天津工业大学2014届本科生毕业设计
n1?n2?V10.6??150Ph0.004V20.8??200Ph0.004 （5-2）
n?V3P?13?250h0.004n4?V4P?40.004?1000h② 各种切削方式下，滚珠丝杠轴向载荷
Fi：丝杠轴向载荷 ，pzi：垂向切削力 ，pxi：纵向切削力
由上表得，
pzi(i=1,2,3,4)分别为1200N,500N,200N,0N pxi(i=1,2,3,4)分别为2000 N,1000N,500N,0N 又得知，w1＝300 N，w2＝100 N 代入得Fi(i=1,2,3,4)分别得
F1?PX1?W1?W2?PZ1 F1?2000?300?100?1200 F1?3600NF2?PX2?W1?W2?PZ2F2?1300?300?100?500 F2?1900NF3?PX3?W1?W2?PZ3 F3?500?300?100?200 F3?1100N
F4?PX4?W1?W2?PZ4 F4?0?300?100?0 F4?400N22
5-3）
5-4）
5-5）
5-6）
（ （ （ （ 天津工业大学2014届本科生毕业设计
③ 当量转速
T1,t2 ,t3??tn 工作时间百分比
nm: 当量转速 r/min
tt1t2nnm?n1100?n2100.......?nn100nt1nt2t3t4m?n1100?2100?n3100?n4100 n10m?150*100?200*30505100?250*100?1000*100 nm?15?60?125?50nm?250r/min④ 当量载荷
F3n1*t1?F3*n2*t2+F3*n3*t3+F3n*tm=3F1*234*44nm*100nm*100nm*100nm*100F336003*150*10m=?19003*200*30250*100+11003*250*501000*5250*100+4003250*100*250*100F3m=4.6656*1010*0.06?68.59*108*0.24?6.655*108?12800000Fm=1724N（3）初选滚珠丝杠副
查《现代机床设计手册》公式得知，
63L10?f*f*f*fc?h?60n*?kaht*a?? m?fwFm查表（3.7-52）——表（3.7-54）得
ft＝1，
fh＝1，
fa＝1，
fk＝0.53，
fw=1.3
又得知，Lh＝10000h
代入数据可求得ca＝13589N=13.58KN （4）确定所允许的最小螺纹底径
① 估算滚珠丝杠所允许的最大轴向变形量 ?m?（1/3—1/4）重复定位精度
?m? (1/4—1/5 )定位精度
?m：最大轴向变形量?m
23
5-7）5-8）5-9） （ （ （
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已知重复定位精度10?m 定位精度25?m
①?m＝3?m，②?m＝6?m 取两种结果最小值?m＝3?m
② 估算最小螺纹底径
滚珠丝杠需要预拉伸，故取两端固定的支撑形式 d2m?10 d2m：最小螺纹底径mm
L＝（1.1—1.3）行程+(10—13) 静摩擦力F0=?0W1
已知行程200mm，W1＝300N, ?0=0.2 代入数据得L=280mm，F0＝60N, d2m=5mm （5）确定滚珠丝杠副得规格代号
① 选内循环浮动式法兰，直筒螺母型垫片预紧形式
P② h=4 ca=22000N>cam=13589N 由计算出的
Pcamd2mh，，在《现代机床设计手册》中选取相应规格的滚珠丝杠副
Ph （5-11）
10*F0*LF*L （5-10） ?0.0390?*?m*E?mFF1604
（6）确定滚珠丝杠副预紧力 1FmaxF P=3 其中Fmax＝3600
FP＝1/3*3600=1200N （7）行程补偿与拉伸力
?3?tl*10u① 行程补偿值 C=11.8 （5-12）
式中lu＝Lk?Ln?2La
查《现代机床设计手册》Lk＝200 ＝110，La＝（2—4）
0?t温差取2.5c 代入数据得C=30?m ② 预拉伸力
2Ft＝1.95?td2 （5-13）
LnPh＝15
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代入得Ft＝4807N
（8）确定滚珠丝杠副支承用得轴承代号，规格
① 轴承所承受得最大轴向力
FBmax?Ft?Fmax FBmax?4708?3600 （5-14）
FBmax?8308N② 所选轴承类型
选择两端支点固定支撑形式，选背对背60度角接触圆锥滚子轴承 ③ 轴承内径
1d略小于d2＝20， FBP=3FBmax 取d＝15
带入数据得FBP＝1/3*8308=2770N ④ 轴承预紧力：预力负荷?FBP
⑤ 按《现代机床设计手册》选取轴承型号规格 当d＝15mm，预加负荷为：?FBP 所以选15TAC 47A型号规格的轴承 内径：15mm 外径：47mm 宽 ：15mm 圆角：1mm （9）传动系统刚度 ① 丝杠抗压刚度 丝杠最小抗压刚度
k*d22*102smin＝6.6l1 l1：固定支承距离
d2:丝杠底径
代入数据
ksmin＝528N/?m
25
（5-15）
5-16）
（天津工业大学2014届本科生毕业设计
丝杠最大抗压刚度
2d2*l1**102ksmax＝6 .64l0(l1?l0) （5-17）
代入数据得7200N/?m ② 支承轴承组合刚度
1)一对预紧轴承的组合刚度
KB0?2*2.34*3d2QzFamaxsin5? Z：滚珠数
dQ：滚珠直径mm
? ：轴承接触角
Famax：最大轴向工作载荷N
由《现代机床设计手册》查得
15TAC 47A轴承Famax是预加载荷得3倍
kamax＝6800N/?m KB0=245N/?m 2)支承轴承组合刚度 kb?2KB0 kb＝490N/?m 3)滚珠丝杠副滚珠和滚道的接触刚度
kFpc?k'c(0.1c)1/3a kc：《现代机床设计手册》上的刚度 k'c＝2150 N/?m, ca=Fmax=3600N,
Fp=1200N
代入数据得kc＝1621N/?m （10） 刚度验算及精度选择
d=2，Z＝17，?＝600Q
1?1① kmink?11smink?bkc 1代入前面所算数据得kmin＝
1245 1?1?1 kmaxkk?1smaxbkc 26
5-18）
5-19）
5-20）
（5-21）
（（（
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