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1 滾珠絲杠公稱直徑與公稱導(dǎo)程組合、制造范圍 file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image001.jpg 3 滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)類型、編號(hào)方法 file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image002.jpg 5 滾珠絲杠副的精度
4 B5 i# v% Z* q& Q, |
" L" h e. q9 e- J+ B1 B0 n5.1 精密等級(jí)
* u( B2 Y6 c" q& c2 Q% b
3 z+ C& K+ H0 M, j, g- @根據(jù)使用范圍及要求將滾珠絲杠副分為定位滾珠絲杠幅(P)傳動(dòng)滾珠絲杠副(T)，精度分為七個(gè)等級(jí)，即1、2、3、4、5、6、7、10級(jí)，1級(jí)精度最高，依次降低。 file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image003.jpg 5.2行程偏差和行程變動(dòng)量
' V# o ] R% D i7 w2 M% P5 e7 t9 t
根據(jù)滾珠絲杠副類型按下表檢驗(yàn) file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image004.jpg 5.2.1 有效行程內(nèi)的行程偏差ep與行程變動(dòng)量VUP:
% b" k. S$ S$ o( p7 a
. V- [! l; W3 X/ f! h有效行程是有精度要求的行程長(zhǎng)度LU . Z) e3 w' J8 x
4 m b0 o( F `! o) gLu=Lx+2La+LnLa安全行程La=(1-2)ph Lx機(jī)械最大行程 Ln螺母的長(zhǎng)度ph公稱導(dǎo)程 7 l8 ]$ G9 j/ s, y$ q$ D1 `
- ]2 E: ~$ Q% R3 W0 _
E1-E2按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17857.3-1998，“滾珠絲杠副的驗(yàn)收條件和驗(yàn)收檢驗(yàn)”。見附表1。
( d$ ^4 q; {7 ~3 O% t" ~3 I3 ~! W& @1 _
5.2.2 300mm行程內(nèi)與2π弧度行程內(nèi)行程變動(dòng)量V300P與V2 π p
. O6 Y+ U' o* E7 V4 j, r" h- ^3 l" y0 b( F( q; H
E3-E4按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17857.3-1998，“滾珠絲杠副的驗(yàn)收條件和驗(yàn)收檢驗(yàn)”。見附表1續(xù)。
( C! z6 [7 ~1 p( U+ M& B: g/ G, _3 m5 y
5.2.3 余程Le 8 W/ V2 a8 L8 m+ f
; b% ]8 j0 d, s% P8 s
余程是沒有精度要求的行程長(zhǎng)度。 余程表6 & ]1 ~; t& T- X" f$ d* n% y
file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image005.jpg 6 行程補(bǔ)償值C
1 S$ }: o Q0 `" E8 U, S m5 H
4 J" E3 Q1 i% I2 y2 d6.1 滾珠絲杠的熱變形將導(dǎo)致長(zhǎng)度、定位精度變化，熱變形可由下式給出：
; W' }: m1 S: O& u
+ L0 o! c' B- g2 jδt=α*△t*Lu (公式1) 5 h2 o5 n1 Q4 k) i) Q; `
6 X: w" u/ Z3 X; E$ a* R) f
α-熱膨脹系數(shù)(12.0*10-6)
" e' U9 G7 u5 p( u+ m△t -溫升(一般取2-4℃)
! n1 T% u+ Z! E8 ~5 ?0 t7 T1 KLu-有效行程(Lu=Lx+2La+Ln)或 Lu=L1-2Le
' d" Z2 Z' ]; TL1-螺紋全長(zhǎng) Le-余程 Le見表6
+ R/ t' [3 P' q! j( U7 o+ c1 B
! z& W: h; h, L' o) c L6.2 目標(biāo)行程Phs 7 \7 G' P O- }, Q0 m
$ b. H- k2 Q, u! X7 N Q7 b7 W為了補(bǔ)償由于熱膨脹或彈性變形引起的絲杠長(zhǎng)度變化，將滾珠絲杠的導(dǎo)程制造得稍大于或小于公稱導(dǎo)程，著根據(jù)實(shí)際需要提出得含有方向目標(biāo)要求的導(dǎo)程叫目標(biāo)導(dǎo)程。目標(biāo)導(dǎo)程乘以絲杠上的有效圈數(shù)叫目標(biāo)行程。
$ }9 m" v" h, I) d7 v+ u& _" p. e+ ?. A5 p% V! D
6.3 目標(biāo)偏差 C
' m. @2 y( S2 } l% ~1 p5 z! g; ~% o D7 P9 A: _6 W- Z
目標(biāo)行程和公稱行程之差叫行程偏差C，為了補(bǔ)償熱變形的影響，行程偏差C=δt(δt見公式1)并為負(fù)值。 # K5 ?2 \3 x0 m' p" s7 H7 t
; w$ Y% S/ _ n6 a6 f* _+ e6.4 絲杠的預(yù)拉伸力 + y% H/ @1 H: W; _$ ?. w
' d* g: t& M, _& q$ h( n規(guī)定了行程偏差C的滾珠絲杠副，在采用固定-固定安裝方式時(shí)，還可以采用絲杠預(yù)拉伸的方法來進(jìn)一步補(bǔ)償熱變形，預(yù)拉伸力Ft:
+ u! L6 I, g9 C r/ B V
4 v0 u, O! ~* Q qFt=δt*A*E/ Lu=α*△t*E*(πd22/4)(公式2) " h6 L1 a" Q; M& {
, |! e" Q v3 k- P; u9 h' @7 uE-彈性模量 2.1×105Mpa(即2.1×105N/mm2)
: V1 _' |- _% k$ c- M) |. Td2-絲杠底徑(mm) % C: o1 A# @( a. k
△t-溫升(一般取2-4℃)
}3 m ^) `7 R) N- Q: z6 t% |3 U e. }2 m1 U9 e: X- k* i3 u8 D
7 基本額定載荷及壽命 3 g7 N$ Y% r }8 D; A, X6 @
+ H- Z( G1 {, r/ G* v7.1 軸向基本額定靜載荷Coa 滾珠絲杠副在承受最大接觸應(yīng)力處產(chǎn)生不大于0.0001倍的鋼球直徑的永久變形時(shí)，所能承受的最大軸向載荷。
6 W& n3 a# a% @8 ^2 t+ f* Y* n3 r
* J8 j d8 m* f7.2 軸向基本額定載荷Ca：一組(相當(dāng)數(shù)量)相同參數(shù)的滾珠絲杠副，在相同的條件下，運(yùn)轉(zhuǎn)106轉(zhuǎn)時(shí)，90%的滾珠絲杠副的螺紋滾道的表面或鋼球的表面不發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕所能承受的最大軸向載荷。 ; H, M7 B$ R7 n! q5 s" {
8 c e" i H/ C- rCoa和Ca在樣本中已經(jīng)給出，可以查找選用
: v. d' k0 H+ K& ]# v
2 v, i* {7 R' Q* E7.3 預(yù)期壽命 2 g* `# r7 E& ?" S4 |
G) z. O8 \' FLh – 用預(yù)期運(yùn)行時(shí)間表示(h)
% W+ z( l3 s* y9 @9 c. t- E7 dLs – 用預(yù)期運(yùn)行距離表示(km)
4 a" s2 \2 x0 h4 Q+ x- F; n! r
+ Y, ^+ k5 u' W9 y4 e `3 K Y! x直徑偏大，而不經(jīng)濟(jì)。故通常推薦Lh按表7選擇。 file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image006.jpg 7.4 滾珠絲杠副的當(dāng)量載荷Fm及當(dāng)量轉(zhuǎn)速nm：
5 A/ b8 @3 n5 S6 S; I% K' Q8 p# c& Q7 z# P q
滾珠絲杠副在轉(zhuǎn)速n1 n2……ni條件下，工作時(shí)間分別是t1t2……ti所受載荷分別是F1 F2……Fi。 file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image007.gif(單位：N)(公式3) file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image008.gif(單位：r/min) (公式4) 7.5 額定動(dòng)載荷下限值的Cam計(jì)算：
5 u& n- N" T- V% c! y, W# X3 }0 c& T5 N( g, |% }
滾珠絲杠副在當(dāng)量載荷Fm及當(dāng)量轉(zhuǎn)速nm條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到預(yù)期壽命Lh或Ls時(shí)所能承受的最大軸向載荷Cam，設(shè)計(jì)時(shí)選用滾珠絲杠副的Ca≥Cam 2 w1 p8 O6 o. @' x& p8 r% V
8 i- b. c# f; x9 G7 T: r1 q6 j
7.5.1 按滾珠絲杠副的預(yù)期工作時(shí)間Lh計(jì)算： file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image009.gif(N)(公式5) 7.5.1或按滾珠絲杠副的預(yù)期運(yùn)行距離Ls計(jì)算： file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image010.gif(N)(公式6) fa 為精度系數(shù)，根據(jù)預(yù)定的精度按表8選?。? file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image011.jpg fw 為載荷系數(shù)，按表9選?。? file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image012.jpg 7.6 額定靜載荷下限值Coam計(jì)算：
0 @9 S4 l6 D0 M& ]5 W5 E* L0 X. [2 ^1 S
Coa≥Coam=fsFmax(公式7)
0 s/ x/ @5 A3 A; C; d+ R i
. J5 j; _3 ^' N) O7 X' b' J$ w0 y& }Fs 安全系數(shù)。一般為1.2-2，有沖擊、震動(dòng)的運(yùn)動(dòng)1.5-3 ( y7 P$ l! i. j# c
Fmax是外加在滾珠絲杠副上的最大軸向載荷 . q' j+ m# A2 T6 W
$ a, y& U. G: W- O5 }0 w
8 滾珠絲杠副安裝部位的形位公差 file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image013.jpg 圖2 ' V+ |/ P' d, M% F2 G1 N
E5-E11見國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17857.3-1998，“滾珠絲杠副的驗(yàn)收條件和驗(yàn)收檢驗(yàn)”。見附表2。
; t/ ^ ]4 N+ n& V4 U, n9 e# D/ Z5 i* w K: ^
9 滾珠絲杠副的預(yù)緊與軸向接觸剛性
( l- _% U: _; \: L4 E2 B* E
1 b3 ]# u+ }" G G9 r# p2 ^9.1 預(yù)緊的目的 . r5 e( T. e! ?8 }) d( q
: y( ~9 R3 m1 Y預(yù)緊就是在滾珠絲杠副內(nèi)，預(yù)先施加軸向載荷Fp。
' o4 B; E! @! O6 [9 G5 ~: i+ r9 ^3 J6 c( t% o6 Q, O
圖3是外加軸向載荷Fa和滾珠之間軸向彈性變形δ的關(guān)系曲線，曲線1為無預(yù)緊狀態(tài)，曲線2為有預(yù)緊狀態(tài)，F(xiàn)p是相當(dāng)于預(yù)緊力大小的外加軸向載荷。表10是有或無預(yù)緊的情況下，滾珠絲杠副在承受不同的外加軸向載荷Fa時(shí)，滾道與滾珠之間軸向彈性變形δ。
- q7 ]4 X% M, e9 V. b
5 q9 ?! V1 c3 g: m由表10可見預(yù)緊的目的時(shí)，消除滾珠絲杠副的軸向間隙，提高滾珠絲杠副的軸向接觸剛性K，并且在外加軸向載荷小于3倍預(yù)緊力的情況下，軸向剛性K是常數(shù)(但Fa>3Fp后，予壓消失) file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image014.jpg# Z/ z$ q. i) M7 n0 p
圖3 file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image015.jpg 9.2預(yù)緊的方式 file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image016.jpg 9.3 滾珠絲杠副的軸向接觸剛性K : e$ Z) `! X3 o& B; v
9 s+ V( _3 O1 R3 {6 G% A樣本上給出的剛度值僅考慮滾道與滾珠之間的軸向變形，不考慮螺母本身及絲杠本身的變形。
c( I! H2 Q$ O/ K5 K& a: S+ M4 z
/ T; c) L; W+ ]5 F9.3.1 不預(yù)緊的滾珠絲杠副的軸向接觸剛性Ka }5 r) {7 p! Y7 Z
( N: _+ m8 Y- C9 s" K6 m
由于其軸向剛性是隨外加軸向載荷Fa增大而增大的，所以樣本中規(guī)定不預(yù)緊的 滾珠絲杠副軸向接觸剛性，是外加軸向載荷等于0.3Ca時(shí)的軸向接觸剛性值，當(dāng)實(shí)際施加的外加載荷Fa不等于0.3Ca時(shí)，對(duì)應(yīng)的軸向接觸剛度Ka按下式計(jì)算：
+ d1 }- n/ H8 D) T7 F: Z7 M, _7 z& m# {% [* u$ Y6 e
Ka=K[Fa/0.3Ca]1/3 (N/μm) (公式8)
! x- W" N- p; K% L
0 o* a5 A, A( H5 e" m- ]4 a# EK-樣本上的剛度值(N/μm) D( w# j) |: \/ t; L+ V, `9 d
Ca-樣本上的額定載荷(N) 3 {% @3 s$ {4 I9 |8 x: ?
Fa-實(shí)際工作施加的動(dòng)載荷(N) : {, c" {6 y" i8 M- x+ l# _* Y: S
d: j" r; ?1 G3 ~6 I# W$ S
9.3.2 預(yù)緊滾珠絲杠副的軸向接觸剛性Ka $ P( s5 K8 z) N; p( D5 i
$ `3 G1 V& A. M! N- Z! _; j
Ka隨著預(yù)緊力Fp的增大而增大，在滾珠絲杠副承受最大軸向載荷Fmax≤3Fp 范圍內(nèi)Ka是一個(gè)常數(shù)，但預(yù)緊力Fp太大，會(huì)導(dǎo)致發(fā)熱量增加，壽命減少。所以預(yù)緊力Fp按Fp=Fmax/3選取，并大致符合表12要求，當(dāng)Fmax不知道時(shí)，推薦按表12選用。 file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image017.jpg 樣本中預(yù)緊滾珠絲杠副的軸向接觸剛度K按預(yù)緊力Fp=0.1Ca給出(增大滾珠直徑預(yù)緊按Fp=0.05Ca給出)，當(dāng)預(yù)緊力Fp不是樣本上的數(shù)值時(shí)，Ka也與樣本上的數(shù)值不同。此時(shí)Ka可按下式計(jì)算 % X+ W- B" m2 `7 W* B
2 O( w3 M; g5 u M) b& Z
Ka=K[Fp/εCa]1/3 (公式9)
8 l, ?! q3 [( G1 n: S) d
]; a6 @' ?# H) s. m1 V% Cε=0.1(增大滾珠直徑預(yù)緊時(shí)ε=0.05) - w* t4 ?/ A( v
Fp-滾珠絲杠副的預(yù)緊力(N) e, V% D; q3 C+ q5 P1 f7 `
Ca-樣本上的額定動(dòng)載荷(N) 4 M" X: e! O" B' }, g7 F) C, R- n
+ i5 T/ m1 K. y$ P' X3 k4 q10 滾珠絲杠副的轉(zhuǎn)矩
! d( { L9 C1 W2 w& J5 ?- d; R U- _
10.1 理論動(dòng)態(tài)預(yù)緊轉(zhuǎn)矩Tpo:有預(yù)加載荷的滾珠絲杠副，在沒有外加載荷的情況下，絲杠與螺母相對(duì)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)所需力矩(不包含螺母兩端密封件的摩擦力矩)
8 r. z2 H) F2 }: r) ~( n/ r# u9 ~ U4 w; ?
Tpo=10-3*(Fp*Ph/2π)*[(1-η2)/η] (N*m) (公式10)
7 G" N5 w* E0 v) p, r/ e! i8 B
; C6 m+ o- s9 r+ H7 e2 qFp-軸向預(yù)加載荷(N)
5 b9 U: D2 k' [. G9 E; oPh-導(dǎo)程(mm) 5 x9 W3 ~+ Y; G: ?- `1 ^, t
η-傳動(dòng)效率 5 K; g1 x! s% e9 l1 P! W n
精度：1.2級(jí)取η=0.95，3.4級(jí)取η=0.9，5.7.10級(jí)取η=0.85
3 m" G; e: S& ]" q; j9 h% T1 o
% m* d. ]; h0 q0 c/ k10.2 最大動(dòng)態(tài)預(yù)緊轉(zhuǎn)矩Tpmax:絲杠與螺母相對(duì)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，實(shí)際動(dòng)態(tài)預(yù)緊矩以理論動(dòng)態(tài)預(yù)緊轉(zhuǎn)矩為中心上下波動(dòng)，允許的波動(dòng)范圍ΔTp稱動(dòng)態(tài)預(yù)緊轉(zhuǎn)矩公差，ΔTp見國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17857.3-1998，“滾珠絲杠副的驗(yàn)收條件和驗(yàn)收檢驗(yàn)”。見附表2續(xù)E12。
& [: n/ V; B5 O7 q) [1 r9 `& _( h1 h' z( e2 S3 J/ P
Tpmax=Tpo×(1+ΔTp)(N*m)(公式11)
9 ^' E% `4 N# w1 i, X( {* h. K
* a; T" n# M$ q1 u9 N* W; s, g10.3 正傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩
$ n& m2 P" Z9 ~1 a+ P1 @! \
. V( ?( u' j- _$ ?" X5 o將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)稱正傳動(dòng)。
* R) I) F* S) y g1 C3 @$ X5 A" M0 |7 c: Z$ _( }
Ta=10-3* FaPh/2πη1(N*m)(公式12) $ x" L' o$ Z( X" @9 v. e
% ]2 o3 \- v: q. Z/ {; u7 i9 q
Ta-加在滾珠絲杠副上的驅(qū)動(dòng)力矩 ; n" O" v; Q4 F2 q
η1-正傳動(dòng)效率 5 f. g4 I; T$ e b$ Q" x
Fa-滾珠絲杠副承受的軸向載荷(N)
. [7 _' `; e! d2 }' e& e2 g
4 @$ S: g5 ], A, j& T, Q10.4 逆?zhèn)鲃?dòng)轉(zhuǎn)矩 5 [2 g3 i, d; O l2 n, X
& n# H# ]' A# Z% g" Y2 g' D將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)稱為逆?zhèn)鲃?dòng)。
) g! y1 j1 v# A5 G7 h8 H) e) k2 C, o6 z' ~: z# N/ s* }5 {
Tb=10-3* FaPh*η2/2π(N*m)(公式13)
% o7 x# P' C; J5 G y* ?
" X7 g, `! E1 b# T7 zTb-加在滾珠絲杠副上防逆轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩
* i5 q2 v( R" R* W* @η2-逆?zhèn)鲃?dòng)的效率(0.90-0.85)
' k; W( A7 R8 K# {$ ^! w
& o; a' c" ~7 O$ `* X滾珠絲杠副的安裝方式 4 J* l1 D0 P3 O. d% ?0 \5 N* ~
# [ i6 b( Z0 W L. D安裝方式對(duì)滾珠絲杠副承載能力，剛性及最高轉(zhuǎn)速有很大影響。常見安裝方式有以下四種情況(見圖4)
* D# Y3 M) p, W/ I( y& W0 D1 ^0 V/ T
$ K" _- S5 C6 ~1 ~; l4 N) I(1)固定-自由； , T/ F1 U6 ]1 e
(2)支承-游動(dòng) 4 I) M9 n$ G% ^
(3)固定-固定
& x N; E3 W( {* G
3 J- [ S Y( p5 g) u; |圖中以左端軸承作軸向定位，各符號(hào)的意義見表13 file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image018.jpg file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image019.jpg (2)支承——游動(dòng) file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image020.jpg (3)固定——游動(dòng) file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image021.jpg (4)固定——固定(圖中設(shè)b1≥b2) file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image022.jpg , g ? j; g( d( }+ F" g
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發(fā)表于 2016-11-14 10:29:45
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