【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 螺母螺紋外徑 D 0 2 2 2D d e R= + = 螺母內(nèi)徑（外循環(huán)） 1D 10 ( 0. 2 ~ 0. 25 ) 25 .5qD d d= + = 螺母長(zhǎng)度 Ln 33 （ 2）傳動(dòng)效率計(jì)算 ()tgtg gh gj= + （ ） 式中： ? —摩擦角； ? —絲桿螺紋升角。 0 .9 6()tgtg gh gj==+ （ 3）剛度驗(yàn)算 ， 滾珠絲桿受工作負(fù)載 P 引起的導(dǎo)程 pL 的變化量 1 pPLL EFD = ? （ ） Y向所受牽引力大，故應(yīng)用 Y向參數(shù)計(jì)算 400?P （ N） = （ cm） 10E =? ( 2cmN ) (材料為 45 鋼 ) 221 .6 5 13 .1 4 ( ) 2 .2 1 32FRp= = = （ 2cm ） 所以 66200 94 1020. 6 10 13 ??? ? ? ? ? ???L （ cm） 絲桿因受扭矩而引起的導(dǎo)程變化量 2LD 很小，可以忽略。所以導(dǎo)程誤差 61 0 0 1 0 01 2 . 1 9 4 1 0 4 . 9 70 0 . 5?? ? ? ? ? ? ?L L )/( mm? 查表知 C 級(jí)精度的絲桿允許誤差 6 m? ，故剛度足夠。 （ 4）穩(wěn)定性驗(yàn)算 ， 由部件自重產(chǎn)生的使絲桿回轉(zhuǎn)的扭矩 fM 為 39。2f GSM hp= 39。 2 0 0 0 . 5 0 . 9 6 1 5 . 2 8 72 2 3 . 1 4?? ? ? ??f GSM ?? 式中 G——移動(dòng)部件自重 S——導(dǎo)程（ cm） 39。h ——逆?zhèn)鲃?dòng)效率，由于滾珠絲桿副的正傳動(dòng)效率和逆?zhèn)鲃?dòng)效率近似相等，因此，一般用正傳動(dòng)效率 h 代替 39。h 。 39。 2 0 0 0 . 5 0 . 9 6 1 5 . 2 8 72 2 3 . 1 4?? ? ? ??f GSM ?? 110BF004 反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)絲桿螺母副時(shí)不會(huì)發(fā)生逆向傳動(dòng) （ 5）軸承的選擇 ， 初選 6002，工作時(shí)為輕度沖擊，正常工作溫度，預(yù)期壽命為 5000h，絲桿在工作的過(guò)程中受軸向載荷作用，且最大軸向載荷為 Fa=200N.查手冊(cè)可知道 2020 的基本額定負(fù)載 Cr=,基本額定負(fù)載荷 Cor=。 為了能安裝方便本次設(shè)計(jì)中 6002 軸承可以用帶座軸承代替，選用軸承的型號(hào)為 UCFU203 軸承。 Fa/Cor=e= 查表可知道 e= 當(dāng)量負(fù)載的計(jì)算 P=200N 可算得軸承壽命 [6] 16667 ??? ????thpfCL n f P ? （ ） 溫度系數(shù)tf=1，載荷系數(shù)pf=1， UCFU203軸承座 ，壽命指數(shù)為 e =3 得 31 6 6 6 7 1 2 5 0 0 1 6 2 7 6 3 5 0 0 02 0 0 2 0 0???? ? ?????hL（ h） 所以該軸承適合。 X 軸和 Y 軸 橫向絲桿的設(shè)計(jì) （ 1） 滾珠絲桿螺母副 型號(hào)的選擇： 橫向絲桿的最大軸向載荷為 570N，支承間最大距離為 250mm，支承方式如圖 ，要求定位精度為 滾珠絲桿的負(fù)荷為運(yùn)動(dòng)部件的重量所引起的進(jìn)給抗力。應(yīng)按額定靜載荷選用。 39。0 maxdHC f f P179。 （ ） df 載荷性質(zhì)系數(shù)為 1 39。Hf —?jiǎng)虞d荷硬度影響系數(shù)， 39。Hf =1 maxP —最大軸向載荷 額定靜載荷為 C0179。 570N 查表得使用壽命時(shí)間 T=15000h，初選絲桿螺距 t=5mm，得絲桿轉(zhuǎn)速 1 0 0 0 m a x 1 0 0 0 1 2020Vn t 180。= = = n/min 由于絲桿螺距為 5，可選 W 系列完循環(huán)絲桿副尺寸系列 圈一列滾珠絲桿螺母副的幾何參數(shù)計(jì)算，見(jiàn)表 ： 表 滾珠絲桿螺母副幾何參數(shù) 名 稱(chēng) 符 號(hào) 計(jì)算公式和結(jié)果（ mm） 螺紋滾道 公稱(chēng)直徑 0d 16 螺 距 t 5 接觸角 ? ?45 鋼球直徑 qd 螺紋滾道法面半徑 R 1qRd== 偏心距 e ( 2 ) sin 0 .0 4 4 9qe R d b= = 螺紋升角 ? 0 4 .3 7tarctg dg p== 螺桿 螺桿外徑 d 0 ( 0 .2 ~ 0 .2 5 ) 1 9 .4qd d d= = 螺桿內(nèi)徑 ld 0 2 2 88fd d e R= + = 螺桿接觸直徑 zd 0 c os 22 .5 9zqd d d b= = 螺母 螺母螺紋外徑 D 0 2 2 2D d e R= + = 螺母內(nèi)徑（外循環(huán)） 1D 10 ( 0. 2 ~ 0. 25 ) 20 .6qD d d= + = 螺母長(zhǎng)度 Ln 33 （ 2）傳動(dòng)效率計(jì)算 ()tgtg gh gj= + （ ） 式中： ? —摩擦角； ? —絲桿螺紋升角。 0 .9 6()tgtg gh gj==+ （ 3）剛度驗(yàn)算 ： 滾珠絲桿受工作負(fù)載 P 引起的導(dǎo)程 pL 的變化量 1 pPLL EFD = ? （ ） 470P= （ N） = （ cm） 10E =? ( 2cmN ) (材料為 45 鋼 ) 221 .6 5 13 .1 4 ( ) 2 .1 3 92FRp= = = （ 2cm ） 所以 61 64 7 0 0 .5 3 .6 2 4 1 02 0 .6 1 0 2 .1 3 9L ??? ? ? ? ? ??? （ cm） 絲桿因受扭矩而引起的導(dǎo)程變化量 2LD 很小，可以忽略。所以導(dǎo)程誤差 601 0 0 1 0 03 . 6 2 4 1 0 7 . 1 20 . 5L L ?? ? ? ? ? ? ? )/( mm? 查表知 C 級(jí)精度的絲桿允許誤差 10 m? ，故剛度足夠。 （ 4）軸承的選擇 ： 初選 6002，工作時(shí)為輕度沖擊，正常工作溫度，預(yù)期壽 命為 5000h，絲桿在工作的過(guò)程中受軸向載荷作用，且最大軸向載荷為 Fa=570N.查手冊(cè)可知道 2020 的基本額定負(fù)載 Cr=,基本額定負(fù)載荷 Cor= Fa/Cor=e= 查表可知道 e= 當(dāng)量負(fù)載的計(jì)算 P=570N 可算得軸承壽命 16667 thpfCLn f P?????? ?????? （ ） 溫度系數(shù)tf=1，載荷系數(shù) pf =1， 6002 為深溝球軸承，壽命指數(shù)為 e =3 得 31 6 6 6 7 1 2 5 0 0 70442 0 0 5 7 0hL ? ? ?????????大于 5000（ h） 所以該軸承適合。 滾珠絲桿螺母的支承方式的選擇 滾珠絲杠的支承主要有以下四種，由于支承方式不同，使容許軸向載荷及容許回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速也有所不同 。 （ 1） 固定 固定，適用于高轉(zhuǎn)速、高精度 ； （ 2） 固定 支承 適用于中等轉(zhuǎn)速、高精度 ； （ 3） 支承 支承適用于中等轉(zhuǎn)速，中精度 ； （ 4） 固定 自由 適用于低轉(zhuǎn)速，中精度，短軸向絲杠。 本 次設(shè)計(jì)中絲桿螺母的固定方式如下 所示 滾珠絲桿螺母的潤(rùn)滑和防塵 隔離 油潤(rùn)滑 一般情況下，用于滾動(dòng)軸承的礦物油都適用。特別是在高轉(zhuǎn)速情況下，以油潤(rùn)滑比脂潤(rùn)滑 佳，這時(shí)滾珠絲杠副的溫升較小。油潤(rùn)滑的補(bǔ)充潤(rùn)滑量和間隔，按下表，按表中的油量，至少可以達(dá)到 8 小時(shí)的補(bǔ)充潤(rùn)滑時(shí)間。 脂潤(rùn)滑 采用脂潤(rùn)滑的優(yōu)點(diǎn)可以使?jié)L珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)在一段很長(zhǎng)時(shí)間后才需進(jìn)行補(bǔ)充。也就是說(shuō)，在多數(shù)情況下，可以省去一套補(bǔ)充潤(rùn)滑的裝置。補(bǔ)充潤(rùn)滑脂的限量為大約填入螺母內(nèi)空間容積的一半?？梢允褂盟懈呒?jí)滾動(dòng)軸承潤(rùn)滑脂，但要注意潤(rùn)滑脂廠家的說(shuō)明和提示。潤(rùn)滑脂的補(bǔ)充通常在半年或一年進(jìn)行更換，更換前應(yīng)清除舊潤(rùn)滑脂后才能更換新的潤(rùn)滑脂 防塵 與隔離 滾珠螺杠與滾動(dòng)軸承一樣，如果污物及異物（切屑碎屑）進(jìn)入就會(huì) 很快使它磨耗，成為損壞的原因。困此，必須采用防護(hù)裝置（折疊式或伸縮式 絲杠防塵罩 ）將絲杠軸完全防護(hù)起來(lái)。另外雖沒(méi)有別的異物，但有浮塵時(shí)要在螺母兩端采用刮屑式防塵圈。 滾珠絲杠副設(shè)計(jì)使用中應(yīng)注意的問(wèn)題： (1) 為提高滾珠絲杠副的使用壽命和精度，應(yīng)使作用在螺母上的合力通過(guò)絲杠軸心，以保證滾珠受力均勻，避免傾覆力。 (2) 防 逆轉(zhuǎn)：滾珠絲杠副傳動(dòng)逆效率高，應(yīng)考慮在電機(jī)停電后，因部件自重而產(chǎn)生螺旋副的逆?zhèn)鲃?dòng) (特別是在垂直方向上傳動(dòng)時(shí) )，防止逆?zhèn)鲃?dòng)的方法可采用：停電自鎖的電機(jī)、蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)、離合器等方式。 (3) 滾 珠絲杠副在行程兩端應(yīng)有行程保護(hù)裝置，以防止越程后滾珠絲杠副受撞擊而影響精度、使用壽命甚至損壞。 (4) 防止熱變形：熱變形對(duì)精密螺旋傳動(dòng)的定位精度有著重要的影響。其熱源不單是螺旋副的摩擦熱，還有其他機(jī)械部件工作時(shí)產(chǎn)生的熱，致使絲杠熱膨脹而伸長(zhǎng)。為此必須分析熱源的各因素，采用措施控制熱源，還可以采用預(yù)拉伸、強(qiáng)制冷卻等減少熱變形對(duì)絲杠的伸長(zhǎng)的影響。 (5) 細(xì)長(zhǎng)而又水平放置的絲杠，因自重使軸線產(chǎn)生彎曲變形，是影響導(dǎo)程累積誤差的因素之一，還會(huì)使螺母受載不均。設(shè)計(jì)細(xì)長(zhǎng)絲杠時(shí)，應(yīng)考慮防止或減小自重彎曲變形的措施。 (6) 防護(hù)與密封 ， 塵埃和雜質(zhì)進(jìn)入滾道會(huì)妨礙滾動(dòng)體運(yùn)動(dòng)流暢，會(huì)加速滾動(dòng)體與滾道的磨損，使?jié)L動(dòng)螺旋副喪失精度。為此需要防塵措施。滾珠絲杠副在螺母兩端已安裝防塵圈，為避免絲杠外露，還需要為絲杠選擇防護(hù)裝置。 (7) 合理潤(rùn)滑是減小驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩、提高傳動(dòng)效率、延長(zhǎng)螺旋副使用壽命的重要環(huán)節(jié) ， 接觸表面的油膜還有吸振、減小傳動(dòng)噪聲和沖洗絲杠上的粉塵等雜物的作用。因此要注入潤(rùn)滑脂。在螺母上還有油孔，用戶可旋入油嘴，再采用其他合適的潤(rùn)滑方式。 (8) 正確選擇預(yù)緊力 ， 滾珠絲杠副出廠時(shí)已經(jīng)按要求調(diào)節(jié)好所需要的預(yù)緊力，嚴(yán)禁自行拆卸滾珠絲杠副的各個(gè)部件，以免影響其精度。嚴(yán)禁敲擊和拆卸導(dǎo)珠管，以免造成滾珠堵塞，運(yùn)轉(zhuǎn)不流暢。 (9) 建議采用適應(yīng)于數(shù)控機(jī)床的大接觸軸承以提高傳動(dòng)剛度。 (10) 用內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠副，必須使絲杠螺紋兩端中至少有一端的滾珠螺紋是通牙，并該端所有外圓尺寸均小于絲杠螺紋底徑 d2,否則無(wú)法裝配螺母。 (11) 水平位置采用外循環(huán)滾珠絲杠副，最好是插管放置再絲杠軸線上面。 (12) 為便于絲杠加工，絲杠上最大外圓處的直徑最好不要大于絲杠的外徑d1。 導(dǎo)向光桿和直線軸承的設(shè)計(jì) 通過(guò)絲桿螺母連接法蘭，帶動(dòng)整個(gè)成型腔和儲(chǔ)料腔做上下運(yùn)行，為了要保證平穩(wěn)，需要有導(dǎo)向裝置，這里就需要設(shè)計(jì)導(dǎo)向光桿和直線軸承配合整個(gè)絲桿螺母裝置。 POM工程式塑料保持器適用于 20 ~80? ? ?CC工作測(cè)試；鋼保持器適用于為40 ~80? ? ?CC工作溫度；不銹鋼軸承適合于水、蒸氣、硝酸等腐蝕介質(zhì)及真空工作場(chǎng)合，軸承型號(hào)按下述計(jì)算公式確定。 硬度系數(shù) FH：硬度 HRC58以上， FH=；硬度 HRC5258， FH=。 溫度系數(shù) FT：工作溫度小于 100oC， FT=，工作溫度 100oC125oC， FT=。 接觸系數(shù) FC： 每根軸裝一套軸承， FC= 每根軸裝二套軸承， FC= 每根軸裝三套軸承， FC= 每根軸裝四套軸承， FC= 載荷系數(shù) FW： 運(yùn)行速度小于 15米 /分鐘，無(wú)沖擊、無(wú)振動(dòng)， FW=； 運(yùn)行速度小于 60米