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1 滾珠絲杠公稱直徑與公稱導(dǎo)程組合、制造范圍 file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image001.jpg 3 滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)類型、編號(hào)方法 file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image002.jpg 5 滾珠絲杠副的精度
b( u" R* x, S8 _* ~" O
: h/ A6 m" X M3 Q; X x5.1 精密等級(jí)
7 A J2 u! o5 e( ]# N7 [& c J8 I1 z5 _5 h8 V$ V
根據(jù)使用范圍及要求將滾珠絲杠副分為定位滾珠絲杠幅(P)傳動(dòng)滾珠絲杠副(T)，精度分為七個(gè)等級(jí)，即1、2、3、4、5、6、7、10級(jí)，1級(jí)精度最高，依次降低。 file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image003.jpg 5.2行程偏差和行程變動(dòng)量
9 j5 S# b+ }7 ?! N! U3 M
: G3 b1 |: }- \3 D; A+ }% Z3 c根據(jù)滾珠絲杠副類型按下表檢驗(yàn) file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image004.jpg 5.2.1 有效行程內(nèi)的行程偏差ep與行程變動(dòng)量VUP: T) {$ e2 U9 f/ [. {' D
% c& e' d7 }. u' ^! w2 p有效行程是有精度要求的行程長度LU
( y: B& Y$ P9 m% h8 n+ ]. ?$ I5 n) U# u+ o) k! g5 b
Lu=Lx+2La+LnLa安全行程La=(1-2)ph Lx機(jī)械最大行程 Ln螺母的長度ph公稱導(dǎo)程
% X2 k. h9 }9 @0 F
( ^1 q! q/ G: n, R) T" v" OE1-E2按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17857.3-1998，“滾珠絲杠副的驗(yàn)收條件和驗(yàn)收檢驗(yàn)”。見附表1。
' Y: p& ]# N1 s% g& C4 i3 f
4 r6 @. V7 [. y' w, |5.2.2 300mm行程內(nèi)與2π弧度行程內(nèi)行程變動(dòng)量V300P與V2 π p / Y6 h: G& t/ x) g' J( \
5 j: G" O4 u; Z. P; G+ M; q2 zE3-E4按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17857.3-1998，“滾珠絲杠副的驗(yàn)收條件和驗(yàn)收檢驗(yàn)”。見附表1續(xù)。
& h, {0 ?2 R. H
+ i7 N4 b3 G' I5 f0 Q+ i5.2.3 余程Le
7 _) s2 P# b0 n; B, C
2 p5 |8 V+ ~" Y1 Z5 J余程是沒有精度要求的行程長度。 余程表6
! C# S: \6 l% O& j [7 \8 mfile:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image005.jpg 6 行程補(bǔ)償值C & m+ q% R" J ?' Y
6 @; L3 e L8 `0 c8 s6.1 滾珠絲杠的熱變形將導(dǎo)致長度、定位精度變化，熱變形可由下式給出：
- ]3 V# W1 N$ b7 |9 @# ~4 S; j1 C- o$ z0 D1 u& R! I- o: @1 T5 n
δt=α*△t*Lu (公式1) ) K' M/ w6 x' x! _
9 E# S& _. i: I9 I% \α-熱膨脹系數(shù)(12.0*10-6)
; N5 ~, l: Q' G" u( V2 a( t3 z△t -溫升(一般取2-4℃)
" a# {9 G! M5 F4 t3 ?1 iLu-有效行程(Lu=Lx+2La+Ln)或 Lu=L1-2Le 9 M' c+ W/ i! U7 i8 X) e( m
L1-螺紋全長 Le-余程 Le見表6
& {5 P5 i2 J5 J
- Q6 b; E9 c( v( y6.2 目標(biāo)行程Phs
. E: M. f D: m$ `% W0 _
5 ]4 l' s1 m# r' W- v為了補(bǔ)償由于熱膨脹或彈性變形引起的絲杠長度變化，將滾珠絲杠的導(dǎo)程制造得稍大于或小于公稱導(dǎo)程，著根據(jù)實(shí)際需要提出得含有方向目標(biāo)要求的導(dǎo)程叫目標(biāo)導(dǎo)程。目標(biāo)導(dǎo)程乘以絲杠上的有效圈數(shù)叫目標(biāo)行程。 6 r$ M: ?- Q1 U8 Z# l1 Y2 Z3 A
- F* L1 {6 x D; H/ F6.3 目標(biāo)偏差 C
q& s% m0 s# _! G% t
0 q# {1 l4 g3 [) C& g0 ]目標(biāo)行程和公稱行程之差叫行程偏差C，為了補(bǔ)償熱變形的影響，行程偏差C=δt(δt見公式1)并為負(fù)值。
; s0 Q$ ?0 u9 J3 b0 i G; d) ?" O+ ~2 t _" A
6.4 絲杠的預(yù)拉伸力 ) Y+ F7 O6 ?8 Z, {) v9 Q
& I; p. |- e2 _: A( P1 {/ l
規(guī)定了行程偏差C的滾珠絲杠副，在采用固定-固定安裝方式時(shí)，還可以采用絲杠預(yù)拉伸的方法來進(jìn)一步補(bǔ)償熱變形，預(yù)拉伸力Ft: 4 a$ P2 ], ?9 r
! F8 Z0 P0 C) b1 t$ UFt=δt*A*E/ Lu=α*△t*E*(πd22/4)(公式2)
& F9 B+ l3 G; T3 ?% R2 g8 [3 G I0 F1 K" J! _
E-彈性模量 2.1×105Mpa(即2.1×105N/mm2) 7 }2 k0 J% R! O2 l6 N# D. [# p% ?
d2-絲杠底徑(mm)
% R% O4 N# ^4 w1 E0 ]9 E# R△t-溫升(一般取2-4℃) , D# p2 h m) T$ x
- d* W ^( y2 u$ }# G% C
7 基本額定載荷及壽命
( ~8 \2 |. u0 k- x! Y! |
) @6 f+ b! ?0 f" u6 y; w' c7.1 軸向基本額定靜載荷Coa 滾珠絲杠副在承受最大接觸應(yīng)力處產(chǎn)生不大于0.0001倍的鋼球直徑的永久變形時(shí)，所能承受的最大軸向載荷。
2 O) O$ Z# V+ w6 W6 B+ t' R7 _- v* l3 a8 M8 |6 b1 [8 h1 M$ P+ D
7.2 軸向基本額定載荷Ca：一組(相當(dāng)數(shù)量)相同參數(shù)的滾珠絲杠副，在相同的條件下，運(yùn)轉(zhuǎn)106轉(zhuǎn)時(shí)，90%的滾珠絲杠副的螺紋滾道的表面或鋼球的表面不發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕所能承受的最大軸向載荷。 $ K7 M' a$ K- _, e
: y' T) {/ L I( A5 Q+ j$ L! fCoa和Ca在樣本中已經(jīng)給出，可以查找選用 9 b* g6 F7 Z* {: _
. h0 M: m# |6 b( T. U9 w" a7.3 預(yù)期壽命 5 x$ k5 f8 I) O' {8 U* I
2 c' }/ \3 X, t( d
Lh – 用預(yù)期運(yùn)行時(shí)間表示(h) 7 d1 {& ]0 ^* t% Y: i) j
Ls – 用預(yù)期運(yùn)行距離表示(km)
7 W, I1 n! s9 o5 \% J0 _) R0 }$ P- b
直徑偏大，而不經(jīng)濟(jì)。故通常推薦Lh按表7選擇。 file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image006.jpg 7.4 滾珠絲杠副的當(dāng)量載荷Fm及當(dāng)量轉(zhuǎn)速nm：
( Y. z# e5 I- Q$ [7 V+ G3 J
, Q% P5 w! N' G0 }. M1 z/ O滾珠絲杠副在轉(zhuǎn)速n1 n2……ni條件下，工作時(shí)間分別是t1t2……ti所受載荷分別是F1 F2……Fi。 file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image007.gif(單位：N)(公式3) file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image008.gif(單位：r/min) (公式4) 7.5 額定動(dòng)載荷下限值的Cam計(jì)算： ' W" r, o- h& v" r
' H. H5 ?5 x; w* ^
滾珠絲杠副在當(dāng)量載荷Fm及當(dāng)量轉(zhuǎn)速nm條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到預(yù)期壽命Lh或Ls時(shí)所能承受的最大軸向載荷Cam，設(shè)計(jì)時(shí)選用滾珠絲杠副的Ca≥Cam " [) O& m# U2 D4 w! M9 b
0 @, B W% e- c7.5.1 按滾珠絲杠副的預(yù)期工作時(shí)間Lh計(jì)算： file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image009.gif(N)(公式5) 7.5.1或按滾珠絲杠副的預(yù)期運(yùn)行距離Ls計(jì)算： file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image010.gif(N)(公式6) fa 為精度系數(shù)，根據(jù)預(yù)定的精度按表8選取： file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image011.jpg fw 為載荷系數(shù)，按表9選取： file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image012.jpg 7.6 額定靜載荷下限值Coam計(jì)算：
3 K" L( j; Z' ~
; ~5 G4 I- Y. z: X. I# RCoa≥Coam=fsFmax(公式7)
: H+ b+ Z6 W8 q7 r2 p, S; W; S: }3 B2 N/ r
Fs 安全系數(shù)。一般為1.2-2，有沖擊、震動(dòng)的運(yùn)動(dòng)1.5-3
! ^3 M' }* {* S" W, X- j) rFmax是外加在滾珠絲杠副上的最大軸向載荷 * p; j- \8 A% S0 [
+ Z# S$ e6 o( P: P: \8 滾珠絲杠副安裝部位的形位公差 file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image013.jpg 圖2 6 y: m9 h2 _" S2 R1 y+ T( n
E5-E11見國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17857.3-1998，“滾珠絲杠副的驗(yàn)收條件和驗(yàn)收檢驗(yàn)”。見附表2。 1 t/ H! D' u% M, i; j$ ]
s [7 A: @/ t ~/ e- s2 L* e
9 滾珠絲杠副的預(yù)緊與軸向接觸剛性 . ` q- w2 h4 P' I
9 @ [' O8 C# X) x# H; c' h7 H
9.1 預(yù)緊的目的 # T/ ?" R+ K3 g$ c0 A3 Z' f9 ]' z
9 \9 n, D" G/ z* B8 _預(yù)緊就是在滾珠絲杠副內(nèi)，預(yù)先施加軸向載荷Fp。
) x5 |! ]. ^( j, d( W$ g8 N
1 n" G) e2 @' m) K圖3是外加軸向載荷Fa和滾珠之間軸向彈性變形δ的關(guān)系曲線，曲線1為無預(yù)緊狀態(tài)，曲線2為有預(yù)緊狀態(tài)，F(xiàn)p是相當(dāng)于預(yù)緊力大小的外加軸向載荷。表10是有或無預(yù)緊的情況下，滾珠絲杠副在承受不同的外加軸向載荷Fa時(shí)，滾道與滾珠之間軸向彈性變形δ。
* u5 A, X" `* ?2 n$ O
/ x7 I, r: X& f: [( ~( a9 A由表10可見預(yù)緊的目的時(shí)，消除滾珠絲杠副的軸向間隙，提高滾珠絲杠副的軸向接觸剛性K，并且在外加軸向載荷小于3倍預(yù)緊力的情況下，軸向剛性K是常數(shù)(但Fa>3Fp后，予壓消失) file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image014.jpg- L7 u$ S+ V) _2 g4 q4 s
圖3 file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image015.jpg 9.2預(yù)緊的方式 file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image016.jpg 9.3 滾珠絲杠副的軸向接觸剛性K
0 ]- t" p5 T# d7 }) A$ R( r
' _2 z" l. U0 G2 V4 ?8 M; ~樣本上給出的剛度值僅考慮滾道與滾珠之間的軸向變形，不考慮螺母本身及絲杠本身的變形。
4 @* I! w, w1 T% E8 n
& X# Y$ _" E8 M0 d' a( d9.3.1 不預(yù)緊的滾珠絲杠副的軸向接觸剛性Ka
/ s. H1 i4 ?5 C7 o# L5 Z4 J& W0 j$ E) F9 z# E/ b% X" H
由于其軸向剛性是隨外加軸向載荷Fa增大而增大的，所以樣本中規(guī)定不預(yù)緊的 滾珠絲杠副軸向接觸剛性，是外加軸向載荷等于0.3Ca時(shí)的軸向接觸剛性值，當(dāng)實(shí)際施加的外加載荷Fa不等于0.3Ca時(shí)，對(duì)應(yīng)的軸向接觸剛度Ka按下式計(jì)算：
/ `- M3 m* F3 w8 p3 B# H0 d
d. r2 a% i9 ]5 Z! uKa=K[Fa/0.3Ca]1/3 (N/μm) (公式8) ; N* X3 [! T) i4 a) x+ y0 X! r& ~/ x
, ]; c0 r% f, V H; `
K-樣本上的剛度值(N/μm)
8 n# B, Q" R, \Ca-樣本上的額定載荷(N)
4 J: z; t9 c3 N2 s* WFa-實(shí)際工作施加的動(dòng)載荷(N) 3 M& K( w9 j/ b1 Z# }
7 d5 U9 [) ^3 i3 L9.3.2 預(yù)緊滾珠絲杠副的軸向接觸剛性Ka
" p2 E8 v; Q7 G
& ]7 N* x# x% rKa隨著預(yù)緊力Fp的增大而增大，在滾珠絲杠副承受最大軸向載荷Fmax≤3Fp 范圍內(nèi)Ka是一個(gè)常數(shù)，但預(yù)緊力Fp太大，會(huì)導(dǎo)致發(fā)熱量增加，壽命減少。所以預(yù)緊力Fp按Fp=Fmax/3選取，并大致符合表12要求，當(dāng)Fmax不知道時(shí)，推薦按表12選用。 file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image017.jpg 樣本中預(yù)緊滾珠絲杠副的軸向接觸剛度K按預(yù)緊力Fp=0.1Ca給出(增大滾珠直徑預(yù)緊按Fp=0.05Ca給出)，當(dāng)預(yù)緊力Fp不是樣本上的數(shù)值時(shí)，Ka也與樣本上的數(shù)值不同。此時(shí)Ka可按下式計(jì)算 # M6 }# e1 Z2 F; J, \( x
* g& I% O; C: i& v+ y+ l& O
Ka=K[Fp/εCa]1/3 (公式9) ! M ? [7 p' [$ B- t& y/ k; o
) E* i5 z4 O- ]; u- U* G3 |3 d- \
ε=0.1(增大滾珠直徑預(yù)緊時(shí)ε=0.05)
' }9 M( q9 B- _4 O1 gFp-滾珠絲杠副的預(yù)緊力(N)
6 K$ B' H6 V9 \8 u. h [& H. HCa-樣本上的額定動(dòng)載荷(N) & s6 @% u F3 v
9 V. q4 F% D, b0 m7 C
10 滾珠絲杠副的轉(zhuǎn)矩 " `5 b- \! X8 R8 P. Q- ^3 h" p
' m" u. ?8 q# H5 V6 h
10.1 理論動(dòng)態(tài)預(yù)緊轉(zhuǎn)矩Tpo:有預(yù)加載荷的滾珠絲杠副，在沒有外加載荷的情況下，絲杠與螺母相對(duì)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)所需力矩(不包含螺母兩端密封件的摩擦力矩)
8 _. E, ~! J Z0 v6 c" }& J6 ?0 ]2 J9 T! o
Tpo=10-3*(Fp*Ph/2π)*[(1-η2)/η] (N*m) (公式10)
! H: d# y& _( O6 E/ `7 o
* z) u1 x, t- x5 K) t8 A4 i KFp-軸向預(yù)加載荷(N)
% F2 o0 P8 f) D* wPh-導(dǎo)程(mm)
9 ]! F1 e$ Y# R$ Cη-傳動(dòng)效率
( w1 j" _) }' q7 l9 w7 M" c精度：1.2級(jí)取η=0.95，3.4級(jí)取η=0.9，5.7.10級(jí)取η=0.85 / a0 V: Z% r7 Q, d
+ W5 I% S- B8 B% i) t10.2 最大動(dòng)態(tài)預(yù)緊轉(zhuǎn)矩Tpmax:絲杠與螺母相對(duì)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，實(shí)際動(dòng)態(tài)預(yù)緊矩以理論動(dòng)態(tài)預(yù)緊轉(zhuǎn)矩為中心上下波動(dòng)，允許的波動(dòng)范圍ΔTp稱動(dòng)態(tài)預(yù)緊轉(zhuǎn)矩公差，ΔTp見國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17857.3-1998，“滾珠絲杠副的驗(yàn)收條件和驗(yàn)收檢驗(yàn)”。見附表2續(xù)E12。
& t+ g% _ ?3 d- Q
' l4 X& G5 |/ o% P3 DTpmax=Tpo×(1+ΔTp)(N*m)(公式11) 6 t6 e+ B3 E8 O5 {& h' B1 V k
) g' s$ K, D) A F& U) E( M( Y" X10.3 正傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩 + _ @. q5 s" _# A0 I5 K
7 ]. V" e8 n' l( D/ S) D將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本�運(yùn)動(dòng)稱正傳動(dòng)。
% @6 \+ Q% K, W* e! ?, `! X6 k5 p
1 w2 T% N, o; U1 H0 X/ e, u* ]Ta=10-3* FaPh/2πη1(N*m)(公式12) 7 D: j: H# y1 v6 j, c( s S
9 v& p5 C9 b: g4 G& v4 U1 h4 i( Q
Ta-加在滾珠絲杠副上的驅(qū)動(dòng)力矩
8 G" ?! \: a# h0 Jη1-正傳動(dòng)效率 : n# x$ V! U1 W6 V
Fa-滾珠絲杠副承受的軸向載荷(N) % |3 z9 a$ h! {; N( d! y4 d* y
2 S& [7 t. W) @7 }
10.4 逆?zhèn)鲃?dòng)轉(zhuǎn)矩
3 Y: @( {( }$ p( E, p# N7 Z$ Q% S" `1 f( V
將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)稱為逆?zhèn)鲃?dòng)。
+ W& X5 C) W5 p: u# ]% a; s, \
Tb=10-3* FaPh*η2/2π(N*m)(公式13)
" w; _" I0 [) R" Y5 h% Y# C
; R4 U$ b6 n$ I! U, r2 i: ]3 lTb-加在滾珠絲杠副上防逆轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩
! d5 o. p0 p# nη2-逆?zhèn)鲃?dòng)的效率(0.90-0.85) , _& H% _7 E6 x' I8 M' ~
' V. P. q% B3 b" A; y1 U
滾珠絲杠副的安裝方式 , ^8 m* C# _8 u" a1 B1 [1 Z
: h F6 B& ^% s2 p9 z8 x g安裝方式對(duì)滾珠絲杠副承載能力，剛性及最高轉(zhuǎn)速有很大影響。常見安裝方式有以下四種情況(見圖4) . x+ S- u' b1 O/ I6 P
9 V, e! f- R$ A(1)固定-自由； , e6 v! J9 k G: }+ o& w! y
(2)支承-游動(dòng)
5 I# h: N/ V6 L, o+ N2 \! O9 x* M(3)固定-固定 M: x) l; X3 F& P: s" S9 y# A
- I! Y9 @* @3 s圖中以左端軸承作軸向定位，各符號(hào)的意義見表13 file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image018.jpg file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image019.jpg (2)支承——游動(dòng) file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image020.jpg (3)固定——游動(dòng) file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image021.jpg (4)固定——固定(圖中設(shè)b1≥b2) file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image022.jpg " G$ A4 o% r6 n6 w' l7 r/ J
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發(fā)表于 2016-11-14 10:29:45
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