滚珠丝杠副.doc

五、滚珠丝杠副的计算与选型
1.最大工作载荷的计算
最大工作载荷是指滚珠丝杠副在驱动工作台时所承受的最大轴向力，也叫进给牵引力。它包括滚珠丝杠副的走刀抗力、移动部件的重力与作用在导轨上的切削分力所产生的摩擦力。图3-20为车削外圆时拖板的受力情况，可以看出，拖板所受载荷与车削力存在以下对应关系：进给方向载荷=，横向载荷=，垂直载荷=。
最大工作载荷的实验计算公式如表3-29所示。
表中，为进给方向载荷，为横向载荷，为垂直载荷，单位均为N；为移动部件总重力，单位为N；为考虑颠覆力矩影响时的试验系数；为导轨的摩擦系数。
3.规格型号的初选
初选滚珠丝杠副的规格时，应使其额定动载荷≥。
当滚珠丝杠副在静态或低速状态下（≤10r/min）长时间承受工作载荷时，还应使其额定静载荷≥(2～3)。
根据额定动载荷和额定静载荷，可从表3-31～表3-33中选择滚珠丝杠副的规格型号和有关参数。要注意公称直径和导程应尽量选用优先组合，同时还要满足控制系统和伺服系统对导程的要求。
4.传动效率的计算
滚珠丝杠副的传动效率一般在0.8～0.9之间，可由下式计算：
＝(3-24)
式中
——丝杠的螺旋升角，由(/)算得；
——摩擦角，一般取10′。
5.刚度的验算
滚珠丝杠副的轴向变形将引起丝杠导程发生变化，从而影响定位精度和运动的平稳性。轴向变形主要包括丝杠的拉伸或压缩变形、丝杠与螺母之间滚道的接触变形等。
（1）丝杠的拉伸或压缩变形量在总变形量中占的比重较大，可按下式计算：

＝±±(3-25)

式中——丝杠的最大工作载荷，单位为N；
——丝杠两端支承间的距离，单位为mm；
——丝杠材料的弹性模量，钢＝2.1x105MPa；
——丝杠按底径确定的截面积，单位为mm2；
——转矩，单位为N·mm；
——丝杠按底径确定的截面惯性矩（），单位为mm4。
其中，“+”号用于拉伸，“-”号用于压缩。由于转矩一般较小，式中第2项在计算时可酌情忽略。