【正文】 ??6 取 D 級(jí)精度 ??7 ，取 ?AK ??8 絲杠的最大工作載荷 mF : 導(dǎo)向桿所受摩擦力即絲杠最大工作載荷 : Ｆ max=? F= ? =120N （ ） 則： NF C 2 1 1 21 2 ????? （ 3）計(jì)算額定動(dòng)載荷 39。aC 的值： 3 439。39。 ?? hmCa LnFC （ ） hLrn Hm 15 00 0,m in96 0 ?? 所以 NC a 150009602112 3 439。 ???? （ 4）根據(jù)選擇滾珠絲杠副： 按滾珠絲杠副的額定動(dòng)載荷 aC39。 等于或稍大于 aC39。 的原則，選用漢江機(jī)床 廠 FC1 型滾珠 絲杠 ??9 ： 表 21漢江機(jī)床廠 FC1 型滾珠絲杠 河北工程大學(xué) 課程設(shè)計(jì) 6 絲 杠 代 號(hào) 絲杠尺寸 /mm 螺 旋 角 滾珠直徑 米制/mm 螺母安裝尺寸 /mm 額定載荷 中徑 大徑 導(dǎo)程 動(dòng)載 靜載 2d d p ? D 1D 2D B E M L Q 1? 2? h NCa/ NCoa/ 40063 40 8 39。112? 50 118 75 15 6 4 48 M6 9 15 9 21379 69825 FC150063， NCa 21379? NCa 22556? 考慮各種因素選用 FC150063。由表 29得絲杠副數(shù)據(jù)： 公稱(chēng)直徑 mmD 500 ? 導(dǎo)程 p=8mm 螺旋角 39。112??? 滾珠直徑 mmd ? 按表 21中尺寸計(jì)算： 滾道半徑 mmmmdR 0 6 6 0 ???? （ ） 偏心距 mmmmdRe 20 ????????? ????????? ?? （ ） 絲杠內(nèi)徑 mmmmReDd )(22 201 ?????????? ? （ ） （ 5）穩(wěn)定性驗(yàn)算 由于一端軸向固定的長(zhǎng)絲杠在工作時(shí)可能發(fā)生失穩(wěn)，所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)驗(yàn)算其安全系數(shù) S，其值應(yīng)大于絲杠副傳動(dòng)結(jié)構(gòu)允許安全系數(shù) [S]（見(jiàn)表 210）。絲杠不會(huì)發(fā)生失穩(wěn)的 最大載荷 ,稱(chēng)為臨界載荷 crF （ N）按下式計(jì)算： 22)( lEIF acr ??? ??10 （ ） 式中 E為絲杠材料的彈性模量，對(duì)于鋼， E=206Mpa。 l 為絲杠工作長(zhǎng)度（ m） L=450mm； ?? 為絲杠危險(xiǎn)截面的慣性矩 ? ?4m ； u 為長(zhǎng)度系數(shù)，見(jiàn)表 210。 依題意： 河北工程大學(xué) 課程設(shè)計(jì) 7 ? ? 47441 mmd ??????? ?? （ ） 取 32?u ， 則 ? ? NFcr62792 ???????? ?????? ? （ ） 安全系數(shù) 6 ???mcrFFS 。查表 210， [S]=3～ 4， S[S]，絲杠是安全的， 不會(huì)失穩(wěn)。 （ 6）剛度驗(yàn)算 :滾珠絲杠在工作負(fù)載 F（ N）和轉(zhuǎn)矩 T（ N m）共同作用下引起每個(gè)導(dǎo)程 的變形量 : cGJTpEApFL ?2 20 ???? ??11 （ ） 其中 A—— 絲杠截面 積 ? ?224 mdA ?? CJ —— 絲杠極慣性矩 ? ?4432 mdJC ?? G—— 絲杠的切變模量，對(duì)于鋼 MPaG ? T—— 轉(zhuǎn)矩 ? ??? ?? tgDFT m 20 式中：ρ為摩擦角，其正切函數(shù)值為摩擦系數(shù)， mF 為工作載荷，取摩擦系數(shù) ??tg ，則ρ =8′ 40″ 則 T= ? ? mNtg ?????? ? 40811210250430 39。39。03 （ ） 按最不利情況?。ㄆ渲?F= mF ） ? ? ? ? ? ? 492232932122210 4301084164?????????????????GdTPEdPFL?? mN ??? ? （ ） 河北工程大學(xué) 課程設(shè)計(jì) 8 則 : 絲杠在工作長(zhǎng)度上的彈性變形引起的導(dǎo)程誤差為： umPLLL 3 20 ?? ??????? ? ? （ ） 通常要求絲杠的導(dǎo)程誤差 L? 應(yīng)小于其傳動(dòng)精度（ ??? ）的 1/2，即 ummmmmL ?????? ? （ ） 該絲杠的 L? 滿(mǎn)足上式，所以其剛度可滿(mǎn)足要求。 （ 7）效率驗(yàn)算： 滾珠絲杠副的傳動(dòng)效率 ? ??12 為 ? ? ? ? )112( 39。39。0 39。0 ????? tg tgtg tg ?? ?? （ ） ? 要求在 90%～ 95%之間，所以該絲杠副合格。 經(jīng)上述計(jì)算： FC150063 各項(xiàng)性能均符合題目要求，可選用。 滾珠絲杠螺距的選擇： P=8mm 滾珠絲杠的有效長(zhǎng)度： 根據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)確定，要保證有 300mm 的伸縮長(zhǎng)度，先對(duì)絲杠螺母進(jìn)行選擇。絲杠螺母選用外循環(huán)螺旋槽式：滾 珠螺母可得到其結(jié)構(gòu)尺寸總長(zhǎng)為 L=61mm。根據(jù)其傳動(dòng)的特點(diǎn)，要保證螺母不脫離滾珠絲杠，又要有 300mm 移動(dòng)距離，則絲杠的有效傳動(dòng)長(zhǎng)度為 L=430mm。 滾珠絲杠的安裝結(jié)構(gòu)： 采用雙推簡(jiǎn)支式安裝，一端安裝支推軸承與深溝球軸承的組合，另一端安裝深溝球軸承，其軸向剛度較低，雙推端可預(yù)拉伸安裝，預(yù)緊力小，軸承壽命較高，適用于中速傳動(dòng)精度較高的長(zhǎng)絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)。 由此可知：絲杠轉(zhuǎn)速： Pn=L/2 所以 m rsrsrPLn ???? （ ） 絲杠安裝軸承的選擇 河北工程大學(xué) 課程設(shè)計(jì) 9 由于滾珠絲杠副的支承形式采用的是一端固定一端游動(dòng)（ FS），而又避免絲杠受壓，所以絲杠的固定端（承重端）為左端，右端為游動(dòng)端。 因此為了滿(mǎn)足使用要求，左端的軸承選取雙向推力球軸承與深溝球軸承的組合形式。推力軸承的特點(diǎn)是只能承受單向軸向載荷。為了限制左端的徑向位移，同時(shí)又要限制向右的軸向位移，故選用角接觸球軸承。此類(lèi)軸承的特點(diǎn)是能同時(shí)承受徑向軸向聯(lián)合載荷。 1)雙向推力球軸承的選擇 2)初步選定為 51000 型 代號(hào)為 51306 d =30mm D =60mm T =21mm KNCa ? 3)校核基本額定載荷 通過(guò)所要求軸承壽命（等于絲杠的壽命）算基本額定載荷 在實(shí)際工程計(jì)算中，軸承壽命常用小時(shí)表示 ???????? PCnLh 60108 ??13 （ ） ? 3 838 10 1000150001420601060 ????? ? ?PnLC h=2338N （ ） 其中， C—— 基本額定動(dòng)載荷（ N ） P—— 當(dāng)量動(dòng)載荷（ N ） ? —— 壽命指數(shù) 球軸承 3?? n—— 軸承的轉(zhuǎn)速（ r/min） 在使用壽命為 15000 小時(shí)的要求下，雙向推力球軸承應(yīng)承受的基本額定動(dòng)載荷為 2338N 。 初步選用的軸承的額定載荷 aC =27KN ，即 aC ＞ C 所以滿(mǎn)足使用要求。 此類(lèi)單向推力球軸承的數(shù)據(jù)如下表 ??14 : 表 22 球軸承 基本尺寸 安裝尺寸 基本額定載荷 極限轉(zhuǎn)速 重量 軸承代號(hào) d D T ad aD axr min max max aC oaC 脂油 W ≈ 51000型 mm mm KN r/min kg —— 30 60 20 57 53 3200 4500 51306 河北工程大學(xué) 課程設(shè)計(jì) 10 4)深溝球軸承的選擇 選用的軸承型號(hào)為 6007c（ ?15?? ） , 具體數(shù)據(jù)見(jiàn)下表 ??15 : 表 23深溝球軸承 基本尺寸 安