+(10~14)Ph
b.滚珠丝杠副安装为两端支承或两端固定(见图-5)

式中:
L-两个固定支承之间的距离(mm)
L≈行程+安全行程+两个余程+螺母长度+一支承长度≈(1.1~1.2)行程+(10~14)Ph
其中 重复定位精度或 定位精度,
上述两种方法估算出的小值为 为系统刚性最小处刚度值,见下文12、13项计算)
滚珠丝杠副公称中径dom≈d2m+Dw(钢球直径)
图-5
一端固定,一端自由G-Z

一端固定,一端游动G-Y

二端支承J-J

二端固定G-G



6、确定滚珠丝杠副规格代号
按照计算出的Ph,Cam及传动方式,使用情况,可在样本中先查出对应的滚珠丝杠公称直径do,应注意do≥dom, Ca≥Cam,但不宜过大,否则会使滚珠丝杠副转动惯量偏大,结构尺寸也偏大。接着确定循环圈数,滚珠螺母规格代号及相关的安装连接尺寸。

7、确定预紧滚珠丝杠副预紧力Fp
当选择预紧螺母型式的滚珠丝杠副时需确定预紧力Fp。
当最大轴向工作载荷Fmax能确定时
Fp=1/3 Fmax
当最大轴向工作载荷不能确定时
Fp=ξCa
其中ξ值按表10选择,Ca是额定动载荷,可在样本上查到。
表-10
预加负荷类型轻载荷中载荷重载荷
ξ0.050.0750.1


8、计算行程补偿值C和预拉伸力F1
考虑到丝杠运转过程中温升对丝杠副导程精度的影响,在精级要求较高的场合,应对滚珠丝杠副适当的预拉伸。对预拉伸的滚珠丝杠副规定目标行程值C,并计算预拉伸力。

式中:
C-行程补偿值(mm)
Dt-温度变化值2℃~3℃
a-丝杆的线膨胀系数11.8×10-6度
Lu-滚珠丝杠副的有效行程(mm)
Lu≈工作台行程+螺母长度+两个安全行程≈行程+(8~14)Ph

式中:
F1-预位伸力(N)
d2-滚珠丝杠螺纹底径(mm)
E-杨氏弹性模量2.1×105(N/mm2)
Dt-滚珠丝杠温升2℃~3℃
d2≈do-Dw (Dw:钢球半径)

9、确定滚珠丝杠副支承用轴承规格型号
●计算轴承所受的最大轴向载荷FBmax,有预拉伸的滚珠丝杠副应考虑到预拉伸力Ft。
●按滚珠丝杠副支承的要求选择轴承的型号。
●确定轴承内径:为便于丝杠加工,轴承内径最好不大于滚珠丝杠的大径。在选用内循环滚珠丝杠副时必须有一端轴承内径略小于丝杠底径d2。其次轴承样本上规定的预紧力应大于轴承所承受最大载荷FBmax的1/3。
●有关轴承的其它验算项目可查轴承样本。

10、滚珠丝杠副工作图设计
●滚珠丝杠副的螺纹长度LS=Lu+2Le
Le余程见表-2  Lu=行程+螺母长度
●滚珠丝杠副螺母的安装连接尺寸可查样本。
●滚珠螺母不应该承受径向载荷及颠覆力矩,应使作用在螺母上的轴向合力通过丝杠轴心。
●可以用螺母的外圆柱面及法兰凸缘的内侧作安装基准,同时要求螺母座孔与丝杠轴承孔同心。螺母座孔端面与螺母座孔轴线垂直。当所受载荷冲击力不大时,可仅用螺母法兰凸缘的内侧面作安装基准面,这时应保证螺母座面与导轨垂直。装配时应找螺母外圆与丝杠支承轴承孔同心。
●插管式滚珠丝杠副水平放置时,为使滚珠的循环更加滚畅,应将插管置于滚珠丝杠轴线的上方。
●设计螺母座,轴承座及紧固螺钉时要注意保证足够的刚性。在承载方向设计加强筋。
●由工作图确定滚珠丝杠长度尺寸。

11、电机的选择
●作用在滚珠丝杠副上各种转矩计算。外加载荷产生的摩擦力矩TF(N.m)


滚珠丝杠副预加载荷Fp产生的预紧力矩Tp(N.m)


式中
Ph-滚珠丝杠副导程
h - 未预紧的滚珠丝杠副效率
1、2、3级精度的丝杠h =0.9
4级精度以下的丝杠h =0.85
F-作用在滚珠丝杠副上的外加轴向载荷,不同情况下取值不一样。若计算电机启动转矩时,机械是空载起动,F是导轨摩擦力(垂直运动F还包括机构重量);若计算电机工作转矩时,F包括导轨摩擦力和工作载荷(垂向运动F还包括机构重量)。
●其他计算,请查找电机样本及相关资料。

12、传动系统刚度计算
●一般校核计算按:
式中
KS - 滚珠丝杠副的拉压刚度。计算见下面说明
Kb - 滚珠丝杠支承轴承的轴向刚度。可查轴承样本及有关资料。
Kc - 滚珠丝杠副滚珠与滚道的接触刚度可查样本。
●精确计算时,还需考虑伺服刚度,联接轴刚度,扭转刚度,螺母座、轴承座刚度等,详请查阅相关资料。
●KS的计算

a. 丝杠支承形式为一端固定,一端游动或自由。

Ks= ×10-3 =1.65 ×102
式中
E -杨氏弹性模量2.1×105 (N/mm2)
d2 - 丝杠底径(mm)
当a=L1(滚珠螺母至固定支承的最大距离)时刚度最小
Ks min =1.65 ×102
当a=Lo (靠固定端的行程起点处)时刚度最大
Ks max =1.65 ×102
b.支承形式为两端支承或两端固定。
Ks = = 6.6 ×102
当a=L•1/2时(即处在两支承的中点时)刚度最小
Ks min = 6.6 ×102
式中
L1-两支承间的距离
当a=Lo时(螺母在行程两端处)刚度最大
Ks max =6.6 ×102

13、传动系统刚度验算及滚珠丝杠副的精度选择
将Ksmax, Kb, Kc及其它有关值代入

将Ksmin 替换Ksmax 代入得Kmin。
由于数控机床精度在机床空载下验收,△=2FO/Kmin, 称摩擦死区误差。FO是机床空载时导轨上的静摩擦力。
ξK=Fo( )
称为传动系数刚度变化引起的定位误差。按JB/GQ1140-89规定,数控机床反向差值主要取决于△,而定位误差主要取决于滚珠丝杠副的精度,其次是ξK。
●传动系数刚度验算
0.8△≤反向差值,即Kmin≥1.6Fo/反向差值
●滚珠丝杠副的精度选择
开环控制系统中使用的滚珠丝杠副
ep+Vup≤0.8x(定位精度-ξK)
ep+V300p≤0.8x(300mm定位精度-ξK)
半闭环控制系统或可以行程补偿的开环系统:
ep≤0.8x(定位精度-ξK)
V300p≤0.8x(300mm定位精度-ξK)
先根据使用情况选择滚珠丝杠副的类型(P类或T类),然后参照滚珠丝杠副的精度标准表(见表-1),按上述两式计算结果确定滚珠杠副的ep,Vup或V300p,从而确定滚珠丝杠副的精度等级。
14、滚珠丝杠副临界压缩载荷F的校验(验算压杆稳定性)


式中:
d2-滚珠丝杠螺纹底径,d2≈do-Dw, do-公称中径,取样本数据。
Lc1-滚珠丝杠副的最大受压长度(mm)(见表11)
F′max- 滚珠丝杠副承受最大轴向压缩载荷(N)。 若滚珠丝杠承受最大载荷不是压缩载荷时,F′max不等于Fmax, 视工作情况进行计算
K1- 安全系数。丝杠垂直安装K1=1/2
丝杠水平安装K1=1/3
K2- 支承系数。与支承方式有关(见表11)
表-11
支承方式简 图K2λf
一端固定
一端自由
0.251.8753.4
一端固定
一端游动
23.92715.1
二端支承
13.1429.7
二端固定
44.73021.9



15、滚珠丝杠副极限转速nc校验(避免高速运转时产生共振)


式中:
nc-极限转速(r/min)
Lc2-临界转速计算长度(mm) (见表11)
E-杨氏弹性模量2.1×105(N/mm2),
r-材料密度,钢密度
I-丝杠的最小惯性矩
I=
A-丝杠的最小横截面积
K1-安全系数。一般取0.8
f, λ-与支承形式有关的系数(见表-11)

16、Dn值校验
dom•nmax≤70000
式中:
dom-滚珠丝杠副的节圆直径(mm),dom≈d2+Dw(mm)
nmax-滚珠丝杠副的最高转速

17、滚珠丝杠副形位公差的标注见表-3及下图


某些传动类(T类)滚珠丝杠副,对精度要求低,但传递的载荷较大,这时可不进行有关传动精度及传动系统刚度的计算,但需进行以下两项计算:

18、基本轴向额定静载荷Coa验算19、强度验算

fsFamax≤Coa
式中:
Coa-滚珠丝杠副的基本轴向额定静载荷(N)。可在样本上查到。
fs-静态安全系数。一般载荷fs= 1~2,
        有冲击或振动的载荷:fs= 2~3 
Famax- 最大轴向载荷(N)
[б]-许用应力(N/mm2)
d2-滚珠丝杠螺纹底径(mm)。


显示不了公式

你查《机械设计手册单行本—机械传动》这本书吧 里面有完整丝杠选用过程。 或者你留个邮箱,我发给你。打字不易,如满意,望采纳。


丝杠都有哪些标准

丝杠国家标准参照GB5796.4-1986标准执行,标准有很多种,有国际标准,国家标准,行业标准和企业标准。
丝杆原材料是通过模具拉光到所需要的中径尺寸,二次冷拉形成表面硬度(0.5毫米深)达到(18°-21°)丝杆精度:3级-4级。丝杆冷轧工艺是原材料调直后进行滚压,调直滚压而成,且表面硬度(0.5毫米深)达到22°。丝杆进行硬铬处理,抛光,校直后出厂。
丝杆加工方法:将旋风铣安装在车床中拖板上车床夹持丝杠完成低速给进运动,旋风铣带动外旋刀盘硬质合金刀具高速旋转,完成切削运动。
从丝杆上铣削出螺纹的螺纹加工方法。因其铣削速度高(速度达到400m/min)加工效率快。并采用压缩空气进行冷却。
丝杆种类有梯形丝杆、标准梯形丝杆、滚珠丝杆、往复丝杆、全牙丝杆、tbi丝杆、升降丝杆等。


丝杠的具体参数是什么

丝杆螺纹主要参数有:

1、丝杆外径,与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱体直径。螺纹的公称直径即大径。

2、丝杆内径,与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱体直径。

3、丝杆中径,母线通过牙型上凸起和沟槽两者宽度相等的假想圆柱体直径。

4、丝杆螺距,相邻牙在中径线上对应两点间的轴向距离。

5、丝杆导程,同一螺旋线上相邻牙在中径线上对应两点间的轴向距离。

6、丝杆牙型角,螺纹牙型上相邻两牙侧间的夹角。

7、丝杆螺纹升角,中径圆柱上螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面之间的夹角。


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