滚珠丝杆副设计计算

本计算是以搬送装置为前提的寿命计算程序。

参考资料

参考资料: 滚珠丝杠机构的选型与计算    THK滚珠丝杆选型的要点    滚珠丝杠选型设计-自动化机构设计工程师速成宝典 实战篇

工具介绍及使用说明

滚珠丝杆副设计计算

输入设计参数(初始条件)

负载总重量m kg 运行行程L mm
启动时间t1 s 刹车时间t3 s
每分钟往复次数n 最大速度v m/s
导轨摩擦系数μ 运动阻力f N
倾斜角θ ° 减速比i
丝杆传动效率η
马达额定转速N0 期望寿命Lh h

设计参数输入
1.负载总重量m:工件重量m1+工作台重量m2,kg;
2.运行行程L:单程,mm。
3.启动时间t1:默认取0.15,s;
4.刹车时间t3:默认取0.15,s;
5.导轨摩擦系数μ:滚动导轨0.005,滑动0.1~0.2;
6.运动阻力f:包括导向部件阻力(未安装工作台和工件时)和轴向外部负荷(方向始终与运动方向相反);
7.倾斜角θ:水平0,竖直90,°;
8.减速比i:无减速机,直连时填1;
负载运行速度线图    使用姿势示意图

校核丝杠轴向载荷和临界转速

最小导程PBmin mm 选择导程PB mm
选择丝杠外径D mm 丝杠沟槽谷径Dr mm
安装距离La mm 安装方法
校核丝杠轴向载荷
最大轴向载荷F N 允许轴向载荷[F] N
校核临界转速
安装距离Lb mm 最高转速Nmax min-1
允许转速[N] min-1

参数说明:
1.丝杠轴径与导程标准组合:
精密滚珠丝杠轴径与导程
DIN标准滚珠丝杠轴径与导程
轧制滚珠丝杠轴径与导程
丝杠沟槽谷径Dr精确数值可查样本后输入;
2.最大轴向载荷F=mg(sinθ+μcosθ)+ma+f,N;
3.丝杠轴不发生弯曲的载荷P1=1042*Dr4/La2,N;
不发生屈服的载荷P2=116Dr2,N;
允许轴向载荷[F]取P1和P2中的小值。
4.安装距离La,Lb:默认取行程加200,mm;
5.最高转速Nmax=Vmax/Bp,min-1;
6.允许转速[N]=1072*Dr/Lb2,min-1;
此允许转速单指临界转速,丝杠允许转速除不得超过临界转速外,还必须不超过DN允许值,请查样本另外计算。

螺母允许轴向载荷、寿命计算与校核

额定动载荷Ca kN 额定静载荷Ca0 kN
静安全系数fs 允许轴向载荷[C] N
平均负载Fm N 平均转数N r/min
负载系数fw 额定寿命Lr
运行距离寿命Ls km 工作寿命时间Lh h

参数说明:
1.Ca,Ca0数值查样本后输入;
2.额定寿命公式Lr=(Ca/(fw*Fm))3*106,转
3.每分钟平均转数公式N=2*n*L/Pb,min-1;
n--每分钟往返次数;
L--行程;
Pb--导程;
4.工作寿命时间公式Lh=Lr/(60*N),h;
5.运行距离寿命公式
Ls=Lr*Pb*10-6,km;