杨氏速读 滚珠丝杠如何选型?我现在还没确定电机的选型,丝杠螺纹副的进给速度知道了,怎样才能完成滚珠丝杠的选型,具体还学要确定哪些参

题目：

滚珠丝杠如何选型?我现在还没确定电机的选型,丝杠螺纹副的进给速度知道了,怎样才能完成滚珠丝杠的选型,具体还学要确定哪些参数、怎样确定才能完成滚珠丝杠的选型?

解答：

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、n3••••••nn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、F3••••••Fn. 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1.2.34.5710fa1.00.90.80.7表－7 可靠性系数fc可靠性%909596979899fc10.620.530.440.330.21 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 以上三种计算结果中,取较大值为滚珠丝杠副的Camm.5、按精度要求确定允许的滚珠丝杠最小螺纹底d2ma.滚珠丝杠副安装方式为一端固定,一端自由或游动时（见图-5） 式中：E-杨氏弹性模量21×105N/mm2dm-估算的滚珠丝杠最大允许轴向变形量（mm）Fo-导轨静摩擦力（N).Fo＝mow(mo为静摩擦系数）L-滚珠螺母至滚珠丝杠固定端支承的最大距离（mm)L≈行程＋安全行程＋余程＋螺母长度一半＋支承长度的一半≈行程＋(2～4)Ph+4Ph+(4～6)Ph+(1/20～1/10)行程≈(1.05～1.1)行程＋(10～14)Phb.滚珠丝杠副安装为两端支承或两端固定（见图-5) 式中：L-两个固定支承之间的距离（mm)L≈行程＋安全行程＋两个余程＋螺母长度＋一支承长度≈(1.1～1.2)行程＋(10～14)Ph其中 重复定位精度或 定位精度,上述两种方法估算出的小值为 为系统刚性最小处刚度值,见下文12、13项计算)滚珠丝杠副公称中径dom≈d2m+Dw（钢球直径）图－5一端固定,一端自由G-Z 一端固定,一端游动G-Y 二端支承J-J 二端固定G-G 6、确定滚珠丝杠副规格代号按照计算出的Ph,Cam及传动方式,使用情况,可在样本中先查出对应的滚珠丝杠公称直径do,应注意do≥dom, Ca≥Cam,但不宜过大,否则会使滚珠丝杠副转动惯量偏大,结构尺寸也偏大.接着确定循环圈数,滚珠螺母规格代号及相关的安装连接尺寸. 7、确定预紧滚珠丝杠副预紧力Fp当选择预紧螺母型式的滚珠丝杠副时需确定预紧力Fp.当最大轴向工作载荷Fmax能确定时Fp=1/3 Fmax当最大轴向工作载荷不能确定时Fp=ξCa其中ξ值按表10选择,Ca是额定动载荷,可在样本上查到.表－10预加负荷类型轻载荷中载荷重载荷ξ0.050.0750.1 8、计算行程补偿值C和预拉伸力F1考虑到丝杠运转过程中温升对丝杠副导程精度的影响,在精级要求较高的场合,应对滚珠丝杠副适当的预拉伸.对预拉伸的滚珠丝杠副规定目标行程值C,并计算预拉伸力. 式中：C-行程补偿值（mm)Dt-温度变化值2℃～3℃a-丝杆的线膨胀系数11.8×10-6度Lu-滚珠丝杠副的有效行程（mm)Lu≈工作台行程＋螺母长度＋两个安全行程≈行程＋(8～14)Ph 式中：F1-预位伸力（N)d2-滚珠丝杠螺纹底径（mm)E-杨氏弹性模量2.1×105(N/mm2)Dt-滚珠丝杠温升2℃～3℃d2≈do-Dw (Dw：钢球半径）9、确定滚珠丝杠副支承用轴承规格型号●计算轴承所受的最大轴向载荷FBmax,有预拉伸的滚珠丝杠副应考虑到预拉伸力Ft.●按滚珠丝杠副支承的要求选择轴承的型号.●确定轴承内径：为便于丝杠加工,轴承内径最好不大于滚珠丝杠的大径.在选用内循环滚珠丝杠副时必须有一端轴承内径略小于丝杠底径d2.其次轴承样本上规定的预紧力应大于轴承所承受最大载荷FBmax的1/3.●有关轴承的其它验算项目可查轴承样本. 10、滚珠丝杠副工作图设计●滚珠丝杠副的螺纹长度LS=Lu+2LeLe余程见表-2　　Lu=行程＋螺母长度●滚珠丝杠副螺母的安装连接尺寸可查样本.●滚珠螺母不应该承受径向载荷及颠覆力矩,应使作用在螺母上的轴向合力通过丝杠轴心.●可以用螺母的外圆柱面及法兰凸缘的内侧作安装基准,同时要求螺母座孔与丝杠轴承孔同心.螺母座孔端面与螺母座孔轴线垂直.当所受载荷冲击力不大时,可仅用螺母法兰凸缘的内侧面作安装基准面,这时应保证螺母座面与导轨垂直.装配时应找螺母外圆与丝杠支承轴承孔同心.●插管式滚珠丝杠副水平放置时,为使滚珠的循环更加滚畅,应将插管置于滚珠丝杠轴线的上方.●设计螺母座,轴承座及紧固螺钉时要注意保证足够的刚性.在承载方向设计加强筋.●由工作图确定滚珠丝杠长度尺寸. 11、电机的选择●作用在滚珠丝杠副上各种转矩计算.外加载荷产生的摩擦力矩TF(N.m) 滚珠丝杠副预加载荷Fp产生的预紧力矩Tp(N.m) 式中Ph-滚珠丝杠副导程h - 未预紧的滚珠丝杠副效率1、2、3级精度的丝杠h =0.94级精度以下的丝杠h =0.85F-作用在滚珠丝杠副上的外加轴向载荷,不同情况下取值不一样.若计算电机启动转矩时,机械是空载起动,F是导轨摩擦力（垂直运动F还包括机构重量）；若计算电机工作转矩时,F包括导轨摩擦力和工作载荷（垂向运动F还包括机构重量）.●其他计算,请查找电机样本及相关资料. 12、传动系统刚度计算●一般校核计算按： 式中KS - 滚珠丝杠副的拉压刚度.计算见下面说明Kb - 滚珠丝杠支承轴承的轴向刚度.可查轴承样本及有关资料.Kc - 滚珠丝杠副滚珠与滚道的接触刚度可查样本.●精确计算时,还需考虑伺服刚度,联接轴刚度,扭转刚度,螺母座、轴承座刚度等,详请查阅相关资料.●KS的计算a. 丝杠支承形式为一端固定,一端游动或自由. Ks= ×10-3 =1.65 ×102式中E -杨氏弹性模量2.1×105 (N/mm2)d2 - 丝杠底径(mm)当a=L1(滚珠螺母至固定支承的最大距离）时刚度最小Ks min =1.65 ×102当a=Lo (靠固定端的行程起点处）时刚度最大Ks max =1.65 ×102b.支承形式为两端支承或两端固定.Ks = = 6.6 ×102当a=L•1/2时（即处在两支承的中点时）刚度最小Ks min = 6.6 ×102式中L1-两支承间的距离当a=Lo时(螺母在行程两端处)刚度最大Ks max =6.6 ×102 13、传动系统刚度验算及滚珠丝杠副的精度选择将Kax, Kb, Kc及其它有关值代入 将Kin 替换Kax 代入得Kmin.由于数控机床精度在机床空载下验收,△=2FO/Kmin, 称摩擦死区误差.FO是机床空载时导轨上的静摩擦力.ξK=Fo( )称为传动系数刚度变化引起的定位误差.按JB/GQ1140-89规定,数控机床反向差值主要取决于△,而定位误差主要取决于滚珠丝杠副的精度,其次是ξK.●传动系数刚度验算0.8△≤反向差值,即Kmin≥1.6Fo/反向差值●滚珠丝杠副的精度选择开环控制系统中使用的滚珠丝杠副ep+Vup≤0.8x(定位精度-ξK)ep+V300p≤0.8x(300mm定位精度-ξK)半闭环控制系统或可以行程补偿的开环系统:ep≤0.8x(定位精度-ξK)V300p≤0.8x(300mm定位精度-ξK)先根据使用情况选择滚珠丝杠副的类型（P类或T类）,然后参照滚珠丝杠副的精度标准表（见表-1),按上述两式计算结果确定滚珠杠副的ep,Vup或V300p,从而确定滚珠丝杠副的精度等级.14、滚珠丝杠副临界压缩载荷F的校验（验算压杆稳定性） 式中：d2-滚珠丝杠螺纹底径,d2≈do-Dw, do-公称中径,取样本数据.Lc1-滚珠丝杠副的最大受压长度(mm)(见表11)F′max- 滚珠丝杠副承受最大轴向压缩载荷(N). 若滚珠丝杠承受最大载荷不是压缩载荷时,F′max不等于Fmax, 视工作情况进行计算K1- 安全系数.丝杠垂直安装K1=1/2丝杠水平安装K1=1/3K2- 支承系数.与支承方式有关（见表11)表－11支承方式简 图K2λf一端固定一端自由 0.251.8753.4一端固定一端游动 23.92715.1二端支承 13.1429.7二端固定 44.73021.9 15、滚珠丝杠副极限转速nc校验（避免高速运转时产生共振) 式中：nc-极限转速(r/min)Lc2-临界转速计算长度(mm) (见表11)E-杨氏弹性模量2.1×105(N/mm2),r-材料密度,钢密度 I-丝杠的最小惯性矩I= A-丝杠的最小横截面积 K1-安全系数.一般取0.8f, λ-与支承形式有关的系数（见表-11) 16、Dn值校验dom•nmax≤70000式中：dom-滚珠丝杠副的节圆直径（mm),dom≈d2+Dw(mm)nmax-滚珠丝杠副的最高转速 17、滚珠丝杠副形位公差的标注见表－3及下图 某些传动类（T类）滚珠丝杠副,对精度要求低,但传递的载荷较大,这时可不进行有关传动精度及传动系统刚度的计算,但需进行以下两项计算： 18、基本轴向额定静载荷Coa验算19、强度验算 fsFamax≤Coa式中：Coa-滚珠丝杠副的基本轴向额定静载荷（N).可在样本上查到.fs-静态安全系数.一般载荷fs= 1～2,　　　　　　　　有冲击或振动的载荷：fs= 2～3　Famax- 最大轴向载荷（N) [б]-许用应力(N/mm2)d2-滚珠丝杠螺纹底径(mm). 显示不了公式你查《机械设计手册单行本—机械传动》这本书吧 里面有完整丝杠选用过程. 或者你留个邮箱,我发给你.