数控机床功能部件优化设计选型应用手册滚珠丝杠副分册

作者: 冯虎田

出版社: 机械工业出版社

出版时间: 2018-06

版次: 1

ISBN: 9787111599371

定价: 98.00

装帧: 其他

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 568页

字数: 400千字

分类: 工程技术

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高档数控机床是国家综合国力的重要标志和体现，是国际竞争的重要战略物资。作为伺服进给驱动系统中的重要执行机构—滚珠丝杠副，在数控机床传动系统中得到广泛的应用。本文详细介绍了滚珠丝杠副的研究现状，滚珠丝杠副的结构形式及参数，滚珠丝杠副的结构优化设计，滚珠丝杠副的优化设计选型，滚珠丝杠副的性能测试与可靠性评估，滚珠丝杠副润滑及附件，滚珠丝杠副的安装、调试与维护，数控机床滚珠丝杠副选型案例及滚珠丝杠副的优化设计选型工具软件等方面的内容。序

序二

前言

第一章滚珠丝杠副综述   1

第一节滚珠丝杠副概述  1

一、发展演变  1

二、工作原理  2

第二节滚珠丝杠副特点  2

第三节滚珠丝杠副研究现状  6

一、基础研究现状  6

二、测试技术及装备研究现状  9

三、产品研发现状   13

四、优化设计选型研究现状   21

第四节滚珠丝杠副发展趋势   22

一、高精度、高速度、高性能产品是高档

数控机床配套的基本要求   22

二、不断快速研发推出新产品, 占领高端

市场   22

三、精度保持性及可靠性成为行业研究重

中之重   24

四、强化工艺研究, 建设智能化滚珠丝

杠副生产线   25

参考文献   26

第二章滚珠丝杠副结构型式及参数  28

第一节滚珠丝杠副结构型式和分类   28

一、根据循环方式分类   28

二、根据预紧方式分类   32

三、根据预紧力方向分类   34

四、根据丝杠特殊用途分类   36

五、根据丝杠加工方法分类   40

第二节滚珠丝杠副选型参数   41

一、一般术语   41

二、滚珠丝杠副几何参数   42

三、主要精度指标与精度保持性   44

四、主要性能指标   45

五、可靠性及寿命指标   48

六、材料和热处理   51

七、数控机床滚珠丝杠副选型重要参数   52

八、滚珠丝杠副代号及标注   53

参考文献   58

第三章滚珠丝杠副结构优化设计   60

第一节滚珠丝杠副运动学基础   60

一、坐标变换   60

二、滚珠的运动分析   61

第二节滚珠丝杠副力学基础   67

一、接触角   67

二、惯性力和惯性矩   69

三、摩擦力和力矩、阻力   72

第三节滚珠丝杠副摩擦力矩   75

一、由预紧载荷引起的摩擦力矩   75

二、摩擦力矩分析模型   77

第四节滚珠丝杠副典型产品结构和设计

案例   78

一、重载滚珠丝杠副设计案例   78

二、高速低噪声循环返向结构的滚珠

丝杠副设计案例   83

三、内循环滚珠丝杠副返向器设计案例   96

四、中空强冷型高速精密滚珠丝杠副设计

案例   105Ⅺ

参考文献  111

第四章滚珠丝杠副优化设计选型   113

第一节数控机床进给轴系统构成及选型

原则  113

一、进给系统构成  113

二、选型基本原则  114

第二节优化设计选型流程及计算方法  117

一、主要参数及符号  119

二、初步选择  121

三、性能校核  144

四、优化选择  159

五、电动机选型计算  161

六、选型计算案例  169

第五章滚珠丝杠副性能测试与可靠性

评估  269

第一节精度  269

一、精度检测方法  269

二、精度分析  270

三、精度影响因素  273

第二节加速度、速度  274

一、加速度和速度检测方法  274

二、加速度和速度分析  274

第三节振动、温升及噪声  276

一、振动  276

二、温升及温位移  277

三、噪声  281

第四节摩擦力矩  283

一、摩擦力矩检测方法  283

二、摩擦力矩分析  284

第五节效率  285

一、滚珠丝杠副效率检测方法  285

二、滚珠丝杠副效率分析  286

第六节刚度  288

一、滚珠丝杠副轴向静刚度  288

二、滚珠丝杠副影响因素  288

三、滚珠丝杠副轴向静刚度测量方案  290

第七节可靠性  293

一、滚珠丝杠副可靠性指标  293

二、滚珠丝杠副可靠性试验  299

三、滚珠丝杠副可靠性评定  301

四、滚珠丝杠副可靠性评估算例  302

参考文献  305

第六章滚珠丝杠副润滑及附件   306

第一节润滑  306

一、润滑的作用   306

二、润滑介质   307

三、润滑方式、润滑装置及润滑条件   308

四、特殊使用环境下的润滑   313

第二节密封件  314

一、滚珠丝杠用防尘密封垫片   314

二、清洁环 W   315

三、滚珠丝杠用防尘罩   315

四、其他密封附件   315

第三节支撑单元  316

一、支撑单元介绍   316

二、小负载用支撑单元   319

三、大负载用支撑单元   334

第四节锁紧螺母  354

一、工作原理   354

二、型谱参数   354

第五节滚珠丝杠用角接触球轴承  355

一、简介   355

二、轴承代号示例   356

三、型谱参数   356

第六节中空滚珠丝杠用冷却装置  357

一、作用   357

二、型号表示方法   358

三、安装方法和标准轴尺寸   358

四、密封单元   360

第七节滚珠螺旋传动防止逆转装置  361

一、使用要求   361

二、防止逆转装置及其原理   362

参考文献  364

第七章滚珠丝杠副安装、调试与

维护   365

第一节安装与调试  365

一、滚珠丝杠副典型支承方式   365

二、滚珠丝杠副温升与温位移影响   368

三、安装步骤   370

第二节维护与保养  377

一、润滑条件   377

二、维修周期   378

参考文献  379Ⅻ

第八章数控机床滚珠丝杠副选型

案例  380

第一节 PTC51150 数控卧式车床滚珠丝

杠副选型案例  380

一、 PTC51150 型数控卧式车床简介   380

二、选型分析  381

三、初步选型  382

四、性能校核  386

五、寿命计算  388

六、选型结论  389

七、轴承选择  389

八、最终图样  389

九、伺服电动机选型  390

第二节 TH6380 精密卧式加工中心滚珠

丝杠副选型案例  391
内容简介:
高档数控机床是国家综合国力的重要标志和体现，是国际竞争的重要战略物资。作为伺服进给驱动系统中的重要执行机构—滚珠丝杠副，在数控机床传动系统中得到广泛的应用。本文详细介绍了滚珠丝杠副的研究现状，滚珠丝杠副的结构形式及参数，滚珠丝杠副的结构优化设计，滚珠丝杠副的优化设计选型，滚珠丝杠副的性能测试与可靠性评估，滚珠丝杠副润滑及附件，滚珠丝杠副的安装、调试与维护，数控机床滚珠丝杠副选型案例及滚珠丝杠副的优化设计选型工具软件等方面的内容。
目录:
序

序二

前言

第一章滚珠丝杠副综述   1

第一节滚珠丝杠副概述  1

一、发展演变  1

二、工作原理  2

第二节滚珠丝杠副特点  2

第三节滚珠丝杠副研究现状  6

一、基础研究现状  6

二、测试技术及装备研究现状  9

三、产品研发现状   13

四、优化设计选型研究现状   21

第四节滚珠丝杠副发展趋势   22

一、高精度、高速度、高性能产品是高档

数控机床配套的基本要求   22

二、不断快速研发推出新产品, 占领高端

市场   22

三、精度保持性及可靠性成为行业研究重

中之重   24

四、强化工艺研究, 建设智能化滚珠丝

杠副生产线   25

参考文献   26

第二章滚珠丝杠副结构型式及参数  28

第一节滚珠丝杠副结构型式和分类   28

一、根据循环方式分类   28

二、根据预紧方式分类   32

三、根据预紧力方向分类   34

四、根据丝杠特殊用途分类   36

五、根据丝杠加工方法分类   40

第二节滚珠丝杠副选型参数   41

一、一般术语   41

二、滚珠丝杠副几何参数   42

三、主要精度指标与精度保持性   44

四、主要性能指标   45

五、可靠性及寿命指标   48

六、材料和热处理   51

七、数控机床滚珠丝杠副选型重要参数   52

八、滚珠丝杠副代号及标注   53

参考文献   58

第三章滚珠丝杠副结构优化设计   60

第一节滚珠丝杠副运动学基础   60

一、坐标变换   60

二、滚珠的运动分析   61

第二节滚珠丝杠副力学基础   67

一、接触角   67

二、惯性力和惯性矩   69

三、摩擦力和力矩、阻力   72

第三节滚珠丝杠副摩擦力矩   75

一、由预紧载荷引起的摩擦力矩   75

二、摩擦力矩分析模型   77

第四节滚珠丝杠副典型产品结构和设计

案例   78

一、重载滚珠丝杠副设计案例   78

二、高速低噪声循环返向结构的滚珠

丝杠副设计案例   83

三、内循环滚珠丝杠副返向器设计案例   96

四、中空强冷型高速精密滚珠丝杠副设计

案例   105Ⅺ

参考文献  111

第四章滚珠丝杠副优化设计选型   113

第一节数控机床进给轴系统构成及选型

原则  113

一、进给系统构成  113

二、选型基本原则  114

第二节优化设计选型流程及计算方法  117

一、主要参数及符号  119

二、初步选择  121

三、性能校核  144

四、优化选择  159

五、电动机选型计算  161

六、选型计算案例  169

第五章滚珠丝杠副性能测试与可靠性

评估  269

第一节精度  269

一、精度检测方法  269

二、精度分析  270

三、精度影响因素  273

第二节加速度、速度  274

一、加速度和速度检测方法  274

二、加速度和速度分析  274

第三节振动、温升及噪声  276

一、振动  276

二、温升及温位移  277

三、噪声  281

第四节摩擦力矩  283

一、摩擦力矩检测方法  283

二、摩擦力矩分析  284

第五节效率  285

一、滚珠丝杠副效率检测方法  285

二、滚珠丝杠副效率分析  286

第六节刚度  288

一、滚珠丝杠副轴向静刚度  288

二、滚珠丝杠副影响因素  288

三、滚珠丝杠副轴向静刚度测量方案  290

第七节可靠性  293

一、滚珠丝杠副可靠性指标  293

二、滚珠丝杠副可靠性试验  299

三、滚珠丝杠副可靠性评定  301

四、滚珠丝杠副可靠性评估算例  302

参考文献  305

第六章滚珠丝杠副润滑及附件   306

第一节润滑  306

一、润滑的作用   306

二、润滑介质   307

三、润滑方式、润滑装置及润滑条件   308

四、特殊使用环境下的润滑   313

第二节密封件  314

一、滚珠丝杠用防尘密封垫片   314

二、清洁环 W   315

三、滚珠丝杠用防尘罩   315

四、其他密封附件   315

第三节支撑单元  316

一、支撑单元介绍   316

二、小负载用支撑单元   319

三、大负载用支撑单元   334

第四节锁紧螺母  354

一、工作原理   354

二、型谱参数   354

第五节滚珠丝杠用角接触球轴承  355

一、简介   355

二、轴承代号示例   356

三、型谱参数   356

第六节中空滚珠丝杠用冷却装置  357

一、作用   357

二、型号表示方法   358

三、安装方法和标准轴尺寸   358

四、密封单元   360

第七节滚珠螺旋传动防止逆转装置  361

一、使用要求   361

二、防止逆转装置及其原理   362

参考文献  364

第七章滚珠丝杠副安装、调试与

维护   365

第一节安装与调试  365

一、滚珠丝杠副典型支承方式   365

二、滚珠丝杠副温升与温位移影响   368

三、安装步骤   370

第二节维护与保养  377

一、润滑条件   377

二、维修周期   378

参考文献  379Ⅻ

第八章数控机床滚珠丝杠副选型

案例  380

第一节 PTC51150 数控卧式车床滚珠丝

杠副选型案例  380

一、 PTC51150 型数控卧式车床简介   380

二、选型分析  381

三、初步选型  382

四、性能校核  386

五、寿命计算  388

六、选型结论  389

七、轴承选择  389

八、最终图样  389

九、伺服电动机选型  390

第二节 TH6380 精密卧式加工中心滚珠

丝杠副选型案例  391