数控机床进给系统传动设计 - 图文

数，无冲击时l～1．2，一般情况下取1．2～1．5有冲击振动时取l．5～2．5：Fm滚珠丝杠工作载荷(N)。选尺寸时，额定动载荷需大于最大动载荷。 三、传动效率的计算

用查表法选型号查出；0为摩擦角；滚珠丝杠副的传动效率较高，一般在0．8～O．9之间。 四、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平稳性。滚珠丝杠副的轴向变形包括：丝杠的拉压变形、丝杠与螺母之间滚道的接触变形、丝杠的扭转变形引起的纵向变形以及螺母座的变形和滚珠丝杠轴承的轴向接触变形 滚珠丝杠的扭转变形较小可以忽略不计，螺母座的只要设计合理，器变形量也可以忽略不计。对于轴承的轴向接触变形，只要滚珠丝杠支承的刚度设计的好，轴向接触变形也可以忽略不计。 1．丝杠的拉压变形量的计算б1

б1=±FmL／EA(mm)

式中：б为在工作载荷Fm作下丝杠总长度上拉伸或压缩变形量(mm);Fm为丝杠的工作载荷(N)：l为滚珠丝杠在支承间的受力长度(mm)；E为材料弹性模量，E=20．6×104Mpa；A为按内径确定的横截面积(mm 2)“+”号用于拉伸；“一”用于压缩。

2．滚珠与螺纹滚道间的接触变形量б2

无预紧时 б2=0．0038((Fm／Z∑) 2／D，) 1/3。(mm) 有预紧时 б2=0．O013Fm／(DwFzyZ2∑) 1/3(mm)

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式中：Dw为滚珠直径(mm)；Z∑：滚珠总数量Z∑=z×圆数×列数；Z为滚珠一圈的滚珠数，z=πdM /dW(外循环)，z=(πdm／Dw)一3(内循环)；dm为滚珠丝杠的公称直径(mm)；Fyj，为预紧力；Fm为滚珠丝杠工作载荷。 3．滚珠丝杠副刚度的验算

丝杠的总变形量б=б1+б2应小于允许的变形量[б]。 五压杆稳定性验算

滚珠丝杠通常属于受轴向力的细长杆，若轴向力过大时，使丝杠失去稳定而产生纵向弯曲即失稳。失稳时的临界载荷Fk为：

Fk=fZπ 2EI／L2 (N)

式中：E为杠材料弹性模量，对于钢E=20．6×104Mpa；I为截面惯性距，对丝杠圆截面I=π d41／64(mm)(d1为丝杠底径)；L为丝杠最大工作长度(mm)fz为丝杠支承方式系数。

临界载荷F。与丝杠工作载荷FM之比称为稳定性安全系数n。：若n。大于许用安全系数[n。]，则滚珠丝杠稳定即Nk=Fk／FM≥[nk]。否则失稳。 六、一滚珠丝杠副安装时应注意以下几点。 1．丝杠不能外露；

2．螺母在有效行程内配置限位装置以避免滚珠流失；

3．滚珠丝杠必须润滑，常用锂树脂。

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第3章 进给传动部件的选型

3.1 导轨的设计

3.1.1 导轨概述

导轨主要用来支撑和引导运动部件沿一定的轨道运动。如图4-1。在导轨副中，运动的一方称为支承导轨。动导轨相对与支承导轨运动，通常作直线运动和回转运动。

图3-1 导轨外形图 导轨应满足的基本要求：

1．导向精度。主要是指动导轨沿支承导轨运动的直线度或圆度。影响它的因素有：导轨的几何精度、接触精度、结构形式、刚度、热变形、装配质量以及液体动压和静压导轨 的油膜厚度、油膜刚度等。 2．耐磨性。主要是导轨在长期使用过程中能否保持一定的导向精度。因导轨在工作过程中难免有所磨损，所以应力求减小磨损量，并在磨损后能自动补偿或便于调整。

3．疲劳和压溃。由于过载或接触应力不均勾而使导轨表面产生弹性变形，反

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复运行多次后就会形成疲劳点，呈塑性变形，表面形成龟裂、剥落而出现凹坑，这种现象就是压溃。疲劳和压溃是滚动导轨失效的主要原因，为此应控制滚动导轨承受的最大载荷和受载的均匀性。

4．刚度。导轨受力变形会影响导轨的导向精度及部件之间的相对位置，因此要求导轨应有足够的刚度。为减轻或平衡外力的影响，可采用加大导轨尺寸或添加辅助导轨的方法提高刚度。

5．低速运动平稳性。低速运动时，作为运动部件的动导轨易产生爬行现象。低速运动的平稳性与导轨的结构和润滑，动、静摩擦系数的差值，以及导轨的刚度等有关。

6．结构工艺性。设计导轨时，要注意制造、调整和维修的方便，力求结构简单，工艺性及经济性好。

3.1.2直线运动导轨副的基本截面形状分类

表3-1直线运动导轨副的基本截面形状分类

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