滚珠丝杠副的设计计算

已知条件：

工作载荷F（N）或平均工作载荷Fm（N）;丝杠副的使用寿命Lh

（h）；丝杠的工作长度（或螺母的有效长度）l(m);丝杠的转速n（平均转速nm或最大转速nmax）(r/min);滚道硬度HRC及运转情况。3、查滚珠丝杠副系列中的额定动载荷，使，初选几个规格（或型号），列出其主要参数（3）滚珠丝杠副的选择步骤（校核计算）对于低速传动（n10r/min）传动，只按额定静载荷计算即可。

设计步骤：1、求出计算载荷Fc:Fc=KFKHKA

Fm

2、根据寿命计算出额定动载荷4、验算传动效率、刚度、稳定性等1a—载荷系数，按表1选取；载荷性质无冲击平稳运转一般运转有冲击和振动运转1~1.21.2~1.51.5~2.5滚道实际硬度HRC≥58555045401.01.111.562.43.85精度系数1、23、45101.01.11.251.43表1表2表3—硬度系数，按表2选取；

—精度系数，按表3选取；2a

例1试设计一数控铣床工作台进给用滚珠丝杠副。已知平均工作载荷Fm＝3800N，丝杠工作长度l＝1.2m，平均转速nm＝100r/min，最大转速nmax＝10000r/min，使用寿命Lh

＝15000h左右，丝杠材料为CrWMn钢，滚道硬度为58~62HRC，传动精度要求解：(1)求计算载荷Fc

3a(2)根据寿命条件计算额定动载荷规格型号公称导程p丝杠外径d钢球直径d0丝杠内径d1循环圈数动负荷Ca(KN)FFZD3210-3321032.57.14427.3-25.7FFZD5006-550648.93.96945.76-26.4(3)按照满足Ca≥C'a的原则选择丝杠副尺寸，查表得如下规格：4a考虑各种因素，选FFZD5006-5，其中：公称直径：D0=50mm导程：p=6mm螺旋角：λ=arctan(6/(50π))=2°11′滚珠直径：d0=3.969mm丝杠内径：d1=45.76mm规格型号公称导程p丝杠外径d钢球直径d0丝杠内径d1循环圈数动负荷Ca(KN)FFZD3210-3321032.57.14427.3-25.7FFZD5006-550648.93.96945.76-26.45a(4)稳定性验算丝杠不会发生失稳的最大载荷称为临界载荷①由于一端轴向固定的长丝杠在工作时可能发生失稳,所以在设计时应验算其安全系数S,其值应大于[S]。式中：E—丝杠的弹性模量，对钢—长度系数，双推-简支时，—丝杠危险截面的轴惯性矩6a丝杠是安全的，不会失稳。支承方式有关系数双推—自由F—O双推—简支F—S双推—双推F—F3~42.5~3.3—22/3—1.8753.9274.7307a

②临界转速验证

高速运转时，需验算其是否会发生共振的最高转速，要求丝杠最高转速。临界转速可按公式计算：8a

滚珠丝杠在工作负载F（N）和转矩T（N.m）共同作用下引起每个导程的变形量（m）为（5）刚度验算

式中：A—丝杠的截面积，(m2)；

—丝杠的极惯性矩，(m4)；G—丝杠切变模量，对于钢G=83.3GPa；T—转矩（N.m）9a按最不利的情况，即取F=Fm，则

丝杠在工作长度上的弹性变形所引起的导程误差为通常要求丝杠的导程误差应小于其传动精度的1/2，即

刚度满足要求10a滚珠丝杠副的传动