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      滾珠絲杠的選定要領與計算實例

       

      滾珠絲杠選定要領

      滾珠絲杠選定計算

        選擇滾珠螺桿時,首先要儘量地調查清楚
        運轉條件再決定設計,這是最基本的原則
        。而且,選擇的要素有負荷重量、衝程、
        力矩、定位精度、重覆定位精度、剛性、
        導程、螺帽孔徑等,各個要素之間都有關
        連,其中一項要素改變就會引起其他要素
        的改變,必須注意各要素之間的均衡。

       

       

       

       

       

        1
      設計條件:
      1.  工作檯重量    300    K。
      2.工作物重量    400    K。
      3  最大衝程    700    mm
      4.快送速度    10m/min
      5.最小分解能  10µm/行程
      6  驅動馬達    DC馬達  (MAX1000 min-1)
      7.導引面摩擦係數    (µ=0.05—0.1)
      8。轉動率             60    %
      9  精度檢討事項
      10加減速時之慣性力因所佔時間比例少,可以不
          考慮。

          (a)機械壽命時間H(hr)的推定
       2

        轉動時間/曰  轉動日/年  壽命年數    轉動率
        (b)機械條件
      3
      (C)定位精度
          進給精度誤差的因素中,導程精度、進給
          系統的剛性是重要的檢討重點,其他像因
          溫昇所產生的熱變形以及導引面的組裝精
          度等因素也需加以考慮。

        (a)機械壽俞時間H(hr)的推定

          H=12hr×250日×10年×0.6轉動率=18000hr
        (b)機械條件

      4
      滑動阻力:(300+400)x 0.1=70  kgf

       

       

       

      滾珠絲杠選定要領

      滾珠絲杠選定計算

          2.滾珠螺桿導程c(ram)

       L=    快送速度  (m/min)x 1000  (mm)
        .    馬達最高回轉速(min-1)    .  ‘

        2.滾珠螺桿導程暮《mm,
      L=10000        =10(mm)
         1000
      最小分解能=10mm       =0.01 mm/行程
                 1000行程

       

        5

       

        6

        7

        8

          5.所要動額定負荷Ca(kgf)的計算
          ca:Pe.fs

          5.所要動額定負荷Ca(kgf)的計算
          Ca:189 x 5=945(kgf)

          6.所要靜額定負荷Coa(kgf)的計算
          coa=Pmax.fs

          6.所要靜額定負荷Coa(kgf)的計算
          Coa:369x5=1845(kgf)

          7.螺帽型式的選定

          Ca>945  Coa>1845
          選擇基本動額定負荷及基本靜額定

          負荷超過上式計算之值的螺帽型式o

          7.螺帽型式的選定
          依據型錄表中選擇SFI 4010

          Ca:3178 kgf
          Coa:9480 kgf

       

      滾珠絲杠選定要領

      滾珠絲杠選定計算

        8.壽命時間Lt(h)的計算
        9

       

        8.壽命時間Lt(h)的計算
      10

        9.螺桿長度的決定

        螺桿長度:最大行程+螺帽的長度+2 X軸端預留量

        9.螺桿長度的決定
          螺桿長度=700+93+2 X 81=874mm

       10.支撐軸承間距離的決定

        10.支撐軸承間距離的決定(F—F支持)
        11

       11.容許軸方向荷重的檢討

        11.容許軸方向荷重的檢討
          因為是F—F支撐,所以省略了

       12.容許回轉數n及dm值的檢討
      12

        dm=軸外徑X最高回轉數

       12.容許回轉數n及dm值的檢討
         13

          Dm=40×1000

          =40000<50000

        13.熱變位對策、剛性的檢討

       

       

       

       

        13.熱變位對策、剛性的檢討
        (a)熱變位對策
          一般機械上預估滾珠螺桿約有2—5。C的溫度
          上昇,以上昇2。C求取滾珠螺桿的伸展量。
        14

       

      滾珠絲杠選定要領

      滾珠絲杠選定計算

        (參考)考慮慣性力時,滾珠螺桿上的作用力

        ⑥水平使用時
        7.加速時
       15

       

          2.減速時
      16

        ⑥垂直使用時

        7.下降時的加速時、上昇時的減速時

      17

          2.上昇時的加速時、下降時的減速時
      18

          M:移動物質量(kg)
          g:重力加速度(9.8m/s2)

          V:速度  (m/min)

          At:加減速時間(s)
          µ:摩擦係數

      預估伸展量0.016mm之溫度上昇時,加上458kgf
      的預拉力,即可修正偏差度。

        (P)方向剛性
      19

        (2)鋼球與螺帽溝剛性
         20

        (3)支持軸承的剛性
          以螺帽剛性50 kgf/µm來計算
          21

       

        14.滾珠螺桿壽命的確認

        14.滾珠螺桿壽命的確認
          L:20479(h)>18000(h)

       

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