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1、（数控加工）数控车床伺服进给系统滚珠丝杠螺母副选择计算滚珠丝杠螺母副是由丝杠、螺母、滚珠等零件组成的机械元件，其作用是将旋转运动转变为直线运动或将直线运动转变为旋转运动，它是传统滑动丝杠的进壹步延伸发展。这壹发展的深刻意义如同滚动轴承对滑动轴承所带来得改变壹样。滚珠丝杠副因优良的摩擦特性使其广泛的运用于各种工业设备、精密仪器、精密数控机床。尤其是近年来，滚珠丝杠副作为数控机床直线驱动执行单元，在机床行业得到广泛运用，极大的推动了机床行业的数控化发展。这些都取决于其具有以下几个方面的优良特性：传动效率高、定位精度高、传动可逆性、使用寿命长、同步性能好编号规则及含义FFZD计算举例某台加工中心台进
2、给用滚珠丝杠副的设计计算:已知:工作台重量W1=5000N工作及夹具最大重量W2=3000N工作台最大行程LK=1000mm工作台导轨的摩擦系数:动摩擦系数=0.1静摩擦系数0=0.2快速进给速度Vmax=15m/min定位精度20m/300mm全行程25m重复定位精度10m要求寿命20000小时(俩班制工作十年)。表1切削方式纵向切削力Pxi(N)垂向切削力Pzi(N)进给速度Vi(m/min)工作时间百分比%丝杠轴向载荷(N)丝杠转速r/min强力切削200012000.610292060壹般切削10002000.830185080精切削5002001501320100快速进给001510
3、80015001)确定滚珠丝杠副的导程因电机和丝杠直联，i=1由表1查得代入得，按第2页表，取2）确定当量转速和当量载荷（1）各种切削方式下，丝杠转速由表1查得代入得（1）各种切削方式下，丝杠轴向载荷由表1查得代入得（3）当量转速由表1查得代入得（2）当量载荷代入得3）预期额定动载荷（1）按预期工作时间估算按表9查得：轻微冲击取fw=1.3按表7查得：13取按表8查得：可靠性97%取fc=0.44已知：Lh=20000小时代入得（2）拟采用预紧滚珠丝杠副，按最大负载Fmax计算：按表10查得：中预载取Fe=4.5代入得取之上俩种结果的最大值4）确定允许的最小螺纹底径（1）估算丝杠允许的最大轴向
4、变形量（1/31/4）重复定位精度（1/41/5）定位精度:最大轴向变形量m已知：重复定位精度10m,定位精度25m=3m=3=6取俩种结果的小值=3m(2）估算最小螺纹底径丝杠要求预拉伸，取俩端固定的支承形式(1.11.2)行程+（1014）已知：行程为1000mm,代入得5）确定滚珠丝杠副的规格代号（1）选内循环浮动式法兰，直筒双螺母型垫片预形式（2）由计算出的在样本中取相应规格的滚珠丝杠副FFZD4010-36)确定滚珠丝杠副预紧力其中7）行程补偿值和和拉伸力（1）行程补偿值式中：=（24）(2)预拉伸力代入得8）确定滚珠丝杠副支承用的轴承代号、规格（1）轴承所承受的最大轴向载荷代入得（
5、2）轴承类型俩端固定的支承形式，选背对背60角接触推力球轴承（3）轴承内径d略小于取代入得（4）轴承预紧力预加负荷（5）按样本选轴承型号规格当d=30mm预加负荷为：FBP所以选7602030TVP轴承d=30mm预加负荷为9)滚珠丝杠副工作图设计(1)丝杠螺纹长度Ls：Ls=Lu+2Le由表二查得余程Le=40绘制工作图（2）俩固定支承距离L1按样本查出螺母安装联接尺寸丝杠全长L（3）行程起点离固定支承距离L0由工作图得Ls=1290L1=1350L=1410L0=3010)电机选择（略）11)传动系统刚度（1）丝杠抗压刚度1）丝杠最小抗压刚度Ksmin=6.610Ksmin：最小抗压刚度N
6、/md2：丝杠底径L1：固定支承距离Ksmin=575N/m2）丝杠最大抗压刚度Ksmax=6.610Ksmax：最大抗压刚度N/mKsmax=6617N/m(2)支承轴承组合刚度1)壹对预紧轴承的组合刚度KBO=22.34KBO：壹对预紧轴承的组合刚度N/mdQ：滚珠直径mmZ：滚珠数Famax：最大轴向工作载荷N：轴承接触角由样本查出7602030TUP轴承是预加载荷的3倍dQ=7.144Z=17=60Kamax=8700N/mKBO=375N/m2）支承轴承组合刚度由表13俩端固定支承Kb=2KBOKb=750N/mKb：支承轴承组合刚度N/m3）滚珠丝杠副滚珠和滚道的接触刚度KC=KC
7、(KC：滚珠和滚道的接触刚度N/mKC：查样本上的刚度N/mFP：滚珠丝杠副预紧力NCa：额定动载荷N由样本查得：KC=1410N/m；Ca=3600N；FP=1000N得KC=920N/m12)刚度验算及精度选择（1）=N/m=N/mF0=已知W1=5000N，=0.2F0=1000NF0：静摩擦力N：静摩擦系数W1：正压力N（2）验算传动系统刚度KminKmin：传动系统刚度N已知反向差值或重复定位精度为10Kmin=222160（3）传动系统刚度变化引起的定位误差=1.7m（4）确定精度V300p：任意300mm内的行程变动量对半闭环系统言，V300p0.8定位精度-定位精度为20m/3
8、00V300p14.3m丝杠精度取为3级V300p=12m14.3(5)确定滚珠丝杠副的规格代号已确定的型号：FFZD公称直径：40导程：10螺纹长度：1290丝杠全长：1410P类3级精度FFZD4010-3-P3/1410129013)验算临界压缩载荷Fc：N丝杠所受最大轴向载荷Fmax小于丝杠预拉伸力F不用验算。14)验算临界转速nc=f10nc:临界转速r/minf：和支承形式有关的系数：丝杠底径mm：临界转速计算长度mm由表14得f=21.9由样本得d2=34.3由工作图及表14得：Lc2=L1-L04310nmax=150015)验算：Dn=DpwnmaxDpw：滚珠丝杠副的节圆直径mmnmax:滚珠丝杠副最高转速r/minDpw41.4mmnmax=1500r/min621007000016)滚珠丝杠副形位公差的标注（略）表1：支承方式简图K2f壹端固定壹端自由0.251.8753.4壹端固定壹端游动23.92715.1二端支承13.1429.7二端固定44.73021.9m=3
