深圳PMI滚珠丝杆选型—计算.doc
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深圳PMI滚珠丝杆选型—计算
1, 马达额定转速 3000 最高速度 250 mm/s
则 丝杆导程 0.25 *60 *1000
3000
2, 根据行程长度 100mm 则确定丝杆长度150mm
3,轴向容许负荷的计算:
C0a : 基本额定静负荷 (kN)
Famax : 容许轴向最大负荷 (kN)
fs : 静的安全系数
COa
fs
4,选者滚珠丝杆轴径 ¢20mm
5,其支撑方法为 固定-------自由 型
6,滚珠丝杆的临界转速计算
N1 : 临界转速 (min-1)
Lb 安装间距
E :杨氏模量 (2.06*105N/mm2)
I : 螺杆轴的最小断面二次矩 ( mm4)
I=πd41 /64 (d1螺杆轴沟槽直径)
r : 密度 (7.85*106kg/mm3)
A:
d: 丝杆轴沟槽直径 (mm)
λ:安装方式系数
D : 滚珠中心径
N1 =λ*(d/ L2b)*107=3.4*(17.2/1502)* 107=51078.6 rpm
N2 =7000/D=7000/20.75=3373.5 rpm
由于N2 N1 所以选较小的为临界转速,即 滚珠丝杆的临界转速为N2
故选
当压头由La运行到Lb 时,轴向刚性产生的误差
Ks1=(π*17.22 *2.06*105 )/4000*50=956.8 N/um
Ks2 =(π*17.22 *2.06*105 )/4000*150=318.9N/um
δ1=1891/956.8=1.976um
δ2=1891/318.9=8.929um
则定位误差为:δ2 -δ1=6.9um
9,丝杆扭矩计算:
T1 摩擦扭矩 (N/mm)
Fa 轴向负荷 (N)
ι 丝杆导程 (mm)
η 丝杆的效率 (0.9~0.95)
A 减速比
M 上模盖和滚珠螺母的质量和 (Kg)
a 加速度
g 重力加速度
Tmax= T3 = Fa3*ι*A/(2*π*η)=3.63 N/m
Fa1=M(a-g)=23.6*(5-9.8)=113.28 N
Fa2 =M(g+a)=23.6*(5+9.8)=349.28 N
Fa3 =10000+M(a+g)=10000+23.6(1.21+9.8)=10259.84 N
Fa4 = Fa5 = Fa7 =Mg=23.6*9.8=231.28 N
Fa6 = Fa2 =349.28 N
Fa8= Fa1 =113.28N
加速时所需的扭矩:
J 惯性矩 (Kg/m2 )
ω 角加速度 (rad/s2 )
M 上模盖和滚珠螺母的质量和 (Kg)
ι 丝杆导程 (mm)
JA 丝杆侧齿轮的惯性矩 (Kg/m2 )
JB 马达侧齿轮的惯性矩
N 马达的每分钟转速 rpm
t 加速时间 s
D 齿轮直径 mm
ω=2π*N/(60*t)=2*3.14*3000/(60*0.05)=6280 rad/s2
JA =M齿轮 *D2/(8*106)=1.1*1002/(8*106)=0.001375 Kg/m2
JB= M齿轮 *D2/(8*106)=0.13*402/(8*106)=2.6*10-5
J=M(L/2π)2 *A2*106 +Js * A2 +JA * A2 +JB
=22.8*(5/2*3.14)2*(2/5)2*10-6+1.23*10-3*(2/5)2+1.3*10-3*(2/5)2+2.6*10-5
=428.3*10-6 Kg/m2
T加 =J*ω*103=428.3*10-6*6280*103=2.7 N/m
Tn 在行程Ln阶段的扭矩
T1= Fa1*ι*A/(2*π*η)- T加 =2.66 N/m
T2= Fa2*ι*A/(2*π*η)+T加 =2.82
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