滚珠丝杆设计指引 滚珠丝杠副的参数计中算与选用流程

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1、使用条件、负载、速度、加速度、最大行程、位置精度、寿命P类T类确定滚珠丝杠副的导程Ph滚珠丝杠副的载荷及转速计算确定预期额定动载荷Cam按精度要求确定滚珠丝杠的最小螺纹底径d2m由强度计算确定滚珠丝杠的最小螺纹底径d2m确定滚珠丝杠副的螺母型式及规格代号确定预紧力基本额定静载荷验算对预拉伸滚珠丝杠，计算行程补偿值C和预拉伸力Ft确定滚珠丝杠副支承所用轴承的型号、规格滚珠丝杠副工作图设计各种传动力矩计算，电机选择传动刚度计算传动系统刚度验算及滚珠丝杠副精度选择，订货代号确定滚珠丝杆副精度按经验选择，订货代号确定滚珠丝

2、杠副监界压缩载Fc的校验滚珠丝杠副的极限转速nc的校验滚珠丝杠副形位公差的标注<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Ph由传动关系图，工作台最高移动速度Vmax，电机最高转速nmax，传动比i等确定Ph当电机与滚珠丝杠副直联时i=1计算出的Ph要取较大值圆整。2.滚珠丝杠副的载荷及转速计算l最小载荷Fmin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。l最大载荷Fmax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Fmax（这时导轨

3、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）。l滚珠丝杠副的当量转速nm及当量载荷Fm滚珠丝杠副在n1,n2,n3,…nn各种转速下，各转速工作时间占总时间的百分比分别为t1%,t2%,t3%…tn%,所承受的载荷分别是F1,F1,F1…Fn。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：3.确定预期额定动载荷l按滚珠丝杠副的预期工作时间Lh(小时)计算：l按滚珠丝杠副的预期运行距离Ls(千米)计算：l有预加负荷的滚珠丝杠副还需按最大轴向负荷Fmax计算

4、：式中Lh—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。一般情况下fc=1。在重要的场合，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Lh机械类型Lh(小时)备注普通机械5000~10000Lh=250(天)x16(时)x10(年)x0.5(开机率)普通机床10000~

5、20000数控机床20000精密机床20000测示机床15000航空机械1000表-6精度系数fa精度等级1，2，34，5710fa1.00.90.80.7表-7可靠性系数fc可靠性%909596979899fc1.00.620.530.440.330.21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fw1~1.21.2~1.51.5~2表-9预加负荷系数fe预加负荷类型轻预载中预载重预载fe6.74.53.4以上3种计算结果中选择较大值为滚珠丝杠副的Cam。4.按精度要求确定允许的滚珠丝杠

6、的最小螺纹底径d2ml估算滚珠丝杠的最大允许轴向变形量一般情况下，影响死区间隙的主要因素按影响程度自大到小排列顺序是：a.滚珠丝杠本身的拉压刚度;b.支承轴承的轴向刚度;c.滚珠丝杠副中滚珠与滚道的接触刚度;d.折合到滚珠丝杠上伺服系统的刚度;e.联轴节的刚度;f.滚珠丝杠副的扭转刚度;g.螺母座，轴承座的刚度所以滚珠丝杠副传动系统的刚度K可按下式计算：其中前三项最主要，而又占总量的(1/3~1/2)。所以一般情况下可按下式计算：机械装置中移动部件处在不同位置时第统刚度K是不同的的刚度最小处用表示。当滚珠丝杠副轴向

7、有工作载荷作用时，传动系统中便产生弹性变形δ,且δ=F/K。从而影响系统的传动精度，而处系统受影响最大。机床或机械装置的伺服系统精度大多在空载下检验。空载时作用在滚珠丝杠副上最大轴向工作载荷是静摩擦力。移动部件在处起动和返回时，由于方向变化将产生误差2/(又称摩擦死区误差)。它是影响重复定位精度的主要因素。一般占重复定位精度的（1/2~1/3）。所以规定滚珠丝杠副允许的最大轴向变形：影响定位精度最主要因素是滚珠丝杠副的精度，其次是滚珠丝杠本身的拉压弹性变形（因这各弹性变形随滚珠螺母在滚珠丝杠上位置变而变化）。以及滚

8、珠丝杠副摩擦力矩的变化…等。一般估算是定位精度。以上两种方法估算出的小值取为值（单位μm）。l估算滚珠丝杠的底径a.滚珠丝杠副安装方式为一端固定，一端自由或游动时（见图-3）式中:E—杨氏弹性模量;—估算的滚珠丝杠最大允许轴向变形量（μm）—导轨静摩擦力(N);L—滚珠螺母至滚珠丝杠固定端支承的最大距离（mm）b.滚珠丝杠副安装方式为两端支承或两端固定(见图