求有关丝杆载荷的计算公式

  梯形丝杠的选择 【动态容许扭矩T和动态容许推力F】 0 梯形丝杠 动态容许扭矩 (T) 和动态容许推力 (F) 表示为轴承齿面上接触面压为 9.8N/mm2 时的扭矩和推力. 这些数 值被用来作为梯型丝杠强度的基准. 【pV值】 使用滑动轴承时 , 用接触面压 (p) 与滑动速度 (V) 的乘积 , 即 pV 值作为判断能否使用某种型号的基 准. 使用图1中所示的相应pV值作为选择梯型丝杠 的基准. pV值还随润滑条件的不同而变化. 面压 p N/mm2 滑动速度 V(m/min) 图1 pV值 fS:安全系数 在计算梯型丝杠上承受的负荷时 , 有必要获得随 物体重量和运动速度而变化的惯性力产生效果的 准确资料. 一般来说,对于往复运动或旋转运动的 装置,要准确获得所有的系数是不容易的,例如经 常重复发生的起动停止时的冲击等. 因此,如果不 能获得实际负荷资料,则有必要在选择轴承时,考 虑表1中显示的根据经验得到的安全系数(fS). 梯形丝杠 表1 安全系数(fS) 负荷的种类 对于不常使用的静态负荷 对于普通的单方向负荷 对于振动/冲击伴随而来的负荷 fS的下限 1～2 2～3 4或更多 A-845 fT:温度系数 如果梯型丝杠的温度超过了常温范围 , 梯型丝杠 的耐焦化性和材料的强度将会下降. 因此,有必要 将动态容许扭矩 (T) 和动态容许推力 (F) 乘以图 2 中显示的相应温度系数. 注)对于微型梯型丝杠,请在60 以下环境中使用. 因此,当选择梯型丝杠时,在强度方面需要满足以 下等式: 动态容许扭矩(T) 使用温度 图2 温度系数 fS 静态容许推力(F) fTT PT fTF PF fS fS fT T PT F PF :安全系数 :温度系数 (参照A-845上的表1) (参照图2) (N m) (N m) (N) (N) :动态容许扭矩 :承受的扭矩 :动态容许推力 :轴向负荷 表面硬度与耐磨损性 轴的硬度对梯型丝杠的耐磨损性影响极大,如果硬 度等于或小于 250HV, 磨损量就会如图 3 所示增大. 通过滚轧的加工硬化,滚轧轴的表面硬度能够达到 250HV以上,而表面粗糙度为0.20a或更低.因此,滚 轧轴能够得到很高的耐磨损性. 磨损量 mm 另外,表面粗糙度最好为0.80a或更低. 温度系数 fT 接触面硬度 HV 图3 表面硬度与耐磨损性 A-846 选择的要点 梯形丝杠的选择 【计算接触面压p】 p值可按如下计算: 承受轴向负荷时: p= p F PF PF F 9.8 (N) (N) :轴向负荷(PF N)情况下齿面的接触面压 (N/mm2) :动态容许推力 :轴向负荷 承受扭矩时: p= p T PT PT T 9.8 :在施加负荷扭矩 T N m) (P 情况下齿面的接触面压 (N/mm2) :动态容许扭矩 :承受的扭矩 (N m) (N m) 【计算齿面滑动速度V】 V值可按如下计算: V= V Do n R 2 π Do n 103 :滑动速度 :有效直径(参照尺寸表) :每分钟转数 :导程 (m/min) (mm) (min-1) (mm) 梯形丝杠 A-847 [计算例] 假设使用梯形丝杠DCMB型,在承受伴随振动的轴向负荷PF=1760N的同时,以进给速度S=10m/min运动的情况下,选 择梯型丝杠. 对pV值加以探讨. 首先, 试探性地选择DCMB25T型 (动态容许推力F=12700N) . 计算接触面压(p). 求出滑动速度(V). 以进给速度S=10m/min运动时,所需的丝杠轴每分钟转数(n)按下式计算: π π 从pV值图 (参照 A-845上的 图1) 中能判断,在p值为1.36N/mm2的情况下,如果滑动速度(V)为16m/min或更低,则 不会有异常的磨损. 其次,求出相对于动态容许推力(F)的安全系数(fS). 使用条件为: 温度系数fT=1, 外加负荷PF=1760N,安全系数则如下计算. 按照负荷种类,fS在4或更大值时能满足强度的要求,因此选择DCMB25T型. A-848 选择的要点 效率, 推力与扭矩 效率, 推力与扭矩 梯形丝杠的效率(η)与摩擦系数(μ )的关系如表2所示. 表2 摩擦系数与效率 摩擦系数(μ) 效率(η) 0.1 0.82 0.15 0.74 0.2 0.67 当施加扭矩时,所发生的推力可用下式计算. Fa =2 π η T/R Fa T R 10–3 (N) (N m) (mm) :产生的推力 :扭矩(输入) :导程 当施加推力时,所发生的扭矩可用下式计算. T = η Fa R T Fa R 10–3/2π (N m) (N) (mm) :产生的扭矩 :推力(输入) :导程 [计算例1] 假设使用梯型丝杠DCMB20T型,当扭矩T=19.6N m时,计算产生的推力. 如果μ 为0.2,则效率η为0.67 (参照表2) ,发生的推力(Fa)如下计算. π η π 梯形丝杠 [计算例2] 假设使用梯形丝杠DCMB20T型,当推力Fa=980N时,计算产生的扭矩. 如果μ 为0.2,则效率η为0.67 (参照表2) ,发生的扭矩(T)如下计算. η π π 精度规格 表3 用于DCMA, DCMB型的多头滚轧丝杠轴的精度 轴标记 精度 单一节距误差 (最大) 累积节距误差 (最大) 注)标记T表示丝杠轴的加工方法. 单位:mm 滚轧轴 T注) ± 0.025 ± 0.2/300 A-849 设计的要点 配合 建议梯形丝杠圆周和支撑座之间的配合采用间隙配合或过渡配合. 支撑座内径公差:H8或J8 梯形丝杠 A-850 安装的方法与维护 安装 【有关支撑座嘴的倒角】 0 梯形丝杠 表1 支撑座嘴的倒角尺寸 单位:mm 为增加梯型丝杠法兰根部的强度 , 需要将角落 处加工为R形. 因此有必要对支撑座嘴的内角进行 倒角. 公称型号 DCMA DCMB 8 嘴的倒角 C (最小) 1.2 1.5 倒角 12 15 17 20 25 30 35 40 45 2 2.5 3 图1 50 【推荐安装方向】 当在竖直方向上使用丝杠轴输送重物时,应如图2 所示安装丝杠才是安全的 , 应在安装孔上提供支 撑以防止移动的物体掉落 , 即使梯型丝杠由于过 载或受到冲击而破裂也没问题. 梯形丝杠 梯形丝杠 运 行 丝杠轴 轴旋转 (轴向固定) 图2 推荐安装方向 A-851 润滑 请根据梯型丝杠的使用条件选择润滑方法.

  8 t# Y3 V( m; g2 h: u, K, [8 W4 n; o

  (1) 具有优良的加工性能，磨削时不易产生裂纹，能得到良好的表面光洁度和较小的残余内应力，对刀具磨损作用较小。

  (3) 有良好的热处理工艺性，淬透性好，不易淬裂，组织均匀，热处理变形小，能获得较高的硬度，来保证丝杠的耐磨性和尺寸的稳定性。

  (4) 材料硬度均匀，金相组织符合规定标准。常用的材料有：不淬硬丝杠常用T10A, T12A及45等；淬硬丝杠常选用9Mn2V，CrWMn等。其中9Mn2V有较好的工艺性和稳定能力，但淬透性差，常用于直径≤50mm的精密丝杠；CrWMn钢的优点是热处理后变形小，适用于制作高精度零件，但其容易开裂，磨削工艺性差。

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