丝杠选用设计

5滚珠丝杠螺母副的选型和计算主切削力及其切削分力计算计算主切削力根据已知条件，采用端面铣刀在主轴计算转速下进行强力切削(铣刀直径D=125mm)，主轴具有最大扭矩，并能传递主电动机的全部功率，此时铣刀的切削速度为：(已知机床主电动机的额定功率Pm=7.5kw，主轴计算转速n=118r/min。)根据公式得刀具的切削速度为：nDnv=-603.14xl25xlO-3xll860m/s=0.772m/s取机床的机械效率为：nm=0.8，则由式得主切削力:F=nmPEX103=0.8x7-5X103N=7769N

zv0.772计算各切削分力工作台的纵向切削力、横向切削力和垂向切削力分别为F=1.4F/2.3=1.4X7769/2.3=4729NgzF=0.6F/2.3=0.6X7769/2.3=2027NCzF=F/2.3=1X2955.67/2.3=3378NVz导轨摩擦力的计算在切削状态下坐标轴导轨摩擦力佇的计算可以查课程设计指导书：根据式(2-8a)计算在切削状态下的导轨摩擦力F。此时导轨动摩擦系数卩=0.15，查表2-3得镶条紧固力fg=1500N，则F=p(W+f+F+F)=0.15x(9000+1500+2027+3378)=2869.5NTOC\o"1-5"\h\zMxgvc按式(2-9a)计算在不切削状态下的导轨摩擦力Fm0和F0F=M(W+f)=0.15X(9000+1500)=2059NM0gF=M(W+f)=0.12X(9000+1500)=1647N00g计算滚珠丝杠螺母副的轴向负载力

F=F+F=（472+9286.59）N=637N5amaxgp,按式（2-11a）计算最小轴向负载力FminF=F=2059Naminp0滚珠丝杠的动载荷计算与直径估算确定滚珠丝杠的导程根据已知条件取电动机的最高转速nmax=1410r/min得:L=max=L=max=mm=6mm0xin0.274xl410maxLv1540mm=40yin0.279x1410maxL0zv770mm=6mm==maxin0.09x1410max计算滚珠丝杠螺母副的平均转速和平均载荷各种切削方式下滚珠丝杠的轴向载荷。强力切削时的轴向载荷定为最大轴向载荷，快速移动和铣床定位时的轴向载荷定为最小轴向载荷。一般切削（粗加工）和精细切削（精加工）时，滚珠丝杠螺母副的轴向载荷分别可按下式计算：F=F+20%F,ZaminamaxF=F+5%F3aminamin并将计算结果填入下表：表13X方向滚珠丝杠的计算切削方式轴向载荷/N进给速度/（m/min）时间比例/（%）备注强力切削6376V]=0.39310F=F1amax一般切削（粗加工）2260.11v=0.472230F=F+20%F2aminamax精细切削（精加工）1746.28V=0.59350F=F+5%F3aminamax快移和镗钻加工1575v4=v=234max—厶D10F=F4amax5・5・2计算滚珠丝杠螺母副在各种切削方式下的转速n。v0.26v0.26n=—^=L6xlO-30v0.31n=^2=L6xlO-30vO.39n=^=L6xlO-3OvO.772n=^4=L6xlO-3Or/min=43r/minr/min=52r/minr/min=65r/minr/min=129r/min5・5・3按式（2-17）计算滚珠丝杠螺母副的平均转速qqqn=—i-n+―n+—+—nmlOOllOO2lOOmlO3O5OlO=(x43+x52+x65+x129)r/min=65.3r/min1001001001005.5.4按式（2-18）计算滚珠丝杠螺母副的平均载荷FmnqnnqF=3F3—11+F3++F3—nn-m31n1002nnn100mmm421^523065501^910A7=3'3425.573xx+2260.113xx+1746.283xx+15753xxN3，65.310065.310065.310065.3100=1258.78N4.6确定滚珠丝杠预期的额定动载荷Cam按预定工作时间估算查表2-28得载荷性质系数fw=1.3。已知初步选择的滚珠丝杠的精度等级为2级，查表2-29得精度系数fa=1，查表2-30得可靠性系数fc=0.44，则由式（2-19）得FfC=V60nLh—ammh]00ffac=360x63.5x20000x——:__=15914.85N

100x1x0.44计算最大轴向载荷因对滚珠丝杠螺母副将实施预紧，所以可按式（2-21）估算最大轴向载荷。查表2-31得预加载荷系数fe=4.5，则C=fF=4.5>6425.57.N=15415.07Nameamax5.6.3确定滚珠丝杠预期的额定动载荷Cam。取以上两种结果的最大值，Cam=15914.85N。5.7按精度要求确定允许的滚珠丝杠的最小螺纹底径5.7.1根据定位精度和重复定位精度的要求估算允许的滚珠丝杠的最大轴向变形。已知工作台的定位精度为30urn，重复定位精度为15urn,根据式(2-23)、式(2-24)以及定位精度和重复定位精度的要求，得A=(-~―)>45=5~10unmax132A=(—~—)430=5~10unmax254取上述计算结果的较小值，即A=5um。max5・7・2估算允许的滚珠丝杠的最小螺纹底径d2m。本机床工作台(X轴)滚珠丝杠螺母副的安装方式拟采用两端固定方式。滚珠丝杠螺母副的两个固定支承之间的距离为・=行程+安全行程+2X余程+螺母长度+支承长度a(1.2~1.4)行程+(25~30)L0取L=1.4x行程+30L。^(1.4x700+30x6)mm=1160mm又F°=1647N，由式(2-26)得FL16474160dX).0390=0.039xmm=28.73mm2m651max5.8初步确定滚珠丝杠螺母副的规格型号根据计算所得的L0、Cam、d2m，初步选择FFZD型