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如何计算滚珠丝杠刚度

经过丹尼尔•柯林斯|2015年9月11日

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滚珠丝杠的刚性确定其在给定负载下它将在轴向方向上经验的弹性变形的量。弹性变形,因此刚性,是选择和施加滚珠丝杠时的基本特征,因为它影响了系统的定位精度。

滚珠丝杆刚度

Δ=弹性变形(μm)

F一种=轴向施加力(n)

R.tot=螺钉组件的刚性(N /μm)

在该等式中,重要的是要注意,刚性的值基于螺钉组件,不仅仅是螺杆轴或球螺母。完整的螺钉组件通常包括螺旋轴,球螺母,支撑轴承和用于球螺母的壳体和轴承 - 所有这些都有助于刚性。

滚珠丝杆刚度

R.tot=螺杆系统的刚性(N /μm)

R.S.=螺杆轴的刚性(N /μm)

R.N=球螺母的刚性(n /μm)

R.B.=支撑轴承的刚性(n /μm)

R.H=球螺母和轴承壳体的刚性(N /μm)

球螺母和支撑轴承的刚性由各自的制造商提供,而壳体的刚性取决于其结构和安装。然而,除了这些组件之外,螺杆轴的刚性趋于是所有组件的最低,并且基于方程的逆性,对全系统刚性具有最大的影响。

螺杆轴刚度取决于端部轴承装置,螺钉的小直径和止推轴承和球螺母之间的距离。对于无固定或固定浮动布置,螺杆轴刚度计算如下:

滚珠丝杆刚度

滚珠丝杆刚度

A =螺钉截面积(mm)2)

D.1=螺杆的小直径(mm)

E =钢弹性模量(2.06 x 105.n / mm)

L =滚珠螺母到固定轴承的距离(mm)

滚珠丝杆刚度

当端轴承布置包括两个固定端时,螺杆轴的刚度考虑到球螺母到每个固定端轴承的距离。

滚珠丝杆刚度

L.一种=球螺母和一个固定轴承之间的距离(mm)

L.B.=滚珠螺母到另一个固定轴承的距离(mm)

在固定固定布置中,当滚珠螺母位于两个固定端之间的中间位置时,刚度最低,用L表示一种= L.B.= L / 2。则刚度方程为:

滚珠丝杆刚度

滚珠丝杆刚度

该方程表明,固定-固定安装的螺杆组件的刚度比固定-自由(或固定-浮动)安装的螺杆组件的刚度高4倍,因此,如果螺杆组件不够刚性,首先要考虑端轴承配置。另一种提高刚性的方法是使用更大直径的螺杆。这不仅增加了螺杆轴的刚度,而且还增加了滚珠螺母的刚度,在大多数情况下,还增加了端轴承的刚度。

相反,增加球螺母的预紧载荷通常仅对刚性效果小,因为球螺母是总系统刚性的次要因素。增加预加载还具有更高的摩擦扭矩,更热产生和螺杆轴的更大材料膨胀的潜在不利影响。

推荐图片:Nook Industries

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提交:线性运动提示那运动控制•电机控制
标记:NookIndustries.

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丹尼尔•柯林斯

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