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求助大侠:滚珠丝杆选型计算

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发表于 2016-12-27 15:17:56 | 显示全部楼层 |阅读模式
       各位大侠,请哪位提供一些滚珠丝杆的选型计算公式,越详细越好。本人之前选用丝杆和电机全是靠一些经验,现在机械设计要求成本控制,所以每个细节都要进行计算,请大家提供,谢谢

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发表于 2016-12-27 15:23:04 | 显示全部楼层
找生产丝杠的厂家咨询。
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 楼主| 发表于 2016-12-27 15:36:20 | 显示全部楼层
举例如下:请大家帮忙选型:丝杆水平搬运物体,物体重量50KG,搬运行程1000mm,搬运时间为20S,请各位大侠帮忙计算丝杆的选型过程及所需电机的选择过程;反之如果丝杆是垂直举升重物呢?也请一并计算,万分感谢
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发表于 2016-12-27 16:59:06 | 显示全部楼层
http://www.cmiw.cn/thread-476747-1-1.html
这本书里面有详细的选型步骤
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发表于 2016-12-27 18:50:18 | 显示全部楼层
计算是一个技术含量不高,又是很费时间的事,只能自己来。只是你算好后需要考虑启动力附加和安全系数,通常来讲这二项综合率70-130%.特殊行业不论
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发表于 2016-12-27 19:05:02 | 显示全部楼层
任何一家丝杠样本上都有这个。楼主从不翻看样本吗?
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发表于 2016-12-28 16:47:57 | 显示全部楼层
1.滚珠丝杠及电机选型计算
1.1 确定滚珠丝杠副的导程
根据电机额定转速和X向滑板最大速度,计算丝杠导程。X向运动的驱动电机选择松下MDMA152P1V,电机最高转速为4500rpm。电机与滚珠丝杆直连,传动比为1。X向最大运动速度25mm/s,即1500mm/min。则丝杠导程为

实际取,可满足速度要求。
1.2 滚珠丝杠副的载荷及转速计算
滚动导轨承重时的滑动摩擦系数最大为0.004,静摩擦系数与摩擦系数差别不大,此处计算取静摩擦系数为0.006。则导轨静摩擦力:

式中:
——工件及工作台质量,经计算约为1500kg。
——导轨滑块密封阻力,按4个滑块,每个滑块密封阻力5N。
由于该设备主要用于检测,丝杠工作时不受切削力,检测运动接近匀速,其阻力主要来自于导轨、滑块的摩擦力。则有:
rpm

滚珠丝杠副的当量载荷:
≈=108.2N
滚珠丝杠副的当量转速:
rpm
1.3 滚珠丝杠副预期额定动载荷
1.3.1按滚珠丝杠副的预期工作时间计算:

式中:
     ——当量转速,rpm
     ——预期工作时间,测试机床选择15000小时
——负荷系数,平稳无冲击选择=1
——精度系数,2级精度选择=1
——可靠性系数,一般选择=1
1.3.2 按滚珠丝杠副的预期运行距离计算:

式中:
——预期运行距离,一般选择
1.3.3 按滚珠丝杠副的预加最大轴向负载计算:

式中:
——预加负荷系数,轻预载时,选择=6.7
——丝杠副最大载荷
1.4 估算滚珠丝杠的最大允许轴向变形量m
重复定位精度
X向运动的重复定位精度要求为0.005mm,则
mm
1.5 估计算滚珠丝杠副的螺纹底X
1.5.1 根据X向运动行程为1200mm,可计算出两个固定支承的最大距离:

1.5.2 按丝杠安装方式为轴向两端固定,则有丝杠螺纹底X:

式中:
F0——导轨静摩擦力,F0=108.2N
L——滚珠螺母至滚珠丝杠固定端支承的最大距离,L=1580mm
则有

1.6 导程精度的选择
根据X向运动的定位精度要求达到0.005mm/1000mm,则任意300mm。长度的导程精度为0.0015mm。
1.7 确定滚珠丝杠副规格代号
按照丝杠Ph、d2m、Cam选择内循环双螺母式滚珠丝杆,型号为FYND6310-4,精度等级2级。丝杆基本导程Ph=10mm,丝杠底Xd2m=57mm>14.42mm,外Xd=62mm,公称直Xd0=63mm,额定动载荷Ca =48740N >Cam,额定静载荷Cao=156912N。
1.8 电机选择
条件:选择伺服电机驱动,伺服电机选取松下NAS A4系列MDMA152P1V型大惯量电机,其功率:1.5KW, 额定转矩:7.15 N.m, 电机惯量JM:0.00123 Kg.m2
X向运动工件及工作台质量估计最大值约1500Kg。
1.8.1 外部负荷的转动惯量:
丝杆部分的转动惯量:

外部负荷的负荷转动惯量:
   
则有:

加在电机上的转动惯量:

1.8.2 外部负荷产生的摩擦扭矩:

式中:       
——滚珠丝杆副的导程
——未预紧的滚珠丝杆副的效率(2级精度=0.9)
——外加轴向载荷,含导轨摩擦力,其中含切削力为0
1.8.3 预紧力产生的摩擦扭矩:

式中:
——滚珠丝杆副间的预紧力,
1.8.4 支承轴承产生的摩擦扭矩:
选择HRC轴承,型号:7603050TN,查轴承样本可得摩擦力矩:=0.23N.m。
1.8.5 加速度产生的负荷扭矩:
根据设计要求可知:X向工作台运动速度为v=25mm/s,对应电机转速=150rpm,最大加速度为a=40mm/s2,则工作台速度从0升至25mm/s所需时间:
s
当电机转速从=0升至=150rpm时,其负荷扭矩

1.8.6 电机总扭矩:

所选择电机额定扭矩为7.15N.m,大于计算电机总扭矩3倍以上。所选择电机扭矩符合要求。
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发表于 2016-12-28 16:49:59 | 显示全部楼层
公式好像复制不了啊
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发表于 2016-12-29 21:34:45 | 显示全部楼层
说的好像人工成本不是成本似的,有着计算的功夫,好几套图都出完了
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发表于 2016-12-30 14:20:18 | 显示全部楼层
很多东西样本上都有的,再者说,看看设计手册吧
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