丝杆螺母的选择
滑动螺旋工作时，主要承受转矩及轴向拉力（或者压力）的作用，同时在螺杆和螺母的旋合螺纹间有较大的相对滑动，其失效形式主要是螺纹磨损，因此，滑动螺旋的基本尺寸，通常的根据耐磨性条件确定。下面计算丝杆的耐磨性。 已知：F=41048（N ）
查《机械设计》有：
d 2≥
][P h p F φπ???
对于梯形螺纹有h=，《查机械设计》有[]p =22MP
则[]
p F d φ8.02≥ 式中：φ在传动精度较高，载荷较大，寿命长时，取4=φ
][P 为材料的许用压力，查《机械设计》[]1可得][P =22Mpa []
p F d φ8.02≥= 可以取d 2=，满足d 2的要求。
其公称直径d=55mm
外螺纹mm d 453=
内螺纹mm D mm
D 465614==
螺距p=9mm
螺母高度 H=202mm
（3）丝杆强度计算
由扭矩
T=F 0tan （V ??+）2
2d 查《机械设计》[]1得，对于M10~M16普通螺纹取tan v ?=
cos ?=
D d D 2- 已知D=100mm t=25mm
cos ?=
D
d D 2-= 所以
tan ?=
T=F 0tan （V ??+）22d =41048?2
5.50732.117.01732.117.0??-+=2794023(Pa) 危险截面
ca σ=212)4(31d T F A +][σ≤=4
s σ 式中：A---是丝杆的最小截面积 A=214d π
ca σ=21
2)4(31d T F A +MPa 26≈ 查《机械设计》[]1得，s σ=320~360Mpa
所以ca σ][σ≤
结论是之前取的丝杆数据符合强度要求
（4）螺母强度计算
由于螺母的材料强度小于丝杆，故只需要校核螺母螺纹牙的强度 选取螺母高度H=202mm
螺纹牙危险截面a —a 的弯曲强度条件为
][62b u
b D l F σπσ≤?????= 式中：b---螺纹牙根部的厚度，mm ，对于梯形螺纹，b==
l---弯曲力臂，mm ，l=22D D - 44.22==P
H μ [τ]---螺母材料的许用切应力
[b σ]---螺母材料的许用弯曲应力
所以
u
b D l F ?????=26πσ=][b σ≤ )(108~80][MP b =σ
左右螺母均为101mm
（5）丝杆的稳定性计算
临界载荷Fcr 可以按欧拉公式计算 Fcr=222l
I E ???μπ
式中：E---丝杆材料的拉压弹性模量，Mpa ，E=?510 I---丝杆危险截面的惯性矩，I=6441d π，mm 4
所以： Fcr=2
22l I E ???μπ=1400（KN ） Fcr/F=1400/340=≥s =~
所以得出结论：丝杆的稳定性可靠。
丝杆螺母的选择
滑动螺旋工作时，主要承受转矩及轴向拉力(或者压力）的作用,同时在螺杆和螺母的旋合螺纹间有较大的相对滑动，其失效形式主要是螺纹磨损,因此,滑动螺旋的基本尺寸，通常的根据耐磨性条件确定。下面计算丝杆的耐磨性。 已知：F=41048（N ） 查《机械设计》有： d 2≥] [P h p F φπ??? 对于梯形螺纹有h=0.5P,《查机械设计》有[]p =22MP 则[] p F d φ8.02≥ 式中：φ在传动精度较高，载荷较大，寿命长时，取4=φ ][P 为材料的许用压力，查《机械设计》[]1可得][P =22Mpa [] p F d φ8.02≥=17.28mm 可以取d 2=50.5mm,满足d 2的要求。 其公称直径d=55mm 外螺纹mm d 453= 内螺纹mm D mm D 465614== 螺距p=9mm 螺母高度 H=202mm （3）丝杆强度计算 由扭矩 T=F 0tan(V ??+）2 2d 查《机械设计》[]1得，对于M10~M16普通螺纹取tan v ?=0.17 cos ?= D d D 2- 已知D=100mm t=25mm cos ?= D d D 2-=0.5 所以 tan ?=1。732
T=F 0tan(V ??+） 22d =41048?2 5.50732.117.01732.117.0??-+=(Pa ） 危险截面 ca σ=212)4(31d T F A +][σ≤=4 s σ 式中:A-—-是丝杆的最小截面积 A=214d π ca σ=21 2)4(31d T F A +MPa 26≈ 查《机械设计》[]1得,s σ=320～360Mpa 所以ca σ][σ≤ 结论是之前取的丝杆数据符合强度要求 （4）螺母强度计算 由于螺母的材料强度小于丝杆,故只需要校核螺母螺纹牙的强度 选取螺母高度H=202mm 螺纹牙危险截面a —a 的弯曲强度条件为 ][62b u b D l F σπσ≤?????= 式中：b-——螺纹牙根部的厚度，mm ，对于梯形螺纹，b=0.65P=5。85mm l —-—弯曲力臂，mm ，l=22D D - 44.22==P H μ ［τ］-—-螺母材料的许用切应力 ［b σ］--—螺母材料的许用弯曲应力 所以 u b D l F ?????=26πσ=9.24MP ][b σ≤ )(108~80][MP b =σ 左右螺母均为101mm (5）丝杆的稳定性计算 临界载荷Fcr 可以按欧拉公式计算 Fcr=2 22l I E ???μπ 式中:E--—丝杆材料的拉压弹性模量，Mpa ，E=2.06?510Mpa
丝杆螺母的选择之欧阳家百创编
滑动螺旋工作时，主要承受转矩及轴向拉力（或者压力）的作用，同时在螺杆和螺母的旋合螺纹间有较大的相对滑动，其失效形式主要是螺纹磨损，因此，滑动螺旋的基本尺寸，通常的根据耐磨性条件确定。下面计算丝杆的耐磨性。 欧阳家百（2021.03.07） 已知：F=41048（N ） 查《机械设计》有： d 2≥ ] [P h p F φπ??? 对于梯形螺纹有h=0.5P ，《查机械设计》有[]p =22MP 则[] p F d φ8 .02≥ 式中：φ在传动精度较高，载荷较大，寿命长时，取4=φ ][P 为材料的许用压力，查《机械设计》[]1可得][P =22Mpa []p F d φ8 .02≥=17.28mm 可以取d 2=50.5mm ，满足d 2的要求。
其公称直径d=55mm 外螺纹mm d 453= 内螺纹 mm D mm D 465614== 螺距p=9mm 螺母高度H=202mm （3）丝杆强度计算 由扭矩 T=F 0tan （V ??+） 2 2 d 查《机械设计》[]1得，对于M10~M16普通螺纹取tan v ?=0.17 cos ?= D d D 2- 已知D=100mm t=25mm cos ?= D d D 2-=0.5 所以 tan ?=1.732 T=F 0tan （V ??+）2 2d =41048? 2 5 .50732.117.01732.117.0? ?-+=2794023(Pa) 危险截面 ca σ= 212)4(31d T F A +][σ≤=4 s σ 式中：A---是丝杆的最小截面积 A=214 d π ca σ= 21 2)4(31d T F A +MPa 26≈
丝杆及螺母常用材料
根据丝杠在机械上所起的作用、对精度的要求以及它随载荷的大小，可分为普通丝杠（梯形丝杠精度为7～9级，滚珠丝杠为D～H级）和精密丝杠（梯形丝杠精度6级以下，滚珠丝杠为C级）。根据热处理情况又可分为淬硬丝杠（硬丝杠）和不淬硬丝杠（软丝杠）。丝杠加工认准钛浩，品质保障，丝杠材料首先要严原材料的验收，应按照国家标准逐项进行检验，特别是原材料的表面质量（主要是对原材料的外观、形状、表面缺陷）检验、化学成分检验和内部质量（即内部组织缺陷，如疏松、夹渣、偏析、脱碳等）检验，合格后方能投产。 普通精度软丝杠，应用很普遍，如机床上7～8级的定位丝杠、手动进给丝杠等，由于其加工方便、制造成本低，故对使用材料的性能要求不高，多用于一些觉的中碳碳钢和中碳低合金钢。 对于高精度精密软丝杠，其精度在6级以上、硬度在35HRC以下的精密丝杠，多用于轻载荷、工作频率低、润滑条件好的结构中。它常用碳含量较高的钢，如T10A、T12A等，它对材料的要求，除与普通精度软丝杠相似的条件外，还要求材料的磨削加工性能好、不易磨焦表面、产生磨裂的敏感性低、磨削表面粗糙度低等。 对于高精度精密硬丝杠而言，要求其心部具有一定的强度和朔韧性，表面滚道要有高硬度（一般为58～63HRC），以保证有足够的承载能力，能够带动很重的载荷作自由的精确运动，这就要求所使用材料的抗拉强度要达到700～
1000Mpa，还应有一定的韧性和精度稳定性，工件在制造过程中还要求有良好的冷热加工的工艺性能。 梯形丝杠用材： ①普通精度（指7～9级）丝杠对于轻载荷常用非合金中碳结构钢（如45、50钢）制造，经正火、调质处理，或用冷轧易切削钢（如Ｙ45ＭnＶ）直接机械加工而成。对于有耐磨性要求的可选用调质非合金结构钢（如45、40Cr钢），制造，经氮碳共渗处理后直接使用。用于测量、受力不大的丝杠可选用调质非合金结构钢（如45、40Cr钢），经感应加热表面淬火后使用。 ②高精度（指6级以上）丝杠对轻载荷常用非合金（碳素）或低合金工具钢（如T10A、T12A或9Mn2V、CrWMn钢）制造，经调质或球化退火处理。对工作频繁的丝杠常用低合金工具钢（如9Mn2V、CrWMn钢）制造、整体淬火，还可采用高级渗氮专用钢（如38CrMoA1A、35CrMo钢）制造并经渗氮处理，用于承受较高温度场合。对要求耐磨的小规格丝杠可用渗碳低合金钢（如20CrMnTi钢）制造，经渗碳＋淬火＋低温回火后使用。对于在高温下工作的丝杠可采用沉淀硬化不锈钢（如0Cr17Ni4Cu4Nb）制造，经固溶＋时效处理后使用。
丝杆螺母的选择
丝杆螺母的选择 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
滑动螺旋工作时，主要承受转矩及轴向拉力（或者压力）的作用，同时在螺杆和螺母的旋合螺纹间有较大的相对滑动，其失效形式主要是螺纹磨损，因此，滑动螺旋的基本尺寸，通常的根据耐磨性条件确定。下面计算丝杆的耐磨性。 已知：F=41048（N ） 查《机械设计》有： d 2≥ ][P h p F φπ??? 对于梯形螺纹有h=，《查机械设计》有[]p =22MP 则[] p F d φ8.02≥ 式中：φ在传动精度较高，载荷较大，寿命长时，取4=φ ][P 为材料的许用压力，查《机械设计》[]1可得][P =22Mpa [] p F d φ8.02≥= 可以取d 2=，满足d 2的要求。 其公称直径d=55mm 外螺纹mm d 453= 内螺纹mm D mm D 465614== 螺距p=9mm 螺母高度 H=202mm （3）丝杆强度计算 由扭矩
T=F 0tan （V ??+）2 2d 查《机械设计》[]1得，对于M10~M16普通螺纹取tan v ?= cos ?= D d D 2- 已知D=100mm t=25mm cos ?= D d D 2-= 所以 tan ?= T=F 0tan （V ??+）22d =41048?25.50732.117.01732.117.0??-+=2794023(Pa) 危险截面 ca σ=212)4(31d T F A +][σ≤=4 s σ 式中：A---是丝杆的最小截面积 A=214d π ca σ=21 2)4(31d T F A +MPa 26≈ 查《机械设计》[]1得，s σ=320~360Mpa 所以ca σ][σ≤ 结论是之前取的丝杆数据符合强度要求 （4）螺母强度计算 由于螺母的材料强度小于丝杆，故只需要校核螺母螺纹牙的强度 选取螺母高度H=202mm 螺纹牙危险截面a —a 的弯曲强度条件为
丝杠螺母机构的选择与计算
丝杠螺母机构的选择与计算 5.2.1 确定滚珠丝杠副的导程 滚珠丝杠副的导程按下式计算： (5-1) 式中 h P —滚珠丝杠副的导程，（mm ）； Vmax —工作台最高移动速度，（min /m ）； max n —电机最高转速，（min /r ）； 由进给系统设计要求知： Vmax=2.5min /m 查阅《机械设计手册》[13]得： 步进电机110BF003的最高转速n max =500min /r 。 将数值代入上式(5-1)可得：P h ≥5mm 。 故取P h =S=6mm 。 5.2.2 强度计算 动载强度计算 1）对于燕尾型导轨的牵引力计算 F m =KF X +f(F z +2F Y +G) (5-2) 取 K=1.4 f=0.2 考虑工作台在移动过程中只受G 影响 故 F 1m =fG (5-3) =0.2×30×9.8 =58.8(N ) 考虑工作台在加工时静止只受F X 影响 故 F 2m = KF X (5-4) =1.4×9.8×130 max max n V P h
=1783.6(N ) 故F m = F 1m ＋ F 2m =58.8N ＋1783.6N =1842.4N 2）.计算最大动载荷 C 当转速 min 10r n ≥时，滚珠丝杠螺母的主要破坏形式是工作表面的疲 劳点蚀，因此要进行动载强度计算，其计算动载荷)(N c C 应小于或等于滚珠丝杠螺母副的额定动载荷，即 r eq H d c F F f f T C ≤=3' (5-5) 式中 d f —动载荷系数； H f —硬度影响系数； eq F —当量动载荷，N ； r F —滚珠丝杠螺母副的额定动载荷，N ； 'T —寿命，以r 610为一个单位。 (5-6) 式中 T —使用寿命，h ； N —循环次数； eq n —滚珠丝杠的当量转速，min r 。 取 T=15000h min 667.4166 1000 5.2max r s v n eq =?== (5-7) 代入数据可得： 取2.1=d f 取f H =1.0 当工作载荷单调连续或周期性单调连续变化时，则 N T n T eq 661010 60'-==
滚珠丝杠螺母副的计算和选型
Δ3 一、进给传动部件的计算和选型 进给传动部件的计算和选型主要包括:确定脉冲当量、计算切削力、选择滚珠丝杠螺母副、计算减速器、选择步进电机等。 1、脉冲当量的确定 根据设计任务的要求，X方向的脉冲当量为δx=0.005mm/脉冲，Z 方向为δz=0.01mm/脉冲。 2、切削力的计算 切削力的分析和计算过程如下： 设工件材料为碳素结构钢，σb=650Mpa；选用刀具材料为硬质合金YT15；刀具几何参数为：主偏角κr=60°，前角γo=10°，刃倾角λs=-5°；切削用量为：背吃刀量a p=3mm，进给量f=0.6mm/r，切削速度vc=105m/min。 查表得：C Fc=2795，x Fc=1.0，y Fc=0.75，n Fc=-0.15。 =0.94；刃倾角、前角和刀尖圆查表得：主偏角κr的修正系数k κrFc 弧半径的修正系数均为1.0。 由经验公式（3—2）,算得主切削力F c=2673.4N。由经验公式F c：F f： F p=1：0.35：0.4，算得进给切削力F f=935.69N，背向力F p=1069.36N。 3、滚珠丝杠螺母副的计算和选型 （1）工作载荷F m的计算 已知移动部件总重G=1300N；车削力F c=2673.4N，F p=1069.36N，F f=935.69N。根据F z=F c，F y=F p，F x=F f的对应关系，可得：F z=2673.4N，F y=1069.36N，F x=935.69N。 选用矩形—三角形组合滑动导轨，查表，取K=1.15，μ=0.16，代入F m=KF x+μ（F z+G），得工作载荷F m=1712N。 （2）最大动载荷F Q的计算 设本车床Z向在最大切削力条件下最快的进给速度v=0.8m/min，初选丝杠基本导程P h=6mm，则此时丝杠转速n=1000v/P h=133r/min。取滚珠丝杠的使用寿命T=15000h，代入L0=60nT/106，得丝杠系数
丝杠的选型及计算
丝杠的选型及计算 3.1丝杠的介绍 3.1.1丝杠螺母机构基本传动形式： 丝杠螺母机构又称螺旋传动机构。它主要用来将旋转运动变为直线运动或将直线运动变为旋转运动，有以传递能量为主的（如螺旋压力机），也有以传递运动为主的（如工作台的进给丝杠）。 丝杠螺母机构有滑动摩擦和滚动摩擦之分。滑动丝杠螺母机构结构简单，加工方便，制造成本低，具有自锁功能。但其摩擦阻力大，传动效率低（30%~40%）。滚动丝杠螺母机构虽然结构复杂制造成本高。但其最大优点是摩擦阻力小，传动效率高（92%~98%），因此选用滚动丝杠螺母机构。 根据工作台运动情况，应选择丝杠传动螺母移动的形式，该传动形式需要限制螺母的转动，故需导向装置。其特点是结构紧凑，丝杠刚性较好，适用于工作行程较大的场合。 3.1.2滚珠丝杠副的组成及特点: 滚珠丝杠副是一种新型螺旋传动机构，其具有螺旋槽的丝杠与螺母之间装有中间传动元件—滚珠。滚珠丝杠螺母机构由丝杠，螺母，滚珠，和反向器等四部分组成。当丝杠转动时，带动滚珠沿螺纹滚道滚动，为防止滚珠从滚道端面掉出，在螺母的螺旋槽两端设有滚珠回程引导装置构成滚珠的循环返回通道，从而形成滚珠流动的闭合通路。 滚珠丝杠副与滑动丝杠副相比，除上述优点外，还具有轴向刚度高，运动平稳，传动精度高，不易磨损，使用寿命长等优点。但由于不能自锁，具有传动的可逆性，在用做升降传动机构时，需要采取制动等措施。 3.1.3滚珠丝杠的结构形式 按照用途和制造工艺的不同,滚珠丝杠副的结构形式很多。一般,根据钢球的循环形式,消除轴向间隙和调整预紧的方法以及螺纹滚道法向截面形状的不同,将其区分成不同的结构形式进行研究。 1)钢球循环方式 按钢球返回时是否脱离丝杠表面可分为内循环和外循环两大类，见表3-1[1]。若钢球在循环过程中，始终与丝杠表面保持接触，称内循环；否则，称外循环。通常，把在同一螺母上所具有的循环回路的数目，称为钢球的列数，常用的有2~4列。而把每一循环回路中钢球所经过的螺纹滚道圈数（导程数）称为工作圈。
机械设计中丝杠螺母副计算校核
1、螺纹副耐磨性计算 《机械设计（第四版）》公式（6.20），螺纹中径计算公式： ] [2P h Fp d φπ≥ 式中， N F 轴向力，- 2.1=-φφ整体式螺母取 1.3,81][表许用压强MPa P - 6m m 螺距， -p mm p h h 365.05.0=?==-螺纹工作高度， 螺母为整体式并且磨损后间隙不能调整，2.1,5.22.1=-=φφ取；该螺旋机构为人力驱动，因此][P 提高20%，MPa P 6.212.118][=?=。 mm P h FP d 3.296 .212.1314.36 49153][2=????=≥ φπ 6 12 6 12 注：当ф＜2.5或人力驱动时，[p]值可提高20％；若为剖分螺母时则[p]值应降低15～20％。
图3.？ 螺旋副受力图 牙型角α=30°，螺距P 由螺纹标准选择P=6mm 牙顶间隙ac ;25.0,55.1=-=ac p ;5.0,126=-=ac p ;1,4414=-=ac p 外螺纹 大径(公称直径)，根据各企业自行制定的行业标准（或自行设计加工)取d=44mm 中径mm p d d 415.02=-= 小径mm h d d 37231=-= 牙高mm ac p h 5.35.03=+= 内螺纹 大径mm ac d D 452=+= 中径mm d D 1422== 小径mm p d D 381=-= 牙高mm h H 5.334==
牙顶宽mm p f 196.2366.0== 牙槽底宽mm ac p w 9145.10563.366.0=-= 螺纹升角4470.0tan 2 == d np πψ 因此选用644?T 的螺杆，其参数为： 公称直径（mm ） d 螺距（mm ） P 中径（mm ） 22D d = 大径（mm ） D 小径（mm ） 1d 1D 44 6 41 45 37 38 2、螺纹牙强度计算 螺纹牙的剪切和弯曲破坏多发生在螺母。 螺纹牙底宽 mm p t 8.36634.0634.01=?== 螺母旋合长度94.3143.22'=?==d H φ
丝杠螺母传动机构学习资料
丝杠螺母传动机构
丝杠螺母机构又称螺旋传动机构。它主要用来将旋转运动变换为直线运动或将直线运动变换为旋转运动。有以传递能量为主的(如螺旋压力机、千斤顶等)；也有以传递运动为主的如机床工作台的进给丝杠)；还有调整零件之问相对位置的螺旋传动机构等。 丝杠螺母机构有滑动摩擦机构和滚动摩擦机构之分。滑动丝杠螺母机构结构简单，加工方便，制造成本低，具有自锁功能，但其摩擦阻力矩大、传动效率低(30％～40％)。滚珠丝杠螺母机构虽然结构复杂、制造成本高，不能自锁，但其最大优点是摩擦阻力矩小、传动效率高(92％～98％)，精度高，系统刚度好，运动具有可逆性，使用寿命长，因此在机电一体化系统中得到大量广泛应用。本节主要介绍滚珠丝杠螺母机构。 1．工作原理如图2—1所示，丝杠4和螺母1的螺纹滚道间置有滚珠2，当丝杠或螺母转动时，滚珠2沿螺纹滚道滚动，则丝杠与螺母之间相对运动时产生滚动摩擦，为防止滚珠从滚道中滚出，在螺母的螺旋槽两端设有回程引导装置3，如图2一la所示的反向器和图2—1b所示的挡珠器，它们与螺纹滚道形成循环回路，使滚珠在螺母滚道内循环。 2．传动形式根据丝杠和螺母相对运动的组合情况，其基本传动形式有如图2—2所示的四种类型。
(1)螺母固定、丝杠转动并移动如图2—2a所示，该传动形式因螺母本身起着支承作用，消除了丝杠轴承可能产生的附加轴向窜动，结构较简单，可获得较高的传动精度。但其轴向尺寸不宜太长，否则刚性较差。因此只适用于行程较小的场合。 (2)丝杠转动、螺母移动如图2-2b所示，该传动形式需要限制螺母的转动，故需导向装置。其特点是结构紧凑，丝杠刚性较好。适用于工作行程较大的场合。 (3)螺母转动、丝杠移动如图2_2c所示，该传动形式需要限制螺母移动和丝杠的转动，由于结构较复杂且占用轴向空间较大，故应用较少。 (4)丝杠固定、螺母转动并移动如图2—2d所示，该传动方式结构简单、紧凑，但在多数情况下使用极不方便，故很少应用。 此外，还有差动传动方式，其传动原理如图2_3所示。该方式的丝杠上有基本导程(或螺距)不同的(如L01、L02)两段螺纹，其旋向相同。当丝杠2转动时，可动螺母1的移动距离s=n(L01-L02)(n为丝杠转速)，如果两基本导程的大小相差较少，则可获得较小的位移s。因此，这种传动方式多用于各种微动机构中。
丝杠螺母传动机构
丝杠螺母机构又称螺旋传动机构。它主要用来将旋转运动变换为直线运动或将直线运动变换为旋转运动。有以传递能量为主的(如螺旋压力机、千斤顶等)；也有以传递运动为主的如机床工作台的进给丝杠)；还有调整零件之问相对位置的螺旋传动机构等。 丝杠螺母机构有滑动摩擦机构和滚动摩擦机构之分。滑动丝杠螺母机构结构简单，加工方便，制造成本低，具有自锁功能，但其摩擦阻力矩大、传动效率低(30％～40％)。滚珠丝杠螺母机构虽然结构复杂、制造成本高，不能自锁，但其最大优点是摩擦阻力矩小、传动效率高(92％～98％)，精度高，系统刚度好，运动具有可逆性，使用寿命长，因此在机电一体化系统中得到大量广泛应用。本节主要介绍滚珠丝杠螺母机构。 1．工作原理如图2—1所示，丝杠4和螺母1的螺纹滚道间置有滚珠2，当丝杠或螺母转动时，滚珠2沿螺纹滚道滚动，则丝杠与螺母之间相对运动时产生滚动摩擦，为防止滚珠从滚道中滚出，在螺母的螺旋槽两端设有回程引导装置3，如图2一la所示的反向器和图2—1b所示的挡珠器，它们与螺纹滚道形成循环回路，使滚珠在螺母滚道内循环。 2．传动形式根据丝杠和螺母相对运动的组合情况，其基本传动形式有如图2—2所示的四种类型。 (1)螺母固定、丝杠转动并移动如图2—2a所示，该传动形式因螺母本身起着支承作用，消除了丝杠轴承可能产生的附加轴向窜动，结构较简单，可获得较高的传动精度。但其轴向尺寸不宜太长，否则刚性较差。因此只适用于行程较小的场合。 (2)丝杠转动、螺母移动如图2-2b所示，该传动形式需要限制螺母的转动，故需导向装置。其特点是结构紧凑，丝杠刚性较好。适用于工作行程较大的场合。
(3)螺母转动、丝杠移动如图2_2c所示，该传动形式需要限制螺母移动和丝杠的转动，由于结构较复杂且占用轴向空间较大，故应用较少。 (4)丝杠固定、螺母转动并移动如图2—2d所示，该传动方式结构简单、紧凑，但在多数情况下使用极不方便，故很少应用。 此外，还有差动传动方式，其传动原理如图2_3所示。该方式的丝杠上有基本导程(或螺距)不同的(如L01、L02)两段螺纹，其旋向相同。当丝杠2转动时，可动螺母1的移动距离s=n(L01-L02)(n为丝杠转速)，如果两基本导程的大小相差较少，则可获得较小的位移s。因此，这种传动方式多用于各种微动机构中。 3．结构类型 (1)螺纹滚道截面形状我国生产的滚珠丝杠副的螺纹滚道有单圆弧型和双圆弧型，如图2—4所示。滚道型面与滚珠接触点的法线同丝杠轴向的垂线间的夹角α称为接触角，般为45°。单圆弧型的螺纹滚道的接触角随轴向载荷大小的变化而变化，这主要由轴向载荷所引起的接触变形的大小而定。α大时，传动
滚珠丝杠的选型经验
滚珠丝杠的选型 ?浏览：577 ?| ?更新：2013-07-13 12:17 选型：滚珠丝杠的选型过程中对滚珠丝杠本身需要注意的主要参数如下-- 1---公称直径。即丝杠的外径，常见规格有12、14、16、20、25、32、40、50、63、80、100、120，不过请注意，这些规格中，各厂家一般只备16~50的货，也就是说，其他直径大部分都是期货（见单生产，货期大约在30~60天之间，日系产品大约是2~2.5个月，欧美产品大约是3~4个月）。公称直径和负载基本成正比，直径越大的负载越大，具体数值可以查阅厂家产品样本。这里只说明两个概念：动额定负荷与静额定负荷，前者指运动状态下的额定轴向负载，后者是指静止状态下的额定轴向负载。设计时参考前者即可。需要注意的是，额定负荷并非最大负荷，实际负荷与额定负荷的比值越小，丝杠的理论寿命越高。推荐：直径尽量选16~63。 2---导程。也称螺距，即螺杆每旋转一周螺母直线运动的距离，常见导程有1、2、4、6、8、10、16、20、25、32、40，中小导程现货产品一般只有5、10，大导程一般有1616、2020、2525、3232、4040（4位数前两位指直径，后两位指导程），其他规格多数厂家见单生产。导程与直线速度有关，在输入转速一定的情况下，导程越大速度越快。推荐：导程尽量选5和10。 3---长度。长度有两个概念，一个是全长，另一个是螺纹长度。有些厂家只计算全长，但有些厂家需要提供螺纹长度。螺纹长度中也有两个部分，一个是螺纹全长，一个是有效行程。前者是指螺纹部分的总长度，后者是指螺母直线移动的理论最大长度，螺纹长度=有效行程+螺母长度+设计裕量（如果需要安装防护罩，还要考虑防护罩压缩后的长度，一般按防护罩最大长度的1／8计算）。在设计绘图时，丝杠的全长大致可以按照一下参数累加：丝杠全长=有效行程+螺母长度+设计余量+两端支撑长度（轴承宽度+锁紧螺母宽度+裕量）+动力输入连接长度（如果使用联轴器则大致是联轴器长度的一半+裕量）。特别需要注意的是，如果你的长度超长（大于3米）或长径比很大（大于70），最好事先咨询厂家销售人员可否生产，总体的情况是，国内厂家常规品最大长度3米，特殊品16米，国外厂家常规品6米，特殊品22米。当然不是说国内厂家就不能生产更长的，
丝杠的选择参考
理论上应该先选丝杠再选电机的，如果电机已经选完了，那就大致按以下步骤选丝杠吧：1---以负载确定直径。电机性能参数中有输出扭矩，如果还带减速器也要算进去（考虑效率），计算一下实际工况中需要多大推力，滚珠丝杠样本（跟厂家要）有负载参数（即推力参数，一般标示为动负荷和静负荷，看前者即可），选择滚珠丝杠的公称直径。2---以直线速度和旋转速度确定滚珠丝杠导程。电机确定了就知道输出转速，考虑一下你需要的最大直线速度，把电机转速（如果带减速器再除以减速比）乘以丝杠导程的值就是直线速度，该值大于需要值即可。3---以实际需要确定确定滚珠丝杠长度（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。4---以实际需要确定滚珠丝杠精度。一般机械选C7 以下即可，数控机床类选C5 的比较多（对应国内标准一般是P5~P4 和P4~P3 级，具体参看样本）。5---以安装条件和尺寸结构等确定滚珠丝杠螺母形式（螺母有很多结构，不同的螺母结构尺寸略有不同，视情况选择，建议不要选太特殊的，万一出点毛病维修换件无门）。6---询问所选产品厂家的价格、付款条件和交货时间。这一点设计人员不要以为就是采购的事，事实上很多厂家（进口国产一个样）的产品样本上有的型号它根本就不生产或者不接小额订单，印上去大概是为了显示我是大厂，无所不能造。别等你选完了出完图了其他件按这个型号开始做配件了去购买的时候人家告诉你这个型号交货期需要3、4 个月就完蛋了。7---选择确定安装方式（端部）。这个安装件可以自己设计，也可以买现成的，有标准安装座可选。自己设计注意受力状态，轴承最好选择7000 或3000 系列的，因为丝杠工作时主要受轴向力，径向受力要尽力避免。8---考虑导向件和安装能力。推荐和滚珠丝杠配套的导向件选择滚珠直线导轨，当然直线轴和直线轴承的搭配是相对经济的选择。9---根据以上已确定条件绘出滚珠丝杠图纸（主要是端部安装尺寸，这个要详细，要提供形位尺寸和公差）。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）DN 值得限制不是直径越小则转速越高，因为首先确定的进给速度，当通过进给速度计算的丝杠转速太高可通过增加导程以降低转速，来满足DN 值要求，滚珠丝杠规格型号选型1、确定定位精度2、通过马达及对速度的要求来确定丝杠导程3、查看螺母尺寸确定行程及相关丝杠轴端数据4、通过负载及速度分布（加减速）来确定平均轴向力和转速5、通过平均轴向力确定预压力6、预期寿命，轴向负荷，转速确定动额定负荷7、基本动额定负荷，导程，临界转速，DmN 值限制确定丝杠外径及螺母形式8、外径，螺母，预压，负荷确定刚性（机台设计）9、环境温度，螺母总长确定热变及累积导程10、丝杠刚性，热变位确定预拉力11、机床最高速度，温升时间，丝杠规格确定马达驱动扭矩及规格DN 值： 滚珠丝杠副速选的基本原则种类的选择：目前滚珠丝杠副的性价比已经相当高，无特别大的载荷要求时，都选择滚珠丝杠副，它具有价格相对便宜，效率高，精度可选范围广、尺寸标准化安装方便等优点。在精度要求不是太高时，通常选择冷轧滚珠丝杠副，以便降低成本；在精度要求高或载荷超过冷轧丝杠最大规格额定载荷时需选择磨制或旋铣滚珠丝杠副。不管何类滚珠丝杠副，螺母的尺寸尽量在系列规格中选择，以降低成本缩短货期。精度级别的选择：滚珠丝杠副在用于纯传动时，通常选用“T”类（即机械手册中提到的精度级别的选择传动类），其精度级别一般可选“T5”级（周期偏差在1 丝以下）“T7”级或“T10”级，其，总长范围内偏差一般无要求（可不考虑加工时温差等对行程精度的影响，便于加工）因而，。价格较低（建议选“T7” ，且上述3 种级别的价格差不大）；在用于精密定位传动（有行程上的定位要求）时，则要选择“P”类（即机械手册中提到的定位类），精度级别要在“P1” 、“P2”“P3”“P4”“P5”级（精度依次降低）、、、，其中“P1”“P2”级价格很贵，一般用于、非常精密的工作母机或要求很高的场合，多数情况下开环使用（非母机），而“P3”“P4” 、级在高精度机床中用得最多、最广，需要很高精度时一般加装光栅，
丝杆螺母的选择-精品资料
内螺纹D56mm 46mm T=F0 tan cos = D 2d 滑动螺旋工作时，主要承受转矩及轴向拉力（或者压力）的作用，同时在螺杆和螺母的旋合螺纹间有较大的相对滑动，其失效形式主要是螺纹磨损，因此，滑动螺旋的基本尺寸，通常的根据耐磨性条件确定。下面计算丝杆的耐磨性。 已知：F=41048 （ N） 查《机械设计》有： h [P] 对于梯形螺纹有h=0.5P，《查机械设计》有p =22MP 则 d20.8 式中：在传动精度较高，载荷较大，寿命长时，取 4 [P]为材料的许用压力，查《机械设计》1可得[P] =22Mpa d20.8=17.28mm 2, P 可以取d2 =50.5mm 满足d2的要求。 其公称直径d=55mm 外螺纹d345mm 螺距p=9mm 螺母高度H=202mm （3）丝杆强度计算由扭矩 查《机械设计》1得，对于M10~M1普通螺纹取tan v=0.17 已知 D=100mm t=25mm cos =J=0.5 所以
6 F I D b 2 u [b ] b=0.65P=5.85mm tan =1.732 式中：A---是丝杆的最小截面积 查《机械设计》1得，s =320~360Mpa 所以ca [] 结论是之前取的丝杆数据符合强度要求 (4) 螺母强度计算 由于螺母的材料强度小于丝杆，故只需要校核螺母螺纹牙的强度 选取螺母高度H=202mm 螺纹牙危险截面a —a 的弯曲强度条件为 [b ] 80 ~ 108(MP) 左右螺母均为101mm (5) 丝杆的稳定性计算 临界载荷Fcr 可以按欧拉公式计算 Fcr= T=F 0ta n ( V ) d2 =41048 2 0.17 1.732 1 0.17 1.732 50 5 505 =2794023(Pa) 2 危险截面 3 (4T )2 []= A — 4 d 2 4T 2 3( )2 d 1 26MPa l--- 弯曲力臂，mm l= D 一D 2 2 H 22.44 P [ ]---螺母材料的许用切应力 [ b ]---螺母材料的许用弯曲应力 所以 6 F l 2 =9.24MP [ b 式中：b---螺纹牙根部的厚度, mm 对于梯形螺纹, D b 2 u
滚珠丝杠螺母副的计算和选型(同名22624)
滚珠丝杠螺母副的计算和选型(同名22624)
Δ3 一、进给传动部件的计算和选型 进给传动部件的计算和选型主要包括:确定脉冲当量、计算切削力、选择滚珠丝杠螺母副、计算减速器、选择步进电机等。 1、脉冲当量的确定 根据设计任务的要求，X方向的脉冲当量为δx=0.005mm/脉冲，Z 方向为δz=0.01mm/脉冲。 2、切削力的计算 切削力的分析和计算过程如下： 设工件材料为碳素结构钢，σb=650Mpa；选用刀具材料为硬质合金YT15；刀具几何参数为：主偏角κr=60°，前角γo=10°，刃倾角λs=-5°；切削用量为：背吃刀量a p=3mm，进给量f=0.6mm/r，切削速度vc=105m/min。 查表得：C Fc=2795，x Fc=1.0，y Fc=0.75，n Fc=-0.15。 =0.94；刃倾角、前角和刀尖圆查表得：主偏角κr的修正系数k κrFc 弧半径的修正系数均为1.0。 由经验公式（3—2）,算得主切削力F c=2673.4N。由经验公式F c：F f：F p=1：0.35：0.4，算得进给切削力F f=935.69N，背向力 F p=1069.36N。 3、滚珠丝杠螺母副的计算和选型 （1）工作载荷F m的计算 已知移动部件总重G=1300N；车削力F c=2673.4N，F p=1069.36N，F f=935.69N。根据F z=F c，F y=F p，F x=F f的对应关系，可得：F z=2673.4N，F y=1069.36N，F x=935.69N。 选用矩形—三角形组合滑动导轨，查表，取K=1.15，μ=0.16，代入F m=KF x+μ（F z+G），得工作载荷F m=1712N。 （2）最大动载荷F Q的计算 设本车床Z向在最大切削力条件下最快的进给速度v=0.8m/min，初