GB T 17587.5-2008 滚珠丝杠副.第5部分 轴向额定静载荷和动载荷及使用寿命.pdf

1、ICS 2504020J 51 圆亘中华人民共和国国家标准GBT 1 758752008滚珠丝杠副 第5部分轴向额定静载荷和动载荷及使用寿命Ball screwsPart 5：Static and dynamic load ratings and operational life2008-06-03发布(IS0 34085：2006，MOD)2009-01-01实施宰瞀鳃鬻瓣訾糌瞥霎发布中国国家标准化管理委员会仪19GBT 1758752008前言1范围2规范性引用文件3术语和定义4符号和下标41符号42下标5轴向额定载荷51轴向额定静载荷c0。52轴向额定动载荷ca一6修正的轴向额定载荷61

2、修正的轴向额定静载荷C。62修正的轴向额定动载荷G。7寿命71当量转速n。和当量轴向载荷F。72额定寿命L或L h73修正的寿命L。或Lm目 次【11l1123334445599刚 昌GBT 1758752008GBT 17587(滚珠丝杠副分为5个部分：第1部分：术语和符号；第2部分：公称直径和公称导程公制系列；第3部分：验收条件和验收检验；第4部分：轴向静刚度；第5部分：轴向额定静载荷和动载荷及使用寿命。本部分为GBT 17587的第5部分。修改采用ISO 34085：2006(滚珠丝杠副第5部分轴向额定静载荷和动载荷及使用寿命(英文版)。本部分与IsO 34085：2006相比主要变化如

3、下：考虑到GBT 1758731998滚珠丝杠副第3部分：验收条件与验收检验标准中滚珠丝杠副的标准公差等级有2级、4级无0级的情况，在本部分的613的表1中，标准公差等级0，1，3和5改为1至5。修改处在相应条款的页边处用竖线标识。为便于使用，本部分还作了下列编辑性修改：删除了国际标准前言；将ISO 34085：2006标准中“本国际标准”一词改为“本部分”；用小数点符号“”代替作为小数点的逗号“，”；“在数学公式中用“”代替数字与数字相乘的“”。本部分由中国机械工业联合会提出。本部分由全国金属切削机床标准化技术委员会(SACTC 22)归口。本部分负责起草单位：山东济宁博特精密丝杠有限公司。

4、本部分参加起草单位：南京工艺装备制造有限公司、汉江机床有限公司。本部分主要起草人：张瑞、季红丽、朱继生、刘宪银、汪爱清、黄育全、严笃政、李文华。本部分为首次发布。滚珠丝杠副第5部分：轴向额定静载荷和动载荷及使用寿命GBT 17587520081范围GBT 17587的本部分规定了滚珠丝杠副的轴向额定静载荷和动载荷及寿命的计算方法，其计算结果可作为设计和选用滚珠丝杠副的依据。本部分在以下前提条件下适用：滚珠和滚道为弹性变形；滚道硬度大于58HRC；，r，和，r。大于05；滚珠丝杠副所用钢材为轴承钢或其他类似的合金钢采用适当的润滑，2规范性引用文件下列文件中的条款通过GBT 17587的本部分的引

5、用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。GBT 175871滚珠丝杠副第1部分：术语和符号(GBT 17587i1998，eqv ISO 34081：1992)3术语和定义GBT 175871中规定的术语和定义适用于本部分。4符号和下标41符号符号7nIP12彻Pz2ZeC咖CC。C，c0。c。说明接触角结构系数导程角曲率半径倒数滚珠与滚道的轴向变形轴向额定动载荷修正的轴向额定动载荷滚珠丝杠副单圈上的轴向额定动载

6、荷滚珠螺母单圈上的轴向额定动载荷滚珠丝杠单圈上的轴向额定动载荷轴向额定静载荷修正的轴向额定静载荷靴盯一扪一阻NNNNNNNGBT 1758752008符号D。D，。fht。，l，t，f3FF。Fb。FmF池F”Z五oLL。LhLhLhLllln。L。LL脚L，说明节圆直径滚珠直径精度系数可靠性系数几何系数轴向额定动载荷的表面硬度修正系数轴向额定静载荷的表面硬度修正系数材料冶炼方法系数运行预载系数滚珠螺母体滚道的适应度滚珠丝杠滚道的适应度几何形状系数轴向载荷实际轴向载荷使滚珠和滚道间预变形消失时的极限轴向载荷当量轴向载荷实际当量轴向载荷预加轴向载荷承载滚珠的圈数轴向额定静载荷的特性系数额定寿命含

7、可靠性系数的寿命额定寿命含可靠性系数的寿命修正的寿命含可靠性系数的修正的寿命修正的寿命含可靠性系数的修正的寿命修正的最终寿命最终寿命转速当量转速导程时间百分率滚珠螺母体的滚道半径滚珠丝杠的滚道半径每一滚珠圈中有效承载滚珠数每一滚珠圈中不承载的滚珠数说明载荷数目载荷方向1单位NNNNNN转转oohh转转转转mmm。o：。体特，。符号2(1)(2)5轴向额定载荷说明载荷方向2预紧滚珠螺母1预紧滚珠螺母2GBT 175875200851轴向额定静载荷c0。轴向额定静载荷的计算公式如下：Co。一。翱isinaD：c。sP (1)a一(揣一z。)(取整)4一I鬲茹了瓦一。u J取整)，=arctan(击

8、)!：!兰D，v厂丽耳iF百丽9n-一一责 (5)一ln 2一万瓦恕。事=cosa巧 22注：轴向额定静载荷岛是使滚珠与滚道区承受最大接触应力处产生不大于0000 1D，滚珠直径的永久变形量的情况下，所允许的最大静载荷。52轴向额定动载荷c-在载荷配置最佳情况下(滚珠丝杠承受的载荷方向平行于螺母承受的载荷方向)，轴向额定动载荷可由下式得到：式中其中C。一Cio 86c，一e十(盯”rC，一f0(cosa)“2；”D：8tana(cosg)11 3(10)sz惑rftlOf1，z=气带y一璺cos口 D”3虬，业oGBT 1758752008z。见等式(2)。6修正的轴向额定载荷爰一f立2-!r

9、一麦，rs一爱一(舄)1 7”61修正的轴向额定静载荷co。611通用公式C。一co。A。612轴向额定静载荷的表面硬度修正系数k表面硬度的偏差应用下式进行修正， ，实际硬度值HVl0、3o”一 654HVl0 注：凡仅适用于轴承钢或其他类似的合金钢。613精度系数A(见表1)表1精度系数凡(参考数据)精度等级 15 7 】O1k l 09 0 76，2修正的轴向额定动载荷cI。621通用公式C。=C。f。f。622轴向额定动载荷的表面硬度修正系数一(堑鬻蔫产)2，注：，h仅适用于轴承钢或其他类似的合金钢。623精度系数L轴向额定动载荷的精度系数与轴向额定静载荷的精度系数相同，见表1。624材

10、料冶炼方法系数(见表2)如果采用其他气体冶炼的钢，滚珠丝杠副的供应商应在数据表中注明钢的冶炼方法。表2材料冶炼方法系数，正轴承钢 |。空气熔炼 1o真空脱气 125电渣重熔 144真空再熔 1714)孔匏(GBT 17587520087寿命71当量转速n。和当量轴向载荷F。711概述如果转速和轴向载荷是变化的，寿命计算中应采用当量转速”。和当量轴向载荷F二转速变化时的当量转速n。(见图1)：nm一蚤志_轴向载荷和转速都变化时的当量轴向载荷F。(见图2)：耻晤面甄轴向载荷变化而转速一定时当量轴向载荷f_(见图2)：(23)(25)；f 墨fE J专l |“匦， R续圈当量转速n。 图2当量轴向载

11、荷F。712滚珠丝杠和滚珠螺母之间存在间隙的滚珠丝杠副7121 施加单向外加轴向载荷(见图3)a b1滚珠螺母；2滚珠丝杠；a向前；b向后。图3单向轴向载荷当量轴向载荷的计算：当转速变化时，用式(23)和式(24)；当转速一定时，用式(25)。五m蓐RGBT 17587520087122施加双向外加轴向载荷(见图4)bl壤珠螺母；2滚珠丝杠；a向前；b向后。图4双向轴向载荷当量轴向载荷的计算：当转速变化时见图5a)，由式(23)得：3 r二一z一Em罢志 (26)1V= “m当转速一定时见图5b)3 ri一z一蚤E一蠡 (27)a)速度变化b)双向轴向载荷防万缓 蕊 缓 蕊 呖qL q2 q3

12、 吼 吨 qo100形万 XXW 骶 r“t沥 淤凡 心 5 J， 僵1。 n 杉矗杉丝 u22口“闰5当量轴向载荷的计算=Fzs=0=吒f丘4_0713在滚珠螺母与滚珠丝杠之间施加预加载荷的滚珠丝杠副(见图6)GBT 17587520081滚珠螺母(1)；2滚珠螺母(2)；3滚珠丝杠。aE(1)，；b只(2)，。图6预载滚珠丝杠副当外加轴向载荷作用在预载滚珠丝杠副上时，一个滚珠螺母受力就增加，另一个滚珠螺母受力减少(见图7)。1滚珠螺母(1)；2滚珠螺母(2)。图7预载示图F1。一2“2F。 (28)由于外加轴向载荷见图8b)的作用，预载滚珠螺母(1)或(2)分别受到不同的附加力。它们承受的

13、实际轴向载荷为：如果外力F，或F：，Ft。，则下式适用： F丑m”=fopFpr(1+驴r)们f0，一。6(参考值) (29)注：实际上由于滚珠丝杠副的预载会在使用过程中减少，将平均运行预载值设为初始预载值的60。GBT 17587520088Fa(2)。(1)J=Fa(1)，(z)JF12J如果外力F，。或Fz，Fnm，则下式适用：FI(1)JF1或F。(z)JFzJ且F|(z)J或Fm)J一0计算时：a) 当转速是变化的见图8a)J：一一当量转速计算用公式(23)；一一实际当量轴向载荷见图8c)和d)b) 当转速是不变的a)b)c)(30)(33)。一藩谣，一。乒刁霾 黼 历gi 92 丑

14、 吒 qf11000骶霾 熏丘3 心 5 F13=5=0l几 岛2 绣； 4 杉磁 l=2=ol 么毫 鬻 _ 褫 淤 孺f 形 乃劢锄 闷鬃 缀a)转速变化图；b)-d)轴向载荷变化图。1一一载荷方向1时载荷螺母(1)；2 载荷方向2时载荷螺母(2)。8对螺母(1)由预载引起的最终载荷；6对螺母(2)由预载引起的最终载荷。图8实际和当量实际轴向载荷一72额定寿命L或L。721 滚珠螺母和滚珠丝杠之间存在间隙的滚珠丝杠副7211施加单向轴向载荷寿命(以转数计)：L一(是)3舢6寿命(以小时计)：， LLh一60 Xn=7212施加双向轴向载荷寿命(以转数计)：k。一(矗)3 X106722滚珠

15、螺母和滚珠丝杠之间施加预加载荷的滚珠丝杠副寿命(以转数计)：GBT 1758752008L z一(若去)3 X 105c ss，723最终寿命L，存在间隙的双向轴向受力的滚珠丝杠副或有预加载荷的滚珠丝杠副，最终寿命计算如下：L，一(L了”脂+L079)。71。 (391)以小时计，见等式(361)724 考虑可靠性系数，盯的额定寿命L。或L。(见表3)额定寿命L。(以转数计)：L。，一L，a， -一(401)或L。一L。， -(411)额定寿命Ln，(以小时计)：LkLh。 (421)表3可靠性系数厶可靠度 f。90 195 06296 05397 O4498 03399 021注：还需考虑的

16、其他减少寿命的因素，如冲击负载，振动，温度，润滑，滚珠丝杠副安装校正不当等。73修正的寿命L。或L。731 滚珠螺母和滚珠丝杠之间存在间隙的滚珠丝杠副7311 施加单向外加轴向载荷修正的寿命(以转数计)L。一(导)3舢69GBT 1758752008修正的寿命(以小时计)：， L。“一万而：7312施加双向外加轴向载荷修正的寿命(以小时计)：=(急)3 X 106732滚珠螺母和滚珠丝杠之间受预载的滚珠丝杠副修正的寿命(以小时计)：km 2(若羔)X106733修正的最终寿命L。存在间隙的双向轴向受力的滚珠丝杠副或预载滚珠丝杠副，修正的最终寿命计算如下：L一(L：。9+L三“9)-9 以小时计，见等式(362)734 考虑可靠性系数后的最终寿命L一或L。，考虑可靠性系数后的最终寿命L(以转数计)L一L。，。 考虑可靠性系数后修正的最终寿命(以转数计)L一一L。J0 考虑可靠性系数后的最终寿命L一(以小时计)Lh一一LhJ0 lo)22222鹅u北(