滚珠丝杠副设计说明书滚珠丝杠副设计说明书第一章滚珠丝杠副的选择滚珠丝杠副的支承形式支承应限制丝杠的轴向窜动.较短的丝杠或垂直安装的丝杠，可以一端固定，一端无支承.水平安装丝杠较长时,可以一端固定,一端游动;对于精密和高精度机床的滚珠丝杠副，为了更好的提高丝杠的拉压刚度，可以两端固定.为了补偿热膨胀和减少丝杠下ft,两端固定丝杠时还能够直接进行预拉伸。正常的情况下,应以固定端作为轴向定位基准,从固定端起计算丝杆杠副的长度误差.此外，应尽可能固定端作为驱动端。考虑到本设计的结构与要求，我们决定采用一端固定一端游动（F-S）的支承形式,如图1.1所示。...
书第一章滚珠丝杠副的选择滚珠丝杠副的支承形式支承应限制丝杠的轴向窜动.较短的丝杠或垂直安装的丝杠，可以一端固定，一端无支承.水平安装丝杠较长时,可以一端固定,一端游动;对于精密和高精度机床的滚珠丝杠副，为了更好的提高丝杠的拉压刚度，可以两端固定.为了补偿热膨胀和减少丝杠下ft,两端固定丝杠时还能够直接进行预拉伸。正常的情况下,应以固定端作为轴向定位基准,从固定端起计算丝杆杠副的长度误差.此外，应尽可能固定端作为驱动端。考虑到本设计的结构与要求，我们决定采用一端固定一端游动（F-S）的支承形式,如图1.1所示。一端固定一端游动（F~0。固定端采用深沟球轴承2和双向推力球轴承4,可分别承受径向和轴向负载，螺母1、挡圈3、轴肩、支撑座5台肩、端盖7提供轴向限位，垫圈6可调节推力轴承4的轴向预紧力。游动端需径向约束，轴向无约束。采用深沟球轴承8,其内圈由挡圈9限位，外圈不限位，以保证丝杠在受热变形后可在游动端自由伸缩。图1.1一端固定一端游动支承这种支承形势有以下一些特点：需保持螺母与两端支撑同轴，故结构较复杂，工艺较困难。丝杠的轴向刚度较高。压杆稳定性和临界转速较高。丝杠有热膨胀的余地。适用丁较长的卧式安装丝杠。滚珠丝杠副的特点传动效率高效率高达90%~95嗨费的能量仅为滑动丝杠的1/3。运动具有可逆性即可将回转运动变为直线运动，乂可将直线运动变为回转运动,且逆传动效率几乎与正传动效率相同。系统刚度好通过给螺母组件内施加预压来获得较高的系统刚度，可满足各种物理运动要求，无爬行现象，始终保持运动的平■稳性和灵敏性。传动精度高经过淬硬并精磨螺纹滚道后的滚珠丝杠副本身就具有和高的制造精度，乂由丁摩擦小，丝杆副工作时温升和热变形小，容易获得较高的传动精度。常规使用的寿命长滚珠是在淬硬的滚道上作滚动运动，磨损极小，经常使用后仍能保持其精度，因而寿命长，且具有很局的可靠性。其寿命一般比滑动丝杠局5~6倍。不能自锁特别是垂直安装的丝杠，当运动停止后，螺母将在重力作用下下滑，故常需设置制动装置制造工艺复杂滚珠丝杠和螺母等零件加工精度、表面粗糙度要求高，制造成本高。由丁滚珠丝杠副独特的性能而受到极高的评价，因而已成为数字控制机床，精密机械，各种省力机械设备及各种机电一体化产品中必不可少的传动机构。滚珠丝杠副的设计计算有效行程400*250,实际工作时工件及夹具重最大120公斤，最大空运行速度，最大加工速度定位精度,重复定位精度,脉冲当量,寿命40000小时。(1)步距角，，，。先假设p=o表1.1切削力速度时间比正常铢削5002.570%快速点定位0530%(2)丝杠转速快速点定位30%加工70%当量转速加工点定位丝杠负荷当量载荷导轨摩擦力,0精密加工=500N加工时总载荷=507.2N快速点定位==7.2N当量负荷I333-667蚤=^(507.2)3—*70%+(72)5—*30%=38W选择滚珠丝杠副(1)小时，由机电一体化系统模块设计手册表2.8-63,2.8-64,查得:寿命系数，0——转速系数，。综合系数，其中为温度系数，查表1-2得=1;为硬度系数，查表1-3得=1.0;为精度系数，查表1-4得=1.0（丝杠精度为1〜3级）;为负荷性质系数，查表1-5得=1.3;为可靠性系数，查表1-6得=0.53（可靠性为90%。可得：。表1-2温度系数工作时候的温度175表1-3硬度系数硬度（HRC5552.55047.54540动负荷硬度影响系数1.01.111.351.561.922.43.85静负荷硬度影响系数1.01.111.401.672.12.654.5表1-4精度系数精度等级1、2、34、57101.00.90.80.7表1-5负荷性质系数负荷性质无冲击平■稳运转一般运转有冲击和振动运动1~1.21.2~1.51.5~2.5表1-6可靠性系数I可靠度（%）9095969798991.000.620.53.44.330.21(2)根据选择滚珠丝杠副假设选用FC1型号，按滚珠丝杠副的额定动载荷Ca等丁或稍大丁的原整查教材表2-9选以下型号规格：FC1-2505-2.5,Ca=9610N由教材表2-9得丝杠副数据：公称直径导程螺旋角=滚珠直径按教材表2-1中尺寸公式计算：滚道半径#=冬)=0.707*(1.651-^1^)=0.04偏心距--丝杠直径妃4崟.豚E+一651=2L78g稳定性验算1)由丁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,其值应大丁丝杠副传动机构允许安全系数(见表1.2)。表1.7支撑方式有关系数一端固正一端自由(F-O)一端固正一端游动(F-S)两端固定(F-F)3~4「2.5~3.3122/31.8753.9274.730丝杠不会发生失稳的最大载荷称为临界载荷按下式计算:式中，E为丝杠材料的弹性模量，对丁刚，E=206GPa为丝杠工作长度；为丝杠危险截面的轴惯性矩；为长度系数，见表1.2。依题意，取，则l勺；N=32布10°N亨0一4尸安全系数。查表1.2,=2.5~3.3。,丝杠是安全的，不会失稳。2）高速丝杠工作时有几率发生共振，因此就需要验算其不可能会发生共振的最高转速一一临界转速。要求丝杠的最大转速。临界转速可按下式计算式中，为临界转速系数，见表1.2。取，，贝UQQ1_（3W*0021788g脉,.=9910*弓=A/min（堂坦好=834r/min。所以丝杠工作时不会发生共振。3）此外滚珠丝杠副还会受值的限制，通常要求。D版二25*550腕叫tr/min=1357切0,
Mq=JZ=81.06=424.214N.cm摩擦力矩Mf（N.cm）Mf=式中F「导轨的摩擦力（N）i--齿轮降速比--传动链效率，一般可取=0.7〜0.85=6.6N.cmMf=附加力矩M0=式中F一滚轴丝杠预加负荷，这里取FM=5000N.L0一滚珠丝杠导程（cm）--滚珠丝杠未预紧时传动效率，一般取大于0.9，这里取0.95M0===60.8N.cmMq=MA+Mf+M0=424.214+6.6+60.8=491.65Nm=4.92N.m电机的选型查表得，选择电动机120MB100A它的启动转矩9.31N.m。120MB100屉于CB/MBK列交流伺服电机采用了高性能磁性材料和优化的正弦波磁路设计，具有小型化、全密封、高精度、高相应、低噪音、地震动的特点,特别适合于对动态和稳态定性要求高的场合。技术特点A、高性能钏铁硼永磁材料，纯正弦波磁路设计。B、铝合金精美外观，体积紧凑。C、小惯量CB系列和中惯量MB系列。DK动态性能好。E、过载能力强。以上数据《机电一体化系统模块设计手册》第四章滚动轴承的计算支撑方案的确定考虑滚珠丝杠在轴向的伸缩变形，故考虑在支撑方面采用一端固定，一端游动。在考虑后，决定用角接触球轴承完成支承。固定端用一对背靠背接触球轴承，而用单个角接触球轴承支于游动端。在选择了滚珠丝杠的型号后，由于我们采用的是现存的丝杠。所以尺寸都已经确定，初选固定端7307B/DB背对背型号内径d=35mm,D=80mm,B=42mm0游动端采用7307B型号B=21mm轴承座连接孔14442、M12-4轴承型号选型及校核轴向力Fa=383.3N径向力Fr=10000/2=5000N因为Fa/Fr=5000/383.3〉1.14(查机械设计第七版表13-5)则X=0.35,Y=0.57。fp取1.5(中等冲击或中等惯性力..查表13-6同上)动载荷P=fp(XFr+YFa)=1.5X(0.35X5000+0.57X883.3)=3380.25N预计寿命Lh=5000h，转速n=1000r/min-1.5=666.7计算基本额定动载荷砂悴=3380_25吊寸.=19768.15NC=J滚动轴承受理分析图因为C=19768.15
总结本次课程设计是以毕业设计之前的准备，是为越来越好的完成毕业设计打好一个坚实的基础，是我们对数控冲车床有了进一步的认识，对我们以后的学习工作有很好的帮助。历程2周的课题设计，在老师和自己一起努力下，完成了预期的工作。在这样的一个过程中遇到很多困难，但是通过查阅资料，最终解决了问题，提高了我们处理问题的能力。在查阅相关的数控机床资料，类比同类机床的进给系统结构，以及机床厂提供的相关零部件资料的基础上，用AutoCAD进行总装图的优化设计和绘制。零件的绘制。通过要求完成了毕业论文书写内容。对机床设计过程有了深刻的了解和认识。通过此次毕业设计，使我们的综合运用能力逐步加强，把大学四年来所学的专业理论知识与实践很好的结合起来，从方案确定到选型、校核、画图等一系列都在很大程度上开发了我们的设计思维和应用能力。当然这次课程设计中我们也认识到自身的不足之处。虽然在设计中能够认真独立地思考、分析问题。但知识面不够广泛以及实际经验欠缺等诸多因素，造成设计中很多疏漏的地方以及大多方案都停留在已有基础上，创新很少。而且在优化设计方面做得很少，可以说整个设计很粗糙，当然我会在以后的工作学习生产不间断地积累经验，争取做得更好，敬请原谅本次设计中的不足之处参考文献廖念钊主编.互换性与技术测量（第四版），中国计量出版社，20002.7齐占庆.燕山大学.机床电气控制技术（第三版），机械工业出活华大学.华中工学院.郑州工学院.铸造设备，机械工业出版社大连理工大学工程画教研室.机械制图，高等教育出版社龚桂义.机械设计课程设计指导书，高等教育出版社濮良贵.纪名冈L机械设计（第六版），西北工业大学，高等教育出版社，1996徐颖.机械设计手册（第2版）（第三卷），机械工业出版社徐颖.机械设计手册（第2版）（第四卷），机械工业出版社大连组合机床研究所.组合机床设计（第三册，电气部分），机械工业出版社CADO己图K只fjaw二『『茵兰PRO\E装配图本文档为【滚珠丝杠副设计说明书】，请使用软件OFFICE或WPS软件打开。作品中的文字与图均可以修改和编辑， 图片更改请在作品中右键图片并更换，文字修改请直接点击文字进行修改，也可以新增和删除文档中的内容。
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