丝杆选型计算

确定行星滚柱丝杠副的导程P_h

由工件最高移动速度V_{max} ，电机最高转速 n_{max}，传动比i等确定:

P_{h}=\frac{V_{max}}{i\cdot n_{max}}

当电机与滚柱丝杠副直连时，i = 1

P_{h}=\frac{V_{max}}{n_{max}}

计算出的P_{h}要取最大值圆整。

行星滚柱丝杆的载荷及速度计算

机器空载时行星滚柱丝杠副的传动力，例如工作台重量引起的摩擦力。

选机器承受最大负荷时行星滚柱丝杠副的传动力。例如机床切削时，切削力，行星滚柱丝杠轴向的分力与导轨摩擦力之和即为 F_{max} （这时导轨摩擦力是由工作台、工件、夹具三者总的重量以及切削力在垂直导轨方向的分量共同引起）。

• 行星滚柱丝杠副的当量转速 n_{m} 及当量载荷F_{m}

行星滚柱丝杠副在n_{1} ，n_{2} ，n_{3} ……n_{n} 各种转速下，各转速工作时间占总时间的百分比分别为 t_{1} %，t_{2} %，t_{3} %……t_{n} %，所受载荷分别是 F_{1} ，F_{2} ，F_{3} ……F_{n} 。

n_{m} = n_{1} \frac{t_{1}}{100} + n_{2} \frac{t_{2}}{100} + n_{3} \frac{t_{3}}{100}+ …… + n_{n} \frac{t_{n}}{100}

F_{m} = \sqrt[3]{\frac{F_{1}^{3}n_{1} \frac{t_{1}}{100}+F_{2}^{3} n_{2}\frac{t_{2}}{100}+……+F_{n}^{3}n_{n}\frac{t_{n}}{100}} {n_{m}}}

当负荷与转速接近正比变化时，各种转速使用机会均等时，可以采用下列公式计算：

n_{m} = \frac{n_{max}+n_{min}}{2}

F_{m} = \frac{2F_{max}+F_{min}}{3}

确定预期额定动载荷

按行星滚柱丝杠副的预期工作时间 L_{h} （小时）计算：

C_{am}=\sqrt[3]{60n_{m}L_{h}} \cdot \frac{F_{m}f_{w}}{100f_{a}f_{c}}(N)

按行星滚柱丝杠副的预期运行距离L_{s}（千米）计算：

C_{am} = \sqrt[3]{\frac{L_{s}}{P_{h}}} \cdot \frac{F_{m}f_{w}}{f_{a}f_{c}}(N)

式中

L_{h} —预期工作时间（小时）（见表-8）。

L_{s} —预期运行距离（Km），一般取250Km。

f_{a} —精度系数。根据初定的精度等级（见表-9）选取。

f_{c}—可靠性系数。一般情况下f_{c}=1 。在重要场合，要求一组同样的滚柱丝杠副在同样的条件下使用寿命超过希望寿命的90%以上时 f_{c} 根据可靠性系数（见表-10）选取。

f_{w} —负荷系数。根据负荷性质（见表-11）选取。

表-8 各类机械预期工作时间

表-9 精度系数 f_{a}

表-10 可靠性系数f_{c}

表-11 负载性质系数f_{w}

有预加负荷的行星滚柱丝杆副还需按最大轴向负荷 F_{max} 计算：

C_{am} = f_{e}F_{max}

式中：

f_{e} —预加负荷系数（见表-12）

表-11 预加负荷系数f_{e}

以上3种计算结果中选择较大值为行星滚柱丝杆副的 C_{am} 。

寿命计算方法

寿命

行星滚柱丝杆的寿命是指滚柱，丝杆，螺母螺纹滚动面因交变应力而产生疲劳，直至开始产生剥落现象时的总旋转次数、时间、距离。行星滚柱丝杆的寿命可通过基本动额定负载进行计算，计算公式如下所示。

L_h=\dfrac{10^6}{60N_m}(\dfrac{C}{F_mf_w})^{1/3}(小时)

式中：

基本动额定负载:

基本动额定负载:C基本动额定负载(C)是指使一组相同的行星滚柱丝杆运动时，其中90%未发生剥落，旋转寿命达到100万次(10⁶)时的轴向负载。

一般以下面所示的使用寿命为标准时间。

C_{am} = \sqrt[3]{\frac{L_{s}}{P_{h}} \cdot \frac{F_{m}f_{w}}{f_{a}f_{c}}}(N)

HRSI丝杆参数