滚珠丝杠选型和电机选型计算

3873滚珠丝杠电机选型计算设计要求：夹具加工件重量：W1=300kg提升部位重量：W2=100kg行走最大行程：S= 1200mm最大速度：V=20000mm/min使用寿命：Lt=20000h滑动阻力：u=0。

01电机转数：N=1333RPM运转条件：v（m/min)加速下降时间：T1=0.75S匀速下降时间T2=3S减速下降时间T3=0.75St(sec) 加速上升时间T4=0.75S匀速上升时间T5=3S减速上升时间T6=0.75S 匀速下降3s1，螺杆轴径，导程，螺杆长度选定a：导程（l）由电机最高转数可得L大于或等于V/N=20000/1333=15mm即导程要大于15mm，根据THK样本得导程16mm即L=16mmb：轴负荷计算1，加速下降段a1=V/T=20000/60X0.75=444(mm/s2)=0.444m/s2f=u(W1+W2)xG=0.01(300+100)x9.8=40NF1=(W1+W2)xG-f-(W1+W2)xa1=(300+100)x9.8-40-(300+100)x0.444=3702N 2,匀速下降段F2=(W1+W2)xG-f=(300+100)x9.8-40=3880N3减速下降段F3=(W1+W2)xG-f+(W1+W2)xa1=(300+100)x9.8-40+(300+100)x0.444=4058N 4 加速上升段F4=(W1+W2)xG+f+(W1+W2)xa1=(300+100)x9.8+40+(300+100)x0.444=4137N 5，匀速上升段F5=(W1+W2)xG+f=(300+100)x9.8+40=3960N6, 减速上升段F6=(W1+W2)xG+f-(W1+W2)xa1=(300+100)x9.8+40-(300+100)x0.444=3784N由上得：加速上升时对轴产生的负荷最大即：F4=4137N1根据负荷可得轴直径F4=mDr。

深圳tbi滚珠丝杠选型计算举例选取的滚珠丝杠转动系统为：磨制丝杠(右旋)轴承到螺母间距离(临界长度) ln= 1200mm固定端轴承到螺母间距离 Lk= 1200mm设计后丝杠总长 = 1600mm最大行程 = 1200mm工作台最高移动速度 Vman= 14（m/min）寿命定为 Lh= 24000工作小时。

μ= 0.1 （摩擦系数）电机最高转速 nmax= 1800 （r/min）定位精度：最大行程内行程误差 = 0.035mm300mm行程内行程误差 = 0.02mm失位量 = 0.045mm支承方式为(固定—支承)W = 1241kg+800kg （工作台重量+工件重量）g=9.8m/sec2(重力加速度)I=1 (电机至丝杠的传动比)Fw=μ×W ×g = 0.1×2041×9.8 ≈ 2000 N(摩擦阻力)运转方式轴向载荷F a=F+F w（N）进给速度(mm/min)工作时间比例无切削F1=2000V1=14000q1=15轻切削F2=4000V2=1000q2=25普通切削F3=7000V3=600q3=50重切削F4=11000V4=120q4=10F a --- 轴向载荷（N） F --- 切削阻力（N） Fw--- 摩擦阻力（N）从已知条件得丝杠编号：此设计丝杠副对刚度及失位都有所要求，所以螺母选形为：FDG（法兰式双螺磨制丝杠）从定位精度得出精度精度不得小于P5级丝杠FDG_-_X_R-_-P5-1600X____计算选定编号导程= 14000/18000≈7.7mm在此为了安全性考虑：P =10(mm)运转方式进给速度(mm/min)进给转速(r/min)无切削V1=14000n1=1400轻切削V2=1000n2=100普通切削V3=600n2=60重切削V4=120n2=12平均转速平均载荷时间寿命与回转寿命=24000×266×60=383040000转次额定动载荷以普通运动时确定fw取 1.4得：额定动载荷 Ca≥39673N以Ca值从FDG系列表及（丝杠直径和导程、丝杠长度表）中查出适合的类型为：公称直径： d0=40mm 丝杠底径： d=33.9mm 导程：Pho=10mm 循环圈数：4.5额定动载荷为：48244N。

1.滚珠丝杠及电机选型计算1.1 确定滚珠丝杠副的导程根据电机额定转速和X 向滑板最大速度，计算丝杠导程。

X 向运动的驱动电机选择松下MDMA152P1V ，电机最高转速为4500rpm 。

电机与滚珠丝杆通过联轴器连接，传动比为0.99。

X 向最大运动速度24m/min ，即24000mm/min 。

则丝杠导程为max max 24000/ 5.390.994500h P V i n =⋅=≈⨯ 实际取mm P h 10=，可满足速度要求。

1.2 滚珠丝杠副的载荷及转速计算滚动导轨承重时的滑动摩擦系数最大为0.004，静摩擦系数与摩擦系数差别不大，此处计算取静摩擦系数为0.006。

则导轨静摩擦力：000.0065009.84549.4F M g f N μ=⋅⋅+=⨯⨯+⨯=式中：M ——工件及工作台质量， M 为500kg 。

f ——导轨滑块密封阻力，按4个滑块，每个滑块密封阻力5N 。

由于该设备主要用于检测，丝杠工作时不受切削力，检测运动接近匀速，其阻力主要来自于导轨、滑块的摩擦力。

则有：max min 60/6024/10144h n n v P rpm ≈=⋅=⨯=max min 049.4F F F N ≈≈=滚珠丝杠副的当量载荷：max min 0249.43m F F F F N +=≈= 滚珠丝杠副的当量转速：max min 1443m n n n rpm +== 1.3 滚珠丝杠副预期额定动载荷 1.3.1按滚珠丝杠副的预期工作时间计算：49.41253.0310010011m w am a c F f C N f f ⨯===⨯⨯ 式中： m n ——当量转速，max min 1443m n n n rpm +== h L ——预期工作时间，测试机床选择15000小时w f ——负荷系数，平稳无冲击选择w f =1a f ——精度系数，2级精度选择a f =1c f ——可靠性系数，一般选择c f =11.3.2 按滚珠丝杠副的预期运行距离计算：49.416784.0411m w am a c F f C N f f ⨯===⨯ 式中：s L ——预期运行距离，一般选择32410s L m =⨯1.3.3 按滚珠丝杠副的预加最大轴向负载计算：max 6.749.4303.98am C f F N ε==⨯=式中：e f ——预加负荷系数，轻预载时，选择e f =6.7m ax F ——丝杠副最大载荷1.4 估算滚珠丝杠的最大允许轴向变形量δm()∙≤4/1~31m δ重复定位精度X 向运动的重复定位精度要求为0.03mm ，则10.030.00754m mm δ≤⨯=1.5 估计算滚珠丝杠副的螺纹底X 1.5.1 根据X 向运动行程为1000mm ，可计算出两个固定支承的最大距离：(1.1 1.2)(1014) 1.2100014101340h L l P mm ≈⋅+⋅=⨯+⨯=1.5.2 按丝杠安装方式为轴向两端固定，则有丝杠螺纹底X ：mo m L F d δ1000039.02≥ 式中：F 0——导轨静摩擦力，F 0=49.4NL ——滚珠螺母至滚珠丝杠固定端支承的最大距离，L=1340mm则有2 3.69m d mm ≥= 1.6 导程精度的选择根据X 向运动的定位精度要求达到0.08mm/1000mm ，则任意300mm 。

滚珠丝杠及电机选型1.滚珠丝杠及电机选型计算1.1 确定滚珠丝杠副的导程据电机额定转速和X 向滑板最大速度，计算丝杠导程。

X 向运动驱动电机选择松下MDMA152P1V ，电机最高转速为4500rpm 。

电机与滚珠丝杆直连，传动比为1。

X 向最大运动速度25mm/s ，即1500mm/min 。

则丝杠导程为mm n i V P h 34.045001/1500/max max ≈⨯=⋅=实际取mm P h 10=，可满足速度要求。

1.2 滚珠丝杠副的载荷及转速计算滚动导轨承重时的滑动摩擦系数最大为0.004，静摩擦系数与摩擦系数差别不大，此处计算取静摩擦系数为0.006。

则导轨静摩擦力：N f g M F 2.108548.91500006.000=⨯+⨯⨯=+⋅⋅=μ式中：M ——工件及工作台质量，经计算M 约为1500kg 。

f ——导轨滑块密封阻力，按4个滑块，每个滑块密封阻力5N 。

由于该设备主要用于检测，丝杠工作时不受切削力，检测运动接近匀速，其阻力主要来自于导轨、滑块的摩擦力。

则有：15010/2560/60min max =⨯=⋅=≈h P v n n rpmN F F F 2.1080min max =≈≈滚珠丝杠副的当量载荷：32min max F F F m +=≈0F =108.2N 滚珠丝杠副当量转速：1502min max =+=n n n m rpm 1.3 滚珠丝杠副预期额定动载荷1.3.1按滚珠丝杠副预期工作时间计算：N f f f F L n C c a w m h m am 06.5551110012.10815000150601006033=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⋅= 式中： m n ——当量转速，15010/2560/60=⨯=⋅=h m P v n rpmh L ——预期工作时间，测试机床选择15000小时w f ——负荷系数，平稳无冲击选择w f =1a f ——精度系数，2级精度选择a f =1c f ——可靠性系数，一般选择c f =11.3.2 按滚珠丝杠副的预期运行距离计算：N f f f F P L C c a w m h s am 9993.146841112.108101010253333=⨯⨯⨯⨯⨯=⋅=- 式中： s L ——预期运行距离，一般选择m L s 31025⨯=1.3.3 按滚珠丝杠副的预加最大轴向负载计算：N F f C e am 94.7292.1087.6max =⨯==式中：e f ——预加负荷系数，轻预载时，选择e f =6.7m ax F ——丝杠副最大载荷1.4 估算滚珠丝杠的最大允许轴向变形量δm()•≤4/1~31m δ重复定位精度X 向运动的重复定位精度要求为0.005mm ，则00125.01.041=⨯≤m δmm1.5 估计算滚珠丝杠副的螺纹底X1.5.1 根据X 向运动行程为1200mm ，可计算出两个固定支承的最大距离：mm P l L h 1580101412002.1)14~10()2.1~1.1(=⨯+⨯=⋅+⋅≈1.5.2 按丝杠安装方式为轴向两端固定，则有丝杠螺纹底X ：mo m L F d δ1000039.02≥ 式中：F 0——导轨静摩擦力，F 0=108.2NL ——滚珠螺母至滚珠丝杠固定端支承最大距离，L=1580mm则有mm d m 42.1400125.010*******.108039.02=⨯⨯⨯≥ 1.6 导程精度的选择据X 向运动的定位精度要求达到0.005mm/1000mm ，则任意300mm 。

滚珠丝杆的选型和计算滚珠丝杆是一种常用的传动装置，广泛应用于工业领域。

在选择和计算滚珠丝杆时，需要考虑多个因素，包括负载要求、速度要求、精度要求等。

本文将从滚珠丝杆的选型和计算两个方面进行详细介绍。

一、滚珠丝杆的选型1. 负载要求：滚珠丝杆的选型首先需要考虑负载要求。

根据负载的大小和方向，可以确定所需滚珠丝杆的直径和材料。

一般来说，负载越大，所选用的滚珠丝杆直径应越大，材料应选择强度高、刚性好的材料，如优质合金钢等。

2. 速度要求：滚珠丝杆的选型还需要考虑速度要求。

速度较高时，需要选择高精度的滚珠丝杆，并配备合适的润滑系统，以提供良好的润滑和冷却效果，确保滚珠丝杆的正常运行。

3. 精度要求：根据应用的精度要求，选择相应等级的滚珠丝杆。

一般来说，滚珠丝杆的精度等级分为C0、C3、C5等级，精度越高，所选用的滚珠丝杆成本也越高。

因此，在选型时需要根据具体应用需求进行权衡，实现性价比最优。

二、滚珠丝杆的计算滚珠丝杆的计算是为了确定其工作参数，以保证滚珠丝杆的正常运行。

主要包括以下几个方面的计算：1. 负载计算：根据所需负载的大小和方向，计算滚珠丝杆的额定负荷。

额定负荷是指滚珠丝杆能够承受的最大负荷，一般以动载荷为参考。

根据负载的大小、方向和工作条件等参数，可以参考滚珠丝杆的选型手册或使用相关计算公式进行计算。

2. 速度计算：根据应用的速度要求，计算滚珠丝杆的额定速度和临界转速。

额定速度是指滚珠丝杆能够正常运行的最大速度，临界转速是指滚珠丝杆在高速运转时可能出现的共振现象。

根据滚珠丝杆的直径、材料和润滑条件等参数，可以使用相关计算公式进行速度计算。

3. 功率计算：根据所需负载和速度，计算滚珠丝杆所需的功率。

功率是指滚珠丝杆传递的能量，需要根据负载和速度等参数进行计算。

根据滚珠丝杆的选型手册或使用相关计算公式，可以计算出所需功率。

4. 寿命计算：根据滚珠丝杆的工作条件和使用环境，计算滚珠丝杆的寿命。

寿命是指滚珠丝杆在正常工作条件下可以使用的时间或循环次数。

滚珠丝杠选择计算滚珠丝杠副参数计算与选用1、计算步骤2、确定滚珠丝杠导程Ph根据工作台最高移动速度Vmax , 电机最高转速nmax, 传动比等确定Ph。

按下式计算，取较大圆整值。

Ph= (电机与滚珠丝杠副直联时，i=1)3、滚珠丝杠副载荷及转速计算这里的载荷及转速，是指滚珠丝杠的当量载荷Fm与当量转速nm。

滚珠丝杠副在n1、n2、n3nn转速下，各转速工作时间占总时间的百分比t1%、t2%、t3%tn%，所受载荷分别是F1、F2、F3Fn。

当负荷与转速接近正比变化时，各种转速使用机会均等，可按下列公式计算：(nmax: 最大转速，nmin: 最小转速，Fmax: 最大载荷（切削时），Fmin: 最小载荷（空载时）4、确定预期额定动载荷①按滚珠丝杠副预期工作时间Ln（小时）计算：②按滚珠丝杠副预期运行距离Ls（千米）计算：③有预加负荷的滚珠丝杠副还需按最大轴向负荷Fmax计算：Cam=feFmax(N)式中：Ln-预期工作时间（小时，见表5)Ls-预期运行距离(km),一般取250km。

fa-精度系数。

根据初定的精度等级（见表6)选。

fc-可靠性系数。

一般情况fc=1。

在重要场合，要求一组同样的滚珠丝杠副在同样条件下使用寿命超过希望寿命的90％以上时fc见表7选fw-负荷系数。

根据负荷性质（见表8）选。

fe-预加负荷系数。

（见表9)表－5 各类机械预期工作时间Ln 表－6 精度系数fa机械类型 Ln(小时）普通机械 5000～10000普通机床 10000～20000数控机床 20000精密机床 20000测示机械 15000航空机械 1000精度等级 1.2.3 4.5 7 10fa 1.0 0.9 0.8 0.7表－7 可靠性系数fc可靠性% 90 95 96 97 98 99fc 1 0.62 0.53 0.44 0.33 0.21表－8 负荷性质系数fw负荷性质无冲击(很平稳）轻微冲击伴有冲击或振动fw 1～1.2 1.2～1.5 1.5～2表－9 预加负荷系数fe预加负荷类型轻预载中预载重预载fe 6.7 4.5 3.4以上三种计算结果中，取较大值为滚珠丝杠副的Camm。

滚珠丝杠1.滚珠丝杠计算1. 确定滚珠丝杠副的导程根据电机最高转速为3000min -1。

电机与滚珠丝杆直连， X 向最大运动速度V max 1000mm/s ，即60×1000=6000mm/min 。

则丝杠导程为mm n i V P h 2030001/6000/max max =⨯=⋅=即mm P h 20=，可满足速度要求。

2.螺帽的选择(1)所需基本动额定负载与容许转速(DmN 值)各动作模式下轴向负载的计算3.丝杠轴的选择丝杠轴全长(L)与危险速度(Nc)、屈曲载荷(Pk)的研讨1.8 电机选择条件：选择伺服电机驱动，伺服电机选取松下NAS A4系列MDMA152P1V 型大惯量电机，其功率：1.5KW, 额定转矩：7.15 N.m, 电机惯量JM ：0.00123 Kg.m 2X 向运动工件及工作台质量估计最大值约1500Kg 。

1.8.1 外部负荷的转动惯量：丝杆部分的转动惯量：22210151996565.0031.0633.312121m kg r m J ⋅=⨯⨯=⋅= 外部负荷的负荷转动惯量： 2221 090.01899920201.015000151996565.0)2(m kg P m J J h L ⋅=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+=⋅+=ππ 则有：45.1500123.0 090.01899920==M L J J 加在电机上的转动惯量：2 090.0202292000123.0 090.01899920m kg J J J M L ⋅=+=+=1.8.2 外部负荷产生的摩擦扭矩：m N P F T h p ⋅=⨯⨯⨯=⨯⋅⋅=-- 940.19133960109.02102.10810233πηπ 式中： h P ——滚珠丝杆副的导程η——未预紧的滚珠丝杆副的效率（2级精度η=0.9）F ——外加轴向载荷，含导轨摩擦力，其中含切削力为01.8.3 预紧力产生的摩擦扭矩：m N P F T h p D ⋅=⨯-⨯⨯=⨯-⋅⋅=-- 360.01346588109.09.0121007.361012322322πηηπ 式中：p F ——滚珠丝杆副间的预紧力，N F F p 07.363/2.1083/max ===1.8.4 支承轴承产生的摩擦扭矩：选择HRC 轴承，型号：7603050TN ，查轴承样本可得摩擦力矩：1b T =0.23N.m 。

一、选择条件：1、工作台质量: m1=60kg2、工件质量: m2=20kg3、行程长度: ls=1000mm4、最大速度: Vmax=1m/s5、加速时间： t1=0.15s6、减速时间： t2=0.15s7、每分钟往返次数：=8min-18、无效行程： =0.15mm9、定位精度：±0.3mm/1000mm10、反复定位精度：±0.1mm11、最小进给量： s=0.02mm/脉冲12、希望寿命时间： h=30000h13、驱动马达转速： r=3000r/min14、马达惯性扭矩： Jm=1*10-3kg.m²15、减速机速比： A=116、导轨摩擦系数： u=0.003〔滚动〕17、无负荷阻力： f=15N二、选择项目：滚珠丝杠轴直径:导程：螺母型号：精度：轴向间隙〔预压〕：丝杠支撑方式：驱动马达：1、导程精度与轴向间隙〔预压〕的选择a、导程精度的选择：为了得到定位精度±0.3mm/1000mm：±0.3/1000 = ±0.09/300导程精度必须选择±0.09/300mm以上。

根据滚珠丝杠精度等级选择如下:C7〔运行距离误差：±0.05mm/300mm〕因精度等级C7既有轧制又有精密,在此首选价格低廉的轧制丝杠。

b、轴向间隙〔预压〕的选择：为了满足0.15mm无效行程的要求,必须选择轴向间隙在0.15以下的滚珠丝杠。

2、丝杠轴的选择a、假定丝杠轴长度：假定螺母全长100mm、丝杠轴末端长度100mm所以根据行程长度1000mm决定全长如下：1000+100+100=1200mmb、导程的选择：驱动马达的额定转速3000r/min、最高速度1m/s时,滚珠丝杠导程如下：1*1000*60/3000=20mm因此,必须选择导程20mm或20mm以上的导程。

c、丝杠轴直径的选择：符合15-66上的〔导程精度与轴向间隙〔预压〕的选择〕部分中所规定的要求的滚珠丝杠型号：丝杠轴直径为32mm以下的轧制滚珠丝杠；15-66上的〔丝杠轴的选择〕部分所规定的要求：导程：20,30,40,60,80〔参照15-33上的表17>如下：丝杠轴直径导程15mm 20mm15mm 30mm20mm 20mm20mm 40mm30mm 60mm根据15-66上的〔丝杠轴的选择〕,由于丝杠轴长度必须是1200mm,15mm的轴颈太过细长,因此应选择直径20mm以上的丝杠轴。

一、精度等级计算：精度等级一般定义为长度300mm 的滚珠丝杠的长度变动量。

机构的定位精度须换算为每300mm 长度时的允许的误差。

例如：工作行程为1000mm，单方向定位精度要求为±0.3mm, 则精度选择计算公式为：根据计算精度选择合适的丝杠精度等级。

二、丝杠导程计算：式中：PB 一丝杠导程,mm；Vmax 一机构最大运行速度，m/s；NR 一电机额定转速，r/min；i 一电机到丝杠的传动比。

三、直线运动加速度计算公式：或式中：a 一加速度，m/s^2；Vmax 一最终速度，m/s；Vm 一末速度，m/s；V0 一初速度，m/s；t 一运行时间，s。

四、直线运动的一些运动学公式：式中：F 一运动物体所受的力，N；μ一摩擦系数；m 一运动物体的质量，kg；g 一重力加速度，m/s^2；a 一运动物体的加速度，m/s^2五、滚珠丝杠的最大轴向允许载荷计算公式：式中：P1 一最大轴向允许载荷，N；η2 一与安装方式有关的系数，查下表；dr 一滚珠丝杠沟槽最小直径，mm；L 一滚珠丝杠安装间距，mm。

六、滚珠丝杠临界转速计算公式：式中：n1 一滚珠丝杠临界转速，r/min；f 一与安装方式有关的系数，见下表；dr 一丝杠沟槽最小直径，mm；L 一丝杠安装间距，mm。

七、由DN 值决定的丝杠临界转速计算：DN 值一般在50000 到70000 之间。

式中：N 一滚珠中心直径，mm,查产品样册（例如，某品牌滚珠丝杠，丝杠直径为20mm、导程为20mm 时，其滚珠中心直径D 为20.75mm）。

八、实际最高转速计算公式：式中：nmax 一实际最高转速，r/min；Vmax 一最高转速，m/s；PB 一丝杠导程，mm；i 一电机到丝杠之间的减速比。

九、丝杠螺母允许的最大轴向载荷计算公式：式中：Famax 一丝杠螺母允许的最大轴向载荷，N；Coa 一丝杠螺母额定静载荷，KN，查产品样册；fs 一与安装方式有关的系数，查下表。

深圳tbi滚珠丝杠选型计算举例选取的滚珠丝杠转动系统为：磨制丝杠(右旋)轴承到螺母间距离(临界长度) ln = 1200mm固定端轴承到螺母间距离 Lk = 1200mm设计后丝杠总长 = 1600mm最大行程 = 1200mm工作台最高移动速度 Vman = 14（m/min）寿命定为 Lh = 24000工作小时。

μ= 0.1 （摩擦系数）电机最高转速 nmax = 1800 （r/min）定位精度：最大行程内行程误差 = 0.035mm300mm行程内行程误差 = 0.02mm失位量 = 0.045mm支承方式为(固定—支承)W = 1241kg+800kg （工作台重量+工件重量）g=9.8m/sec2(重力加速度)I=1 (电机至丝杠的传动比)Fw=μ×W ×g = 0.1×2041×9.8 ≈ 2000 N(摩擦阻力)运转方式轴向载荷Fa=F+Fw （N）进给速度(mm/min) 工作时间比例无切削F1=2000 V1=14000 q1=15轻切削F2=4000 V2=1000 q2=25普通切削F3=7000 V3=600 q3=50重切削F4=11000 V4=120 q4=10 Fa --- 轴向载荷（N） F --- 切削阻力（N） Fw --- 摩擦阻力（N）从已知条件得丝杠编号：此设计丝杠副对刚度及失位都有所要求，所以螺母选形为：FDG（法兰式双螺磨制丝杠）从定位精度得出精度精度不得小于P5级丝杠FDG_-_X_R-_-P5-1600X____计算选定编号导程= 14000/18000≈7.7mm在此为了安全性考虑：Pho =10(mm)运转方式进给速度(mm/min) 进给转速(r/min) 无切削V1=14000 n1=1400轻切削V2=1000 n2=100普通切削V3=600 n2=60重切削V4=120 n2=12平均转速平均载荷时间寿命与回转寿命=24000×266×60=383040000转次额定动载荷以普通运动时确定fw取 1.4得：额定动载荷Ca≥39673N以Ca值从FDG系列表及（丝杠直径和导程、丝杠长度表）中查出适合的类型为：公称直径： d0=40mm 丝杠底径： d0=33.9mm 导程：Pho=10mm 循环圈数：4.5额定动载荷为：48244N。

伺服电机、步进电机、丝杠、导轨的计算选择滚珠丝杠的选型一. 已知条件:UPH、工作台质量m1、行程长度ls、最高速度Vmax、加减速时间t1和t3、定位精度+-0.3mm/1000mm、往复运动周期、游隙0.15mm二. 选择项目:丝杠直径、导程、螺母型号、精度、轴向间隙、丝杠支撑方式、马达三. 计算:1.精度和类型。

(游隙、轴向间隙)0.15mm，选择游隙在0.15以下的丝杠，查表选择直径32mm以下的丝杠。

32mm游隙为0.14mm。

为了满足+-0.3mm/1000mm则，+-0.3mm/1000=x/300 则x=+-0.09mm. 必須選擇?0.090mm ,300mm 以上的導程精度。

参照丝杠精度等级，选择C7级丝杠。

丝杠类型:根据机构确定丝杠类型是:轧制或研磨、定位或传动2.导程。

(以直线速度和旋转速度确定滚珠丝杠导程) 导程和马达的最高转速Ph>=60*1000*v/(N/A) 1.Ph: 丝杆导程mm 2.V:预定的最高进给速度m/s 3.N:马达使用转速rpm 4.A:减速比3.直径。

(负载确定直径) 动载荷、静载荷;计算推力，一般只看动载荷轴向负荷的计算:u摩擦系数;a=Vmax/t 加速度;t加减速时间;水平时:加速时承受最大轴向载荷，减速时承受最小载荷;垂直时:上升时承受最大轴向载荷，下降时承受最小载荷;1.加速时(上升)N:Fmax=u*m*g+f-m*a2.减速时(下降)N:Fmin=u*m*g+f-m*a3.匀速时 N:F匀 =u*m*g+fu 因螺桿軸直徑越細，螺桿軸的容許軸向負荷越小4.长度。

(总长=工作行程+螺母长度+安全余量+安装长度+连接长度+余量)。

如果增加了防护，比如护套，需要把护套的伸缩比值(一般是1:8，即护套的最大伸长量除以8)考虑进去。

支撑方式。

固定-固定固定-支撑支撑-支撑固定-自由 5.6.螺母的选择:7.许用转速计算: 螺桿軸直徑20mm 、導程Ph=20mm 最高速度Vmax , 1m/s,,, 则:最高轉速 Nmax=Vmax * 60 * ,,/Ph 许用转速(临界转速) N1=r *(d1/,)* ,,r安装方式决定的系数;d1=丝杠轴沟槽谷径;l=安装间距所以有:最高转速 <许用转速 8.刚度的选择 9.选择马达*验证:刚度验证、精度等级的验证、寿命选择、驱动转矩的选择*滚珠丝杠副预紧:1.方式:双螺母垫片预紧、单螺母变位导程预紧、单螺母增大滚珠直径预紧;2.目的:消除滚珠丝杠副的轴向间隙、增大滚珠丝杠副的刚性、*DN值: D:滚珠丝杠副的公称直径，也为滚珠中心处的直径(mm); N:滚珠丝杠副的极限转速(rpm) *导程精度、定位精度、重复定位精度导程精度:1.有效行程Lu内的平均行程偏差e(um)，ep=2*(Lu/300)* V300<=C ;2.任意300mm行程内行程变动量V300(um)，V300<=定位精度:1). 导程精度 2).轴向间隙 3)传动系统的轴向刚性 4)热变形 5)丝杠的运动姿势重复定位精度:预紧到负间隙的丝杠，重复定位精度趋于零;伺服电机的选择闭环半闭环:格兰达的设备用伺服电机都是半闭环，只是编码器发出多少个脉冲，无法进行反馈值和目标值的比较;如是闭环则使用光栅尺进行反馈。

一、如图1所示滚珠丝杠的传动系统中，采用右旋丝杠，支承方式为双推-简支式，根据对刚度和失动量的要求，选用法兰式双螺母丝杠（FDG ），丝杠有效行程=800mm ，工作台最高移动速度V max =14（m/min ），寿命定为L h =24000工作小时，摩擦系数μ=0.1，电机最高转速n max =1800（r/min ），最大行程内行程误差小于0.02mm ，300mm 行程内行程误差小于0.02mm ，工作台重量为600kg ，工件与卡具最大重量总合为500kg ，重力加速度g=9.8m/s 2，丝杠的平均转速为266r/min,刀具切削加工时的平均切削力的水平分力为2000N ，切削时的最大载荷下分力为N F x 400=，N F y 9000=。

图1 滚珠丝杠副简图1、计算空载摩擦阻力f F 和切削加工时的摩擦阻力jf F】【或Kg 110)(10788.91.01100)500600(N g F f =⨯⨯=⨯⨯+=μ】【或Kg 1118)(11188.91.01500400)500600(N g F jf =⨯⨯=⨯+⨯⨯+=μμ2、确定滚珠丝杠副的导程0l 。

根据题目给定条件，步进电机直接与滚珠丝杠副连接，其传动比为1。

所以则有：)(8.7)(00778.0180014max max 0mm m n V l ==== 根据国际标准ISO/DIS 3408-2-1991或GB/T17587.2-1998，确定丝杠的基本导程为大于8mm 。

3、根据平均负载计算滚珠丝杠副的最大动载荷Q F ，硬度系数取1.0。

设滚珠丝杠副在工作时的平均工作载荷为cp F 。

则)(181300021118N F F F gcp jf cp =+=+=滚珠丝杠副的寿命系数万转）(04.383102662400060106066=⨯⨯==h nL L 则有：)(07.40759~686.326073470]5.1~2.1[2.126.73118]5.1~2.1[2.104.383F L 3W 3N F f F cp H Q =⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=4、结合最大静载荷，从附表中选择丝杠并写出丝杠的参数：丝杠的型号，公称直径，丝杠底径，导程，循环圈数，额定动载荷，额定静载荷，螺母的总长。

驱动电动机的选型与计算1、计算折算在电动机轴上的负荷惯量（1）计算滚珠丝杠的转动惯量r J 。

已知滚珠丝杠的密度-33=7.810kg/cm ρ⨯，则由式（2-63）得()3413444220.78100.7810 2.510 3.236 2.512.53.63nr j jj J D L kg cm kg cm -=-=⨯=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⋅=⋅∑（2）计算折算到丝杠轴上的移动部件的转动惯量L J已知机床纵向进给系统执行部件的总质量m=81.63kg ；丝杠轴每转一圈，机床执行部件在轴向移动的距离L=0.6cm ，则由式（2-65）得22220.6m 81.630.7522 3.14L L J kg cm kg cm π⎛⎫⎛⎫==⨯⋅=⋅ ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭（3）计算各齿轮的转动惯量。

()3413444220.78100.7810 2.510 3.236 2.512.53.63nr j jj J D L kg cm kg cm -=-=⨯=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⋅=⋅∑（4）由式（2-66）计算加在电动机轴上总负载转动惯量d J 。

123422111()()d Z Z Z Z r L J J J J J J J i i=+++++ ()()2110.4 1.50.4 2.6 3.630.751.96 6.25kg cm ⎡⎤=+⨯++⨯++⋅⎢⎥⎣⎦22.5kg cm =⋅2、计算折算到电动机轴上的负载力矩（1）计算折算到电动机轴上的切削负载力矩c T 。

已知在切削状态下的轴向负载力max 2340.34a a F F N ==。

丝杠每转一圈机床执行部件轴向移动距离L=6mm=0.006m ，进给传动系统的传动比i=2.5，进给传动系统的总效率η=0.85，则由式（2-54）得2340.340.006 1.0522 3.140.85 2.5n c F L T N m N m i πη⨯==⋅=⋅⨯⨯⨯（2）计算折算到电动机轴上的摩擦负载力矩T μ。