徐州工程学院毕业设计(论文)
N10N许强PP?7～ 取8 2mmmm2(2)按耐磨性计算螺纹中径
滑动丝杠螺母的主要失效形式是磨损，因此应以耐磨性计算来决定丝杠中径d2，或由类比，结构决定中径后，进行耐磨性校核，对于细长且受压的丝杠，还应校核压杆稳定性，强度一般不用校核。见式（3.1）
式（3.1） d2?0.8?(F)?2?P ? ?0.8??1500?1.7?8??????8.4mm ?2整体式螺母?取1.2～2.5,现取??1.7
F——轴向载荷
P——螺纹副许用压强 由GB5796.3—1986 可选
d?24mm,P?5mm,d2?21.5mm,d3?18.5mm,D1?19mm的梯形螺纹，中等精度，螺旋
7H副标记为Tr24?5— 7e。
螺母高度见式（3.2）
H??d2 式（3.2）
?7?21.5?36.55mm 取H?38mm
则螺纹圈数n?HP?385?7.6圈 （1）自锁性验算
由于系单头螺纹，导程S=P=5mm,故螺纺升角为
S?5?? ??arctg??4.24????arctg????d2??3.14?21.5?
摩擦因数f由于是钢对青铜 f=0.08～0.1, 取f=0.09。梯形螺蚊的夾角??30?
?
???arctg???f?0.09??5.32???arctg???????cos15??cos?????2????由于λ<ρ,故自锁可靠。 （2）螺杆强度验算 螺纹摩擦力矩见式（3.3）
Mt1?0.5d2Ftg(???) 式（3.3）
?0.5?21.5?1500Ftg4.24??5.32?
???2716N?mm
2?22 ????4F?3Mt1??d30.2d3??? ????12
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22?2??4?1500?3?2716?18.5?3.14?18.50.2? ????????6.7N?mm2?p?100N?mm2
(5)螺母螺纹强度验算
因螺母材料强度低于螺杆，故只验算螺母螺纹强度即可，
牙根宽度b?0.65P=0.65?5?3.25mm 基本牙型高H1?0.5P?2.5mm
??F?D4bn ?1500
?3.14?24.5?3.25?7.6??0.78N?mm2?p ??3FH1?D4b2n?3?1500?2.5?3.14?24.5?3.25?2?7.6?
=1.8N?mm2<δp
(6)螺杆的稳定性验算
螺杆的总长 L?1500?300?200?2000mm ?L
i?0.7?2000?18.5按一端固定一端自由，得??0.7 临界载荷
?4??303FC?340?d32???L??4?1?0.00013????i?????340?3.14?18.541?0.00013?3032???28107NS?FCF?281071500?18.7?S??2.5～3.3 故稳定性条件满足。
(7)效率计算
由于底部用滚动推力球轴承，其效率为0.98
0.98tg?0.98?tg4.24?????430??0tg?????tg4.24?5.32
??2.横向进给的滚动丝杆的计算（参考于《机电一体化设计基础》）
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(1)丝杆所受的最大轴向力计算 滑台2的重量计算：
体积V?320?30?100?960000mm3?960cm3 重量M??V?960?7.8?10?3?7.5kg 重力G?Mg?7.5?10?75N
因为滑台在进给时没有受工作载荷，只受重力的作用，即
Fm?fG?0.05?75?3.75N
(滚动导轨的摩擦系f=0.0025～0.005,取0.005) 丝杆所受的轴向力很少，为了计算方便和其它因素影响， 现取Fm?10N
最大动负载C的计算及主要尺寸初选
C?L13fmFmL——工作寿命：
60nt60?127.5?15000L???114.75 106106n——丝杆转速
?1000?0.51?127.5r4minn?1000v L
fm——运转状态系数，无冲击取1～1.2, 取1.2
114.51 ??58.3NL1C?3?1.2?103fmFm
选取丝杆
dm?20mm,L?5mm,??4.33?n,Ca?10000N,Coa?22550N
圈数×列数?2.5?1,Dw?3.175mm.
由于丝杆没有受工作载荷，而且要求的行程精度不高，所以不用进行刚性校核，只校核丝杆的稳定性。
（2）滚动丝杠稳定性验算
滚道半径 R?0.52Dw?0.52?3.175?1.651mm
偏心距 e?0.07R?Dw2?0.07?1.651?3.1752?4.44?103mm 丝杠内径 d1?dm?2e?2R?20?2?4.44?10?3?2?1.651?16.71mm
????临界载荷，如式（3.4）
22?EIaF? 式（3.4） ??L?Ia——丝杆危险截面的轴惯性矩: E——丝杠材料的弹性模量，对于钢，E?206GPa;
L——丝杆工作长度；
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μ——长度系数，一端固定一端简支，? ?23 22?EIaF? ??L?
?
3.142?206?109?3?10?9?2????3??137102?13710NS?FcrFm10?1371?S??2.5～3.3
所以丝杆安全不会失稳。
3.2.2导轨的选型及计算
1.的设计要求：
(1)几何精度就是通常所说的导向精度，即运动的直线度或回转精度； (2)运动精度包括两方面内容：一是运动的平稳性，二是定位精确； (3)具有足够的承载能力和刚度，使用寿命长； (4)结构简单，工艺性好，便于调整和维修； (5)具有良好的润滑和防护装置。
导轨的功用是导向和承载，一般分有滚动导轨和滑动导轨两种。
滚动导轨在两导轨面间装有球，滚子或滚针等滚动元件，具有滚动摩擦性质，广泛地用于进给运动导轨。
滚珠导轨的特点是摩擦阻力小，刚度低，承载能力差，不能承受大的颠覆力矩和水平力。
直线滚动导轨副的计算与滚动轴承相仿，以在一定的载荷下行走一定的距离，90%的支承不发生点蚀为依据。这个载荷称为滚动导轨的额定动载荷Ca,可从产品样本中查到。见式（3.5）
L?50(CafHfTfC)3滚动体为球时 式（3.5） FfwL——滚动导轨副的距离额定寿命；
Ca——额定动载荷，初选滚动导轨型号后，可从样本中查出； F——每个滑块上的工作载荷；
fH——硬度系数，
导轨面的硬度为5864HRC时, fH=1.0；硬度为55HRC时fH=0.8；为50HRC时fH=0.53; fT为温度系数，当工作温度不超过100°C时，fT=1；fC为接触系数，每根导轨条上装二个滑块时fC=0.81,装三个时fC=0.72；fw为载荷速度系数，无冲击振动或v<15m/min时fw=1～1.5.
现初选导轨型号为：GDA20···S，额定动载荷Ca为12.4KN
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