1滚珠丝杠副的载荷计算
=b{!p | e=8z,.Xk (1) 工作载荷F
2[O\"a% jt*VD>ji 工作载荷F是指
数控机床工作时,实际作用在
滚珠丝杠上的轴向作用力,其数值可用下列进给作用力的实验公式计算:
I3#h 对于燕尾形导轨机床
q h+c}"4m F=kFx+f'(Fz+2Fy+W)(1)
PB
W.nm 对于矩形导轨机床
2l8TX #K F=kFx+f'(Fz+Fy+W)(2)
UC u4S > 对于三角形或组合导轨机床
B!;qz[]I F=kFx+f'(Fz+W)(3)
6v]y\+ 对于钻镗主轴圆导轨机床
zvDg1p F=Fx+f*2M/dz (4)
SWrt 4G 对于滚动导轨机床
qv+8wJ(( F=Fx+f'(Fz+W)+Fr(5)
hj8S".A_ 式(1)~(5)中:Fx、Fy、Fz—x、y、z方向上的切削分力,N;
voD0u Fr—密封阻力,N;W—移动部件的
重量,N; M—主轴上的扭矩,N·m;dz—主轴直径,mm;
4!I;U>b b f′—导轨摩擦系数; f—轴套和轴架以及主轴的键的摩擦系数; k—考虑颠覆力矩影响的实验系数。 正常情况下,k、f'与f可取表1数值。
{m<NPtp910 (2) 最小载荷Fmin
最小载荷F?min为数控机床空载时作用于滚珠丝杠的轴向载荷。此时,Fx=Fy=Fz=0。
(3) 最大工作载荷F?max
最大载荷F?max为机床承受最大切削力时作用于滚珠丝杠的轴向载荷。
(4) 平均工作载荷Fm与平均转速nm
当机床工作载荷随时间变化且此间转速不同时,
当工作载荷与转速接近正比变化且各种转速使用机会均等时,可用下式求得Fm和nm。 Fm=(2Fmax+Fmin)/3(8) pE^j Uxk6
nm=(nmax+nmin)/2(9)
2滚珠丝杠副主要技术参数的确定
(1) 导程Ph
根据机床传动要求,负载大小和传动效率等因素综合考虑确定。一般选择时,先按机床传动要求确定,其公式为:
Ph≥vmax/nmax(10)
式中:vmax—机床工作台最快进给速度,mm/min; nmax—驱动电机最高转速,r/min。 在满足控制系统分辨率要求的前提下,Ph应取较大的数值。 (2) 螺母选择 由于数控机床对滚珠丝杠副的刚度有较高要求,故选择螺母时要注重其刚度的保证。推荐按高刚度要求选择预载的螺母型式。其中插管式外循环的端法兰双螺母应用最为广泛。它适用重载荷传动、高速驱动及精密定位系统。并在大导程、小导程和多头螺纹中具有独特优点,且较为经济。 ①滚珠的工作圈数i和列数j。根据所要求性能、工作寿命,推荐按表2选取。
②法兰形状。按安装空间由标准形状选择,亦可根据需要制成特殊法兰形状。
(3) 导程精度选择
根据机床定位精度,确定滚珠丝杠副导程的精度等级。一般情况下,推荐按下式估算:
E ≤ (1/4 ~ 3/5) Td (11)
式中:E——累计代表导程偏差,μm; TD——机床有效行程的定位精度,μm。 典型机床进给滚珠丝杠的精度等级选择见表3。