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滚珠丝杠和导轨的计算选型

首页 > 新闻中心 > 技术资料    发布时间:2018/12/28 20:49:06 点击量:

一.已知条件:UPH、工作台质量m1、行程长度ls、最高速度Vmax、加减速时间t1和t3、

定位精度+-0.3mm/1000mm、往复运动周期、游隙0.15mm二.选择项目:丝杠直径、导程、螺母型号、精度、轴向间隙、丝杠支撑方式、马达三.计 算:1.精度和类型。(游隙、轴向间隙)0.15mm,选择游隙在0.15以下的丝杠,查表选择直径32mm以下的丝杠。

32mm游隙为0.14mm。

为了满足+-0.3mm/1000mm则,+-0.3mm/1000=x/300 则x=+-0.09mm.必須選擇±0.090mm/300mm以上的導程精度。参照丝杠精度等级,选择C7级丝杠。丝杠类型:根据机构确定丝杠类型是:轧制或研磨、定位或传动2.导程。(以直线速度和旋转速度确定滚珠丝杠导程) 导程和马达的最高转速

Ph>=60*1000*v/(N/A) 1.Ph:丝杆导程mm 2.V:预定的最高进给速度m/s 3.N:马达使用转速rpm 4.A:减速比3.直径。(负载确定直径)动载荷、静载荷;计算推力,一般只看动载荷

轴向负荷的计算:u摩擦系数;a=Vmax/t加速度;t加减速时间;

水平时:加速时承受最大轴向载荷,减速时承受最小载荷;垂直时:上升时承受最大轴向载荷,下降时承受最小载荷;

1.加速时(上升)N:Fmax=u*m*g+f-m*a 2.减速时(下降)N:Fmin=u*m*g+f-m*a 3.匀速时N:F匀=u*m*g+fu 因螺桿軸直徑越細,螺桿軸的容許軸向負荷越小 4.长度。(总长=工作行程+螺母长度+安全余量+安装长度+连接长度+余量)。如果增加了防护,比如护套,

需要把护套的伸缩比值(一般是1:8,即护套的最大伸长量除以8)考虑进去。5.支撑方式。固定-固定 固定-支撑 支撑-支撑 固定-自由6.螺母的选择:

7.许用转速计算:螺桿軸直徑20mm、導程Ph=20mm最高速度Vmax=1m/s

则:最高轉速 Nmax=Vmax*60*/Ph 许用转速(临界转速) N1=r*(d1/)*

r安装方式决定的系数;d1=丝杠轴沟槽谷径;l=安装间距 所以有:最高转速 < 许用转速8.刚度的选择 9.选择马达

*验证:刚度验证、精度等级的验证、寿命选择、驱动转矩的选择

*滚珠丝杠副预紧:1.方式:双螺母垫片预紧、单螺母变位导程预紧、单螺母增大滚珠直径预紧;

2.目的:消除滚珠丝杠副的轴向间隙、增大滚珠丝杠副的刚性、

*DN值: D:滚珠丝杠副的公称直径,也为滚珠中心处的直径(mm); N:滚珠丝杠副的极限转速(rpm)*导程精度、定位精度、重复定位精度

导程精度:1.有效行程Lu内的平均行程偏差e(um),ep=2*(Lu/300)*V300<=C;

2.任意300mm行程内行程变动量V300(um),V300<=

定位精度:1).导程精度2).轴向间隙3)传动系统的轴向刚性 4)热变形 5)丝杠的运动姿势

重复定位精度:预紧到负间隙的丝杠,重复定位精度趋于零;

直线导轨的选择

1.直线导轨的运动精度:

1)运动精度:a:滑块顶面中心对导轨基准底面的平行度;b:与导轨基准侧面同侧的滑块侧面对导轨

基准侧面的平行度。

2)综合精度:a:滑块上顶面与导轨基准底面高度H的极限偏差;b:同一平面上多个滑块顶面高度H

的变动量;c:与导轨基准侧面同侧的滑块侧面对导轨基准侧面间距离W1的极限偏差;d::同一导轨上多个滑块侧面对导轨基准侧面W1的变动量。

3)导轨上有超过两个以上的导轨,只检验首尾两个滑块,中间的不做W1检验,但中间的W1应小于首

尾的W1。

2.选择:

1---确定轨宽。

轨宽指滑轨的宽度。轨宽是决定其负载大小的关键因素之一2---确定轨长。

这个长度是轨的总长,不是行程。全长=有效行程+滑块间距(2个以上滑块)+滑块长度×滑块数量+两端的安全行程,如果增加了防护罩,需要加上两端防护罩的压缩长度。3---确定滑块类型和数量。

常用的滑块是两种:法兰型,方形。前者高度低一点,但是宽一点,安装孔是贯穿螺纹孔,后者高一点,窄一点,安装孔是螺纹盲孔。两者均有短型、标准型和加长型之分(有的品牌也称为中负荷、重负荷和超重负荷),主要的区别是滑块本体(金属部分)长度不同,当然安装孔的孔间距也可能不同,多数短型滑块只有2个安装孔。滑块的数量应由用户通过计算确定,在此只推荐一条:少到可以承载,多到可以安装。滑块类型和数量与滑轨宽度构成负载大小的三要素。4---确定精度等级。

任何厂家的产品都会标注精度等级,有些厂家的标注比较科学,一般采用该等级名称的第一个字母,如普通级标N,精密级标P。5---确定其他参数

除上述4个主要参数外,还有一些参数需要确定,例如组合高度类型、预压等级等。预压等级高的表示滑块和滑轨之间的间隙小或为负间隙,预压等级低的反之。感官区别就是等级高的滑块滑动阻力大,等级低的阻力小。表示方法得看厂家选型样本,等级数有3级的,也有5级的。等级的选择要看用户的实际使用场合,大致的原则是滑轨规格大、负载大、有冲击、精度高的场合可以选预压等级高一点的,反之选低一点。提示:1--预压等级与质量无关,2—预压等级与滑轨使用精度成正比,与使用寿命成反比。

尺寸链的基本术语

1.尺寸链——在机器装配或零件加工过程中,由相互连接的尺寸形成封闭的尺寸组,称为尺寸链。间隙A0

与其它尺寸连接成的封闭尺寸组,形成尺寸链。

2.环——列入尺寸链中的每一个尺寸称为环,A0、A1、A2、A3都是环。长度环用大写斜体拉丁字母A,B,

C表示;角度环用小写斜体希腊字母α,β等表示。

3.封闭环——尺寸链中在装配过程或加工过程后自然形成的一环称为封闭环。封闭环的下角标“0”表示。 4.组成环——尺寸链中对封闭环有影响的全部环,称为组成环。组成环的下角标用阿拉伯数字表示。 5.增环——尺寸链中某一类组成环,当其他组成环的大小不变,若封闭环随着某组成环的增大而增大,则

该组成环为增环。

6.减环——尺寸链中某一类组成环,当其他组成环的大小不变,若封闭环随着某组成环的减小而减小,则

该组成环为减环。

7.补偿环——尺寸链中预先选定某一组成环,可以通过改变其大小或位置,使封闭环达到规定的要求,该

组成环为补偿环。

封闭环:基本尺寸:A0=Ap1+Ap2-Aq3 上偏差:ES0=ESp1+ESp2-EIq3 下偏差:EI0=EIp1+EIp2-ESq3A0:封闭环 Ap1、Ap2:增环 Aq3:减环封闭环基本尺寸=所有增环基本尺寸-所有减环基本尺寸;封闭环的上偏差=所有增环的上偏差-所有减环的下偏差;封闭环的下偏差=所有增环的下偏差-所有减环的上偏差。

1.退火:指金属材料加热到适当的温度,保持一定的时间,然后缓慢冷却的热处理工艺(随炉冷却)。

常见的退火工艺有:再结晶退火、去应力退火、球化退火、完全退火等。退火的目的:主要是降低金属材料的硬度,提高塑性,以利切削加工或压力加工,减少残余应力,提高组织和成分

的均匀化,或为后道热处理作好组织准备等。

2.正火:指将钢材或钢件加热到或(钢的上临界点温度)以上,30~50℃保持适当时间后,在静止的空

气中冷却的热处理的工艺。正火的目的:主要是提高低碳钢的力学性能,改善切削加工性,细化晶粒,消除组织缺陷,为后道热处理作好组织准备等。

3.淬火:指将钢件加热到Ac3或Ac1(钢的下临界点温度)以上某一温度,保持一定的时间,然后以

适当的冷却速度,获得马氏体(或贝氏体)组织的热处理工艺。常见的淬火工艺有盐浴淬火,马氏体分级淬火,贝氏体等温淬火,表面淬火和局部淬火等。淬火的目的:使钢件获得所需的马氏体组织,提高工件的硬度,强度和耐磨性,为后道热处理作好组织准备等。

4.回火:指钢件经淬硬后,再加热到Ac1以下的某一温度,保温一定时间,然后冷却到室温的热处理工

艺。常见的回火工艺有:低温回火,中温回火,高温回火和多次回火等。

回火的目的:主要是消除钢件在淬火时所产生的应力,使钢件具有高的硬度和耐磨性外,并具

有所需要的塑性和韧性等。

5.调质:指将钢材或钢件进行淬火及高温回火的复合热处理工艺。使用于调质处理的钢称调质钢。它一

般是指中碳结构钢和中碳合金结构钢。

6.渗碳:渗碳是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层,再经过

淬火和低温回火,使工件的表面层具有高硬度和耐磨性,而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。 “四把火”随着加热温度和冷却方式的不同,又演变出不同的热处理工艺。为了获得一定的强度和韧性,把淬火和高温回火结合起来的工艺,称为调质。某些合金淬火形成过饱和固溶体后,将其置于室温或稍高的适当温度下保持较长时间,以提高合金的硬度、强度或电性磁性等。这样的热处理工艺称为时效处理。

7.渗氮:

正火:850淬火:840回火:600

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