滚珠丝杠设计说明书

滚珠丝杠设计说明说滚珠丝杠是一种常用于传递旋转运动和直线运动的机械元件，它通常由螺母、螺杆和滚珠组成。

滚珠丝杠具有高效率、高刚度、高精度、长寿命等优点，广泛应用于工程机械、航空航天、机床等领域。

1.长度选择：滚珠丝杠的长度应根据具体应用场景来确定。

较长的丝杠可以提供较大的行程，但也会增加自振频率和扭转刚度，影响系统的稳定性。

因此，在设计过程中需要综合考虑行程需求和系统稳定性。

2.直径选择：滚珠丝杠的直径决定了其负载能力，直径越大，负载能力越高。

选择直径时需要考虑负载情况和运动速度。

通常，通过计算负载系数和速度系数，可以确定滚珠丝杠的合适直径。

3.螺距选择：螺距是滚珠丝杠的重要参数，它决定了滚珠在一个螺旋周期内所传递的行程。

螺距越大，速度越快，但力矩也会增加。

在选择螺距时，需要综合考虑负载和速度要求。

4.滚珠选择：滚珠的选择直接影响滚珠丝杠的负载能力和精度。

一般来说，滚珠越大，负载能力越高，但精度可能降低；滚珠越小，精度越高，但负载能力降低。

根据具体应用要求，选择适当大小的滚珠。

5.轴承支撑方式：滚珠丝杠需要在两端通过轴承来支撑。

轴承的选择要考虑运动速度、负载和刚度等要求。

一般情况下，可以采用角接触球轴承或推力球轴承来支撑。

6.润滑方式：滚珠丝杠在工作时需要进行润滑以减小摩擦和磨损。

常见的润滑方式有油脂润滑和油润滑。

油脂润滑可以提供良好的密封性和冷却效果，适用于低速轴承；而油润滑适用于高速操作，可以提供更好的冷却和泄漏控制。

7.驱动方式：滚珠丝杠的驱动方式可以采用电动、液压或气动。

电动驱动是最常见和广泛应用的方式，它能够提供精确控制和较高的驱动效率。

液压和气动驱动方式适用于承载大负载和长行程的应用。

滚珠丝杠的设计需要根据具体应用需求来选择合适的参数和材料。

设计人员需要结合机械原理、材料力学、热力学等知识，进行系统分析和计算，确保滚珠丝杠能够满足设计要求，提供可靠的运动传递和精确的位置控制。

此外，在设计过程中还需要考虑制造成本、安装要求和维护方便等因素，并与其他机械元件进行协调和配合，以实现整体设计的一致性和优化。

本科生专业课程设计（届）学生姓名: __________________________________ 学号：____________________________________ 专业名称: _________________________________ 班级：___________________________________ 指导教师: _________________________________年月日专业课程设计计算说明书 (3)原始数据 (3)一、系统总体方案设计 (3)二、机械系统的设计计算 (4)三、控制系统设计 (19)专业课程设计计算说明书原始数据设计一台微机控制 XY 两坐标工作台,采用MCS-51单片机控制,控制方式采用步进电机 开环控制.其他参数如下：脉冲当量mm/step定位精度mm最大移动速 度 m/min 工作台尺寸mm 进给抗力N工作台行程mm 台面上取大 物重水平kgXY0.005 0.04 1 100*150 500 320 225 45、系统总体万案设计（一） 机械系统1、 传动机构采用滚珠丝杠副与齿轮或带减速.2、 导向机构采用滚动直线导轨.3、 执行机构采用步进电机.（二） 接口设计1、人机接口微型机机电接口人机接口由设计任务书知(1) 采用键盘或BCD码盘作为了输入.(2) 采用LED作为了电源等指示标志.(3) 采用蜂鸣器或扬声器作为了警报装置.(4) 采用数码管作为了显示器.2、机电接口采用光电偶合器作为了微型机与步进电动机驱动电路的接口,实现电气隔离.(三)伺服系统设计本次设计的系统精度要求不高,载荷不大,因此采用开环控制.(四)控制系统设计开环控制流程图1、控制局部方案选择控制方案不外乎三种：开环控制、半闭环控制、闭环控制.上图为了最简洁的肝环控制〞,假设在机械传动〞机构中引出反响控制局部,再经过比拟放大的那么为了半闭环控制〞.如假设是在机械执行机构中引出反响那么为了闭环控制.采用步进电机来实现驱动,一般情况下多采用开环控制.由于步进电机的输出转角与控制器提供的脉冲数有着正比关系,电机转速与控制器提供的脉冲频率成正比.因此通常在精确度要求不是很高时, 采用步进电机是合理的.当然,由于步进电机具有高频易开环控制原理图失步,负载水平不强的缺点.二、机械系统的设计计算(本次设计假设未作特别说明, 其中的表与图均来自：由郑堤主编的〈〈机电一体化设计根底>) (一)初选步进电动机根据条件：X、丫方向的脉冲当量* 气分别为了：、x =、.y= 0.005mm/step即脉冲当量较小,因此这里选用反响式步进电动机.其特点是：步距角小,运行频率高,价格较低,但功耗较大.并采用单双相通电方式,因此步距角:=0.8.1、步进电动机的脉冲频率计算典型工况下,步进电动机的脉冲频率f x木日f y分别为了:. V x 3 1 3 .f x — 10 10 =3333.3p/s ：： f xmax =12000 p/s60 x 60 0.005_ v y 3 1 3 _f y = ---------------- 10 10 =3333.3p/s ： f ymax =12000 p/s60 y 60 0.0052、步进电动机的驱动转矩计算典型工况下,步进电动机的驱动转矩T x和T y分别为了:"田按图5-7 查得：T =Tv =2.8N m x y3、步进电动机的驱动力计算典型工况下,步进电动机的驱动力F x和F y分别为了:驱动力远大于进给抗力,所以所选步进电动机满足使用要求. （二）计算减速器传动比减速器传动比:：中360、pp0（ -步进电机步距角（*） p 一丝杠导程（mm ）6p -工作台运动的脉冲当量（mm ）F x2T x x Z 2S x Z i 2- 2.8 (0.83) 32 ' /—= 6480N >F x 进给抗力=500N0.004 18F y2 T y y Z 2S y Z l2 二 2.8 (0.83) 32 (一)— = 6480N >F y 进给抗力=500N0.004 18:p360、pp0.8 4 360 0.0051.78图5-33传动级数选择曲线＜机电一体化设计根底〉按图5-33,选一级齿轮传动.(三)齿轮机构设计传递功率=工作台进给抗力x工作台移动速度/传动链效率机械传动效率概略值(供参考)1传递功率=500 /0.8 =10.4w60可见,系统传递的功率很小,在要求不高时, 以后各步的计算可省略. 并采用经验法来设计各元部件.但为了练习计算过程,本次设计采用分析计算来设计.1、齿轮传动机构的根本参数v 工作台 1000. 1 1000 16 n = ----------------- 1 =---------------------- 乂 — = 444r / min ）p 4 92、选择材料及确定许用应力小齿轮材料选择45钢（外表淬火）,硬度为了45HRC 大齿轮材料为了45钢（调质）硬度为了 220HBS 小齿轮的接触疲劳强度极限 o Hlim1 =1130MR （淬火处理）大齿轮的接触疲劳强度极限c-Hlim2=550MP a平安系数S H 和S F取平安系数S H =1.1大齿轮的弯曲疲劳强度极限 二一 Flim2 =190MP a取 S F F.3| _ H lim11130 S H1.1| _ H lim 2=550 S H1.1Flim1 =240MR= 1027.27MP a=500MP a'H 2卜H1 小齿轮的弯曲疲劳强度极限.L 「F1 1- ‘堂1=240=184.62MP a、匚 S ；2 = 190 =146.15MP a3、按齿面接触强度设计- P925 10T =95509550 — =0.21 N *m n 4163------------------------------ 37 —、［335 ? KT 1 06 工.）『335 * 1.1 W.21 x 1000a M u +1 LU ——I --------- =1— +1 I , I ------------------- I ------------------------- ---- ---------:'a u 9 500 03 16, .9大齿轮齿数：z 2 = iz 1 =也18 =329 模数m = W = ^8 = 0.63 ；取标准值m=0.8 z 1 z 2 18 32确定中心距；z 1 z 2= °； 18 32 = 20mm齿宽:b=-aa=0.3 20 = 6mm取 b 2 =6mm; b 1 =10mm4、验算轮齿弯曲强度齿形系数 Y F1 =3.02; Y F2=2.182KT*I 2 1.3 0.21 1000 3.02了F1=—— = --------------------------------- 2 ------------- =14.31MPa ：：二F1 1 =184.62bm 2z 1 10 0.82 18% ="也=14.31 218 =10.33MPa ： L F2 1 = 146.15Y FI3.02校验结果：平安.设齿轮按7级精度制造.取载荷系数1.1,齿宽系数甲a =0.3,=15.78mm中心距:a = ? z 1 z 2=号 27 48 = 30mm齿宽:b= - aa=0.3 30 = 9mm取 b 2 =9mm; b 1 =14mm (四)滚珠丝杠选择1、滚珠丝杠工作长度计算1T 工作台+1行程+1余量X 方向丝杠工作长度：1X =100 +320十20 = 440mmX 方向丝杠工作载荷：F X =500NY 方向丝杠工作长度：1Y =150+ 225+ 20= 395mmY 方向丝杠工作载荷：F Y =500N令两方向丝杠的工况均为了：每天开机 6小时；每年300个工作日；工作 8年以上. 丝杠材料：CrWMn 钢；滚道硬度为了 58~62HRC ;丝杠传动精度为了 ±0.04mm .v 工作台 乂 1000 0 5 X 1000平均转速 n=125r/min (n== =125r/min)P 42、计算载荷F C 求解F C = K FK HK AF m =1.1 1.0 1.0 500N=550N5、齿轮的圆周速度二dmv = -------------60 10003.14 0.8 18 416 ---- =0.31m/s ::: 10m/s60 1000选用7级精度是平安的.为了方便与电机轴的配合,对齿轮作如下修改:取乙=27 ；大齿轮齿数:16 _Z 2 = iz 〔 = — 27 = 489查〈〈机电一体化设计根底>表 2-6; 2-7; 2-8的K F =1.1； K H =1.0； K^1.0,查表2-4取C 级精度.3、额定动载荷计算C ；计算寿命：、=6 300 8 =14400h4、滚珠丝杠副选择假设选用FC 1型号,按滚珠丝杠副的额定动载荷c a等于或稍大于c a 的原那么,选汉江机床厂出品的2004-2.5 , C a =5393N ,其参数如下:n m L h ca=F c3-4.1.67 103200 14400 550 3 ----------------- ,1.67 104N : 3160ND0=20mm p = 2.5mm M =3°38‘滚珠直径d0= 2.381mm滚道半径R = 0.52d0= 0.52 x 2.381 = 1.238mm偏心距e =0.707 R—业1 = 0.707 x 1.238 -2381) = 3.358x10mm< 2)< 2 .J丝杠内径d1 =D0+2e — 2R = (20 + 2x3.358x10N _2x1.238)mm = 17.59mm5、稳定性验算1)由于一端轴向固定的长丝杠在工作时可能会发生失稳, 所以在设计时应验算其平安系数S,其值应大于丝杠副传动结构允许平安系数[S](见表2-10)丝杠不会发生失稳的最大载荷称为了临界载荷F cr (N)按下式计算：二2EI a凹)2式中,E为了丝杠材料的弹性模量,对于钢, 杠危险截面的轴惯性矩( m4);卜为了长度系数,E=206GPa; l为了丝杠工作长度(m); Ia为了丝见表2-10.依题意,I a,4 d i643.14 0.017.59 464_ 一-9 4= 4.7 10 mF xcr二2EI a 3.142 206 109 4.7 10^(」l)25= 1.11 105N2 2 _9 9EI a 3.142 206 109 4.7 105)2一(2'2乂0.395 I<3 )= 1.38 105N平安系数2八三我0.44D 0n=20 125 = 2500：7 104所以该丝杠副工作稳定.6、刚度验算滚珠丝杠在工作负载F( N)和转矩T(N m 卅同作用下引起每个导程的变形量EA 2「GJ cc1式中,A 为了丝杠截面积,A=-叼1(m )； J c 为了丝杠的极惯性矩,J c =——d 1 (m )；432G 为了丝杠切变模量,对钢 G=83.3GPa ； T (N m )为了转矩.S XF cr 1.11 105F m 222500 Fc 「 1.38 105里= ------------- =276500查表 2-10, [S]=2.5~3.3 . S>[S],丝杠是平安的,不会失稳.2)高速长丝杠工作时可能发生共振,因此需验算其不会发生共振的最高转速n cr .要求丝杠的最大转速nmax:：n crmax ci临界转速n cr (r/min)：n cr=9910勺2 =9910（侦3.9272 0.01759 31242r/min'2八— 0.44 I该丝杠工作转速 n = 125r / min :: n crci3)滚珠丝杠副还受D 0n值的限制,通常要求D 0n ：： 7 104mm r/min式中,P 为了摩擦角,其正切函数值为了摩擦系数；F m 为了平均工作负载.此题取摩擦系数为了 tan P = 0.0025,那么 P =840".T =500 20 10J tan 3 38' 8 40 N m ： 0.33N m按最不利的情况取（其中 F = F m ）匹包=些•竺22! 0 _ ___ 22_4EA 2二GJ c「Ed ；二2Gd 14oo 24 4 10 500 16 4 10 0.33一 3.14 206 109 0.017592 3.142 83.3 109 0.017594 :3.997 10'm那么丝杠在工作长度上的弹性变形所引起的导程误差为了通常要求丝杠的导程误差 A L 应小于其传动精度的 1/2,即1… 一 一c- = 一 0.04 = 0.02mm = 20 二 m2.,L ,： L L L 该丝杠满足刚度要求.7、效率验算滚珠丝杠副的传动效率 n 为了tan3 38' 96 %tan （3 38' 8 40 ）要求在90%~95%之间,所以该丝杠副合格.（五）滚动直线导轨选择= 0.44 ___ ________ 23.997 104 10；」m = 4.40」mtan , tan （ ,«,一F^=mg=45 9.8 =441N2、导轨额定寿命计算T h= 6 300 5 = 900Oh由公式2-10:T s 103Th - ~~2L s nT s-导轨额定行程长度寿命（km） L s -工作单形成长度（m） n —每小时往复次数（次/h）得：T s=2T h l s n/103=2 9000 0.44 4 60/103= 1900.8km因滑座数M=2,所以每根导轨上使用1个滑座,由表2~15-2~18确定接触系数：f c=0.81 c硕度系数：f H =1温度系数：f T=1负荷系数：f w=1.5由式2-9:/ >3丁f H f T f c C aT s KI f w FK-寿命系数,一般取50kmC：L N N得：F 3T s /Kf w 220.5 3 1900.8/50 1.5=1373N1 1 0.81V ~ 441F220.5NM 2C a =1740N ,能满足使用要求.（六）计算系统转动惯量1、电动机轴上总当量负载转动惯量计算将各传动件转动惯量及工作台水平折算到电动机轴上,得总当量负载转动惯量:= 6.73 10°kg ,m 22、惯量匹配验算. _______ ___ _____ _ £J d 6.73 10—= ---------------- r =0.38 J m 1.764 10^C a查〈〈机械电子工程专业课程设计指导书>表3-19,选LY25AL ,其根本额定载荷为了:小齿轮转动惯量J z132大齿轮转动惯量Jz232丝杠转动惯量J___ _____ 3■: 7.8 10___ 4 _ _ _0.0144 0.0107| 23.29 10 kg *m32_____3 ________________ 4 __________■: 7.8 100.0256 0.006 32* 4一-_ 3 一 _4-"d l ■: 7.8 10 0.0185 0.44s3232= 1.97 10-6kg *m 2_ _ _ ____ 2=3.95 10 kg , mJ d =J z1 J z2 J s ；i —^― m 2-17_6 1= 3.29 101.97 10------0.0042 一 1645满足1 < J d4 J m<1的要求,惯量匹配比拟合理.3、步进电动机负载水平校验 (1) 步进电动机轴上的总惯量J=JmJ d = 1.764 10^ 6.73 10^ = 2.44 10 直kg* m 2H(2) 空载启动时,电动机轴上的惯性转矩c 16「2 a 1 1= 2.44 10 9 小 M.045N m0.004 25 1060(3) 电动机轴上的当量摩擦转矩T i F i = ^^mg 」=—0.004— 45 9.8 0.2 = 0.04N m「2二 L2二 i 2二 0.8 些9其中伺服进给传动链的总效率取为了=0.8(4) 设滚动丝杠螺母副的预紧力为了最大轴向载荷的 机轴上的附加摩擦转矩为了(5) 工作台上的最大轴向载荷折算到电动机轴上的负载转矩为了0.004 = 500 = 0.18N m162 二 0.8 —9(6) 空载启动时电动机轴上的总负载转矩为了T q =T j T 」T 0=0.045 0.04 0.014 = 0.099N m(7) 在最大工作载荷下电动机轴上的总负载转矩为了T 1 =T wT 」T 0= 0.18 0.04 0.014 = 0.234N m(8) 按表5-5查得空载启动时所需电动机最大静转矩为了(9) 按式5-39可求得在最大外载荷下工作时所需要电动机最大静转矩为了max2上ivmaxlj = J ； - J = J■ ：tp L t1/3,那么因预紧力而引起的折算到电动T .=：. F °1 - ：Fw；ax1- 2 =2二 I2,M i 30.004 5001_0.92 =0.014N m2 二 0.8 139T = —F mawwmax2二 iT q 0.8090.0990.809= 0.12N mT s2 =/ ■' 、= / 0.234= 0.468 ~0.78N m(0.3 ~ 0.5) (0.3 ~ 0.5结论:所选步进电动机启动转矩 T s =1.96N m 远大于所需要的启动转矩 T s1 ,因此选择的步进电机的功能不能充分发挥.(为了提升经济性,可重新选择.4、系统刚度计算(1) 按表5-8所列公式可求得丝杠最大、最小拉压刚度为了= 9.8 107N mK°max =2.68 108 N m 0 max(3) 按式5-45可计算出丝杠最低扭转刚度为了T iKL max：d 2E二 0.01852 2.1 10114l min 4 0.060= 9.4 108N/mKL min二 0.01852 2.1 1011= 1.5 108N/m4l max4 0.38(2) 假定丝杠轴向支承轴承经过预紧并忽略轴承座和螺母座刚度的影响,按表5-9所列公式可求得丝杠螺母机构的综合拉压刚度K0min2K B K Lmin K N2 1.96 10811 _ _8 ----------- =1.02 10 m N 1.02 10----------------- 81.5 101 1 1 —+ ---------- + -----K °max 2K B K Lmax K N2 1.96 108+ ----------- 9.4 108---------- :—9 = 0.373 10% N 1.02109KT min410一 0.0185 8.1 1032l max32 0.38=2450N m / rad5、固有频率计算 (1)丝杠水平为了1 2 r 12 3m s=—二d L =—二 0.01850.440 7.8 104 4=0.92 kg(2)丝杠-工作台纵振系统的最低固有频率为了(4) 如果忽略电动机轴及减速器中的扭转变形,那么系统的最低扭振固有频率为了2450 5637.1rad /s7.71 10 里©nc 与斜t 均较高,说明系统动态 特性好. nc n6、死区误差计算设齿轮传动和丝杠螺母机构分别采取了消隙和预紧举措,那么按式( 5-59)可求得由摩擦力引起的最大反向死区误差为了：A max <脉冲当量,因此系统能满足单脉冲进给.7、由系统的刚度改变引起的定位误差计算按式(5-60)可求得由丝杠螺母机构综合拉压刚度的改变所引起的最大定位误差.由于系统要求的定位精度为了 ±0.04mm ,即允许定位误差为了 6 = 0.08mm_____ 1 ___ 一. ......... ...... .. ..........8Kmax=0.00057 < —5 = 0.016mm 因而,系统刚度满足TE 位精度要求.5三、控制系统设计(一) 微处理器的选择根据设计要求,系统控制的主要功能是对步进电机的脉冲频率及其安排的控制. 同时在 实现这一主功能的根底上,附带假设干协助功能,如显示、预置、时间、键盘等.-'ncK0min1 m ：；： — m s39.8 10 1470.7rad / s1 ___ 45 0.923(3)折算到丝杠轴上系统的总当量转动惯量为了一一一2 一 5J sd= Ji = 2.44 102'16'■ - — _5 .2—I =7.7仆10 kg.m• 'ntKT minJsdmax2mg 」K0 min103 2 45 9.8 0.23-------------------------- 7—109.8 107=0.0018mmK0min K 0maxX103 =mg 」=45 9.8 0.2K0min[9.8K107 2.68^108 J K0maxX1033 一 一一一10 =0.00057 mm结论：1、 系统对内存要求不高.2、 系统处理的运算不是很复杂,对CPU 的计算速度要求不高.3、 为了扩展键盘、显示、掉电保护等功能, 要求系统提供较多的口线和完善的中断系统.考虑到上面的原因,这里可以采用市面供给充分,性能价格比拟好的 AT89C52作为了系统的微处理器.其参数见下表：AT89C52参数表型号ROM 串行口 晶振频率 封装 RAM 说明AT89C528KUARK 12MHz 40DIP 256与 intel 80C32 兼容（二） 系统扩展系统中采用键盘实现输入,并采用 LED 显示器,它们均需要占用较多芯片口线,所以 该系统是需要进行系统扩展的.可编程并行接口 8255A 是一种应用广泛 的并行接口扩展器件.它具有三个8位并行口 PA 、PB 、PC 由此提供了 24条口线.（三） 键盘连接键盘采用机械式按键组成.它属于常开类型, 的接线,当键K 按下时P 口电位拉低.相反, 一直保持高电位.其中电路中电阻起限流作用, 大的电流烧毁.键盘采用软件消抖. （四）时钟芯片的选择为了了实现时间的显示,这里引入了时钟芯片 （五）可靠性设计WATCHDOG （系统正常工作监视器）,因此假设不加外部 WATCHDOG ,便会造成在工作电压过低时,系统出现不 正常运行,产生不良的现实后果. （六）掉电保护设计掉电保护设计的目的是在断电或复位后,待系统恢复正常时,系统能够恢复到原先状态,实现继续运转的功能. 这样就要求将运行时的重要参数得到保存.保存的数据包CPU i 1WR RDp00 39 AD0D0D8255iiD7cs A1 WF A2RD-tP07：AD7p27 32 p26 p25图3-1扩展连线为了提升系统的可靠性,在这里采用了MAX813L .这是由于AT89C52芯片内部未带图3-2单键接线图GND括,预置时的“位移值’、“速度值’、“运行过程中已经走过的位移量’.为了实现这一个日的, 需要在系统中引入芯片 AT24C01 （E 2PROM ）.（七） 报警设计报警装置可以是“警报灯〞、“声音报警〞、“声音和灯光共用〞等形式,在实验室等安静 的环境中,声音报警是比拟理想的方法.因此,根据实际情况,在该系统中采用“声音〞报 警.（八） 显示模块设计系统所需显示任务是数字显示,且显示数据量不大,因此在系统中采用数码管作为了显示 器是能够满足任务的.系统中采用静态显示较为了合理.在静态显示方式中,采用 4LS164作为了显示接口是比拟 通用的方法,而且这种接口价格廉价,使用方 便,CPU 只要提供两条口线便可以实现稳定、 局晃的显示.（九）步进电机驱动电路设计步进电机的驱动电路设计主要涉及脉冲分 配器的选择问题和驱动电路的选那么问题.时下脉冲安排器主要有两种：一种是硬件脉冲安排器（国内主要有YB 系列）,另一种 是软件脉冲安排器. 软件脉冲安排器不需要额外的电路,相应的降低了系统的本钱, 虽然这 种方法占用了一定的电脑运行时间, 但是在该设备中电脑有足够的资源来担当脉冲安排 任务.该系统采用软件来进行脉冲安排更为了合理.单片机与步进电机的接口电路见图3-5 步进电机的驱动电路采用斩波限流驱动方式, 这种电路采用单一高压电源供电, 以加快 电流的上升速度,并通过对绕组电流的检测, 控制功放管的开和关, 使电流在控制脉冲持续 期间始终保持在规定值上下,这种电路出力大,功耗小,效率高,目前应用较广.图3-5单片机与步进电机的接口电路 TX D/P 图3-4显示模块。

广西科技大学机制工艺课程设计（滚珠丝杠）设计说明书学生姓名：刘淮学生学号：20150140702指导教师：唐满专业班级：机械Z135班专业方向：广西科技大学职业技术教育学院二零一六年六月机械制造工艺学课程设计任务书一、设计题目滚珠丝杠的预拉伸结构二、原始资料(1) 滚珠丝杠外径40mm，导程10(2) 双螺母预紧三、上交材料1．CAD制零件图 3张2、设计说明书一份 1套滚珠丝杠预拉伸结构说明书一、用途：该滚珠丝杠可用于车床、铣床等数控铣床使用，定位精度高，制造等级高。

二、重要数据1、规格：滚珠丝杠外径为40mm，导程为10，总长为1407，有效行程为1100mm。

制造材料为45钢，制造等级为研磨级，有较高的接触精度。

2、循环方式：采用弯管是外循环，采用3.5圈X1有效循环圈数，该方式装配简单，使用面广。

3、螺母选用：采用双螺母，法兰盘式连接，方便预紧，预紧方式采用垫片式可调预紧。

螺母内径为65mm，内径为40mm，螺母及法兰盘总长152mm。

4、支撑方式：电机端固定和另一端铰支撑，采用铰接触轴承支撑，轴承型号为7206C，接触为60度，有较好的稳定性，能做到有效支撑。

5、电机连接方式：采用联轴器电机直连方式。

这种连接方式不但方片轻巧，不但能提高传动效率，而且能减少磨损，减少装配所需空间。

6、联轴器的选用：采用最先进的弹性膜片联轴器，冲击载荷小，是现在普遍再用电机直连的一种方式。

7、轴端螺母的选用：采用M30 B级螺母，制造材料为45钢。

三、转配的选用：根据丝杠的材料和外径，导程，选用合理的丝杠形成，达到最佳的配合。

滚珠丝杆说明一、简介滚珠丝杆是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。

滚珠丝杠由螺杆、螺母、钢球、预压片、反向器、防尘器组成。

它的功能是将旋转运动转化成直线运动，这是艾克姆螺杆的进一步延伸和发展，这项发展的重要意义就是将轴承从滑动动作变成滚动动作。

由于具有很小的摩擦阻力，滚珠丝杠被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。

滚珠丝杠是工具机和精密机械上最常使用的传动元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反复作用力，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。

滚珠丝杠主要参数为：公称直径与导程。

二、原理1.按照国标GB/T17587.3-1998及应用实例，滚珠丝杠（已基本取代梯形丝杆，俗称丝杆）是用来将旋转运动转化为直线运动；或将直线运动转化为旋转运动的执行元件，并具有传动效率高，定位准确等。

2.当滚珠丝杠作为主动体时，螺母就会随丝杆的转动角度按照对应规格的导程转化成直线运动，被动工件可以通过螺母座和螺母连接，从而实现对应的直线运动。

滚珠丝杠轴承为适应各种用途，提供了标准化种类繁多的产品。

广泛应用于机床，滚珠的循环方式有循环导管式、循环器式、端盖式。

预压方式有定位预压（双螺母方式、位预压方式）、定压预压。

可根据用途选择适当类型。

丝杆有高精度研磨加工的精密滚珠丝杠（精度分为从CO-C7的6个等级）和经高精度冷轧加工成型的冷轧滚珠丝杠轴承（精度分为从C7-C10的3个等级）。

三、用途超高DN值滚珠丝杠：高速工具机，高速综合加工中心机端盖式滚珠丝杠：快速搬运系统，一般产业机械，自动化机械高速化滚珠丝杠：CNC机械、精密工具机、产业机械、电子机械、高速化机械精密研磨级滚珠丝杠：CNC机械，精密工具机，产业机械，电子机械，输送机械，航天工业，其它天线使用的致动器、阀门开关装置等螺帽旋转式（R1）系列滚珠丝杠：半导体机械、产业用机器人、木工机、雷射加工机、搬送装置等轧制级滚珠丝杠：低摩擦、运转顺畅的优点，同时供货迅速且价格低廉重负荷滚珠丝杠：全电式射出成形机、冲压机、半导体制造装置、重负荷制动器、产业机械、锻压机械。

滚珠丝杠副选型Jeff G. Johnson，产品工程师Thomson Industries, Inc.Wood Dale, IL540-633-3549Thomson@图1：滚珠丝杠副是一种常用的直线执行器简介滚珠丝杠副是一种将旋转运动转化为直线运动或将直线运动转化为旋转运动的装置。

滚珠丝杠副由滚珠丝杠和含有循环滚珠的螺母组成。

丝杠和螺母都有与滚珠配合的滚道，二者通过循环滚珠联接在一起。

传递的力均布在大量的滚珠上，这样每个滚珠上承载的力就会相对较小。

因为滚珠丝杠副含有滚动体，因此摩擦系数非常小。

滚珠丝杠副的机械效率通常大于90%，因此较高的初始安装费用通常可以用降低使用功耗来抵消。

滚珠丝杠及其它直线执行器的特点总结如下表所示：手动执行器低成本、低速爱克米螺纹低成本、中速、多点定位气缸单点定位、中等负载，如果不具有气源则应用成本较高，存在漂移现象滚珠丝杠 – 超精密或精密高速、重复精度高、精度高、中等成本，螺母旋转型具有较长的行程带传动高速、多点重复定位、中等精度、中等负载缆线和链条传动低成本、轻载应用、稳健性欠佳液压缸负载非常高、单点定位直线电机速度最高、负载相对较轻、精度最高齿条和齿轮传动中速，长行程，中等载荷至重载滚柱丝杠重载、中速图2：直线执行器装置概要滚珠丝杠的重要技术参数额定静载荷 – 最大的非操作负载能力，超过此值将导致滚道发生布氏硬度压入失效。

载荷禁止大于额定静载额定动载荷 – 滚珠丝杠能够运行百万英寸行程（英制系列）或百万转（公制系列）所允许的最大负载。

不推荐负载大于额定动载荷导程误差 – 每英尺的定位误差（英制系列）或每300mm的定位误差（公制系列），用来量度运动精度。

背隙 – 滚珠螺母与丝杠间的轴向自由运动，用来量度滚珠丝杠的刚度和可重复性。

末端固定方式 – 末端支承方式影响丝杠的速度和柱负载图3：滚珠丝杠选型参数可选输入参数图3概述了滚珠丝杠选型过程中所需的参数。

可选输入参数能够让设计工程师在滚珠丝杠选型的早期就能够根据特定性能来选择具体类型的滚珠丝杠。

<滚珠丝杠副的参数计中算与选用流程>1.确定滚珠丝杠副的导程P h由传动关系图，工作台最高移动速度Vmax ，电机最高转速n max ，传动比i 等确定P hmaxmax n i V P h ∙=当电机与滚珠丝杠副直联时i=1ma xm a x n V P h =计算出的P h 要取较大值圆整。

2.滚珠丝杠副的载荷及转速计算● 最小载荷F min机器空载时滚珠丝杠副的传动力，如工作台重量引起的摩擦力。

● 最大载荷F max选机器承受最大负荷时滚珠丝杠副的传动力。

如机床切削时，切削力滚珠丝杠轴向的分力与导轨磨擦力之和即为F max （这时导轨磨擦力是由工作台、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）。

● 滚珠丝杠副的当量转速n m 及当量载荷F m滚珠丝杠副在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 %,所承受的载荷分别是F 1, F 1, F 1… F n 。

%%%2211n n m t n t n t n n +⋅⋅⋅⋅⋅⋅++=3322321131%%%mn n n m n t n F t n F t n F F +⋅⋅⋅⋅⋅⋅++=当负荷与转速接近正比变化时，各种转速使用机会均等时，可采用下列公式计算： 2mi nma xn n n m += 32mi nma xF F F m +=3.确定预期额定动载荷● 按滚珠丝杠副的预期工作时间L h (小时)计算：)(100603N f f f F L n C ca w m h m m ∙=● 按滚珠丝杠副的预期运行距离Ls(千米)计算：)(N f f fF P L C ca wm hs m ∙=有预加负荷的滚珠丝杠副还需按最大轴向负荷F max 计算：m a xF f C e am =式中L h —预期工作时间（小时）（见表-5）。