滚珠丝杠螺母副选用
滚珠丝杠螺母副的支承方式
滚珠丝杠螺母副的支承方式数控机床的进给系统要获得较高的传动刚度，除了加强滚珠丝杠螺母副本身的刚度外，滚珠丝杠的正确安装及支承结构的刚度也是不可忽视的因素：滚珠丝杠常用推力轴承支座，以提高轴向刚度(当滚珠丝杠的轴向负载很小时，也可用角接触球轴承支座)，滚珠丝杠在数控机床上的安装支承方式有以下几种。
(1)一端装推力轴承(固定一自由式)。
如图3-15所示，这种安装方式的承载能力小，轴向刚度低，只适用于短丝杠，一般用于数控机床的调节或升降台式数控铣床的立向(垂直)坐标中。
(2)一端装推力轴承，另一端装深沟球轴承(固定一支承式)。
如图3-16所示，这种方式可用于丝杠较长的情况。
应将推力轴承远离液压马达等热源及丝杠上的常用段，以减少丝杠热变形的影响。
(3)两端装推力轴承(单推一单推式或双推一单推式)。
如图3—17所示，把推力轴承装在滚珠丝杠的两端，并施加预紧拉力，这样有助于提高刚度，但这种安装方式对丝杠的热变形较为敏感，轴承的寿命较两端装推力轴承及向心球轴承方式低。
(4)两端装推力轴承及深沟球轴承(固定一固定式)。
如图3-18所示，为使丝杠具有最大的刚度，它的两端可用双重支承，即推力轴承加深沟球轴承，并施加预紧拉力。
这种结构方式不能精确地预先测定预紧力，预紧力的大小是由丝杠的温度变形转化而产生的。
但设计时要求提高推力轴承的承载能力和支架刚度。
近年来出现一种滚珠丝杠轴承，其结构如图3-19所示。
这是一种能够承受很大轴向力的特殊角接触球轴承，与一般角接触球轴承相比，接触角增大到60。
，增加了滚珠的数目并相应减小滚珠的直径。
这种新结构的轴承比一般轴承的轴向刚度提高两倍以上，使用极为方便。
产品成对出售，而且在出厂时已经选配好内外环的厚度，装配调试时只要用螺母和端盖将内环和外环压紧，就能获得出厂时已经调整好的预紧力，使用极为方便。
滚珠丝杠螺母副的选型与计算
金属切削机床的技术规格每一类机床，为了能够加工不同尺寸的工件，所以不可能所有的机床都做成一种规格，这是不是实际也是不符合经济效益的。
国家根据了机床的生产和使用的情况，规定了每一种通用机床的主参数和第二主参数系列。
卧式车床的主参数包括：在床身上工件的最大回转直径有250、320、400、500、630、800、1000、1250mm八种规格；主参数相同的卧式车床一般又有几种不同的第二的主参数——最大工件长度。
例如，CA6140型卧式车床在床身上最大回转直径为400mm，而最大工件长度有750、1000、1500、2000mm四种。
机床的基本运动机床进行加工的实质其实就是让刀具与工件之间进行相对的运动。
虽然各种类型机床的具体用途和加工的方法不尽相同，但是它们工作的基本原理都是一样的，那就是通过刀具和工件之间的相对运动，使得毛坯上的多余金属被切除，并形成一定的形状、尺寸和质量的表面，从而获得所需要的机械零件。
因此加工需要什么运动和机床需要如何实现这些运动，就是我们首先要讨论的问题。
机床的运动分析，就是研究在金属切削机床上的各种运动及其相互联系。
机床运动分析的一般过程包括：根据在机床上加工的各种表面和使用的刀具类型，分析出得到这些表面的方法和所需要的运动，再去分析为了实现这些运动，机床应该具备的传动联系，实现这些传动联系的机构以及机床运动的调整方法。
这个顺序可以总结为“表面-运动-传动-机构-调整”。
尽管机床的品种有很多，结构也不尽相同，但归根结底也不过是几种基本运动类型的组合与转化而已。
机床运动的分析目的在于，可以利用非常简便的方法迅速地认识一台陌生的机床、掌握机床的运动规律、分析或者比较各种机床的传动系统，从而能够合理地去使用机床和正确设计机床的传动系统。
机床的传动系统传动链传动链是指由运动源、传动装置和执行件按一定的规律所组成的传动系统。
机床加工过程中所需的各种运动都是通过相应的传动链来实现的。
运动源运动源是给执行件提供动力和运动的装置。
行家须知滚珠丝杠螺母的分类及应用
行家须知滚珠丝杠螺母的分类及应用螺母是滚珠丝杠的一个部件，它的作业原理滚珠丝杠副是选用螺母和螺栓之间的冲突力进行自锁。
但是在动载荷中，这种自锁的可靠性会下降。
在一些主要的场合，咱们会采纳一些放松办法，确保螺母锁紧的可靠性。
滚珠丝杠螺母的分类：1、端盖式（SBK、SDA、SBKH、WHF、BLK、WGF、BLW、WTF、CNF 和BLR型）钢球运用端盖，从丝杆轴的沟槽中被套取到螺母的通孔里，经过通孔又回到沟槽中，做无限循环运动。
2、弯管式（SBN、BNF、BNT、BNFN、BIF 和BTK型）这些型号，搜索的到。
3、循环式导片式（HBN型）（DK、DKN、DIK、JPF 和DIR型）这些类型是最典型的螺母，经过运用弯管让钢球滚珠丝杠副经行循环。
钢球从丝杆轴的沟槽中掬取进入弯管后，再回到沟槽中，做无限循环运动。
4、循环器式这些类型是最小型的螺母，经过循环器改变钢球的跋涉方向滚珠丝杠副，越过丝杆轴外径回到原位，做无限循环运动。
以上四品种型即是滚珠丝杠螺母的类型，滚珠丝杠副期望对我们有所协助。
滚珠丝杠有很多品种，滚珠丝杠副在不一样职业的应用也不一样，滚珠丝杠是用来将旋转运动转化为直线运动，它有传动效率高，定位精确的特色。
选择高品质滚珠丝杠认准钛浩，专业品质保障！下面就来说说滚珠丝杠的应用。
1、精细研磨级滚珠丝杠：CNC机械，精细工具机，工业机械，电子机械，输送机械，航天工业，其它天线运用的致动器、阀门开关设备等。
2、螺帽旋转式（R1）系列滚珠丝杠：半导体机械、工业用机器人、木匠机、雷射加工机、搬送设备等。
3、轧制级滚珠丝杠：低冲突、运滚珠丝杠副转顺利的优点，滚珠丝杠副一起供货敏捷且价格低廉。
4、重负荷滚珠丝杠：全电式射出成形机、冲压机、半导体制作设备、重负荷制动器、工业机械、锻压机械。
5、超高DN值滚珠丝杠：高速工具机，高速归纳加工中心计。
6、端盖式滚珠丝杠：迅速转移体系，通常工业机械，自动化机械。
7、高速化滚珠丝杠：CNC机械、精细工滚珠丝杠副具机、工业机械、电子机械、高速化机械。
滚珠丝杠螺母副的计算和选型
滚珠丝杠螺母副的计算和选型Δ3一、进给传动部件的计算和选型进给传动部件的计算和选型主要包括:确定脉冲当量、计算切削力、选择滚珠丝杠螺母副、计算减速器、选择步进电机等。
1、脉冲当量的确定根据设计任务的要求，X方向的脉冲当量为δx=0.005mm/脉冲，Z 方向为δz=0.01mm/脉冲。
2、切削力的计算切削力的分析和计算过程如下：设工件材料为碳素结构钢，σb=650Mpa；选用刀具材料为硬质合金YT15；刀具几何参数为：主偏角κr=45°，前角γo=10°，刃倾角λs=-0°；切削用量为：背吃刀量a p=1mm，进给量f=0.18mm/r，切削速度vc=90m/min。
查表得：C Fc=270，x Fc=1.0，y Fc=0.75，n Fc=-0.15。
=1.0；刃倾角、前角和刀尖圆弧查表得：主偏角κr的修正系数kκrFc半径的修正系数均为1.0。
由经验公式（3—2）,算得主切削力F c=2673.4N。
由经验公式F c：F f：F p=1：0.35：0.4，算得进给切削力F f=935.69N，背向力F p=1069.36N。
3、滚珠丝杠螺母副的计算和选型（1）工作载荷F m的计算已知移动部件总重G=1300N；车削力F c=2673.4N，F p=1069.36N，F f=935.69N。
根据F z=F c，F y=F p，F x=F f的对应关系，可得：F z=2673.4N，F y=1069.36N，F x=935.69N。
选用矩形—三角形组合滑动导轨，查表，取K=1.15，μ=0.16，代入F m=KF x+μ（F z+G），得工作载荷F m=1712N。
（2）最大动载荷F Q的计算设本车床Z向在最大切削力条件下最快的进给速度v=0.8m/min，初选丝杠基本导程P h=6mm，则此时丝杠转速n=1000v/P h=133r/min。
取滚珠丝杠的使用寿命T=15000h，代入L0=60nT/106，得丝杠系数L0=119.7×106r。
滚珠丝杠螺母副间隙调整方式
滚珠丝杠螺母副间隙的调整方式主要有以下几种：
垫片调隙式：通过调整垫片的厚度使螺母产生轴向位移，以消除间隙和产生预拉紧力。
这种结构的特点是构造简单、可靠性好、刚度高以及装卸方便。
但调整费时，并且在工作中不能随意调整，除非更换厚度不同的垫片。
螺纹调隙式：其中一个螺母的外端有凸缘而另一个螺母的外端没有凸缘而制有螺纹，它伸出套筒外，并用两个圆螺母固定着。
旋转圆螺母时，即可消除间隙，并产生预拉紧力，调整好后再用另一个圆螺母把它锁紧。
硬调整法：使用机械性的方法使丝杠螺母副间隙消除，根本上实现无间隙进给。
但比起调整它的过程要复杂一些，而且还要经过多次调整，方能达到理想的工作状态。
软调整法：在加工程序中加入刀补数，刀补数等于所测得的轴向间隙数或是调整数控机床系统轴向间隙参数的数值。
但这是治标不治本的办法。
工作台和滚珠丝杠的计算
二 丝杠螺母副旳选用
伺服电动机旳旋转运动需要经过螺母副 转换成直线运动，要满足0. 01mm旳脉 冲当量和0.05旳定位精度，选用滚珠丝 杠副。滚珠丝杠副旳传功精度高、动态 响应快、运转平稳、寿命长、效率 高．预紧后可消除反向间隙。
可用公式为： C 3 L fm Fm
L 60 n T 106
1000 v n
L0
L：使用寿命，以转为单位 v：最大切削力条件下旳进给速度（m/min） 以知参数 v=300mm/min=0.3mm/min L0：丝杠导程 T：机床使用寿命 由参数每天8小时 5年 250天/年 得 T=10000h fw：运转系数 （此处选旳值为1.2）
数控回转工作台
数控回转工作台
数控风度头
数控分度头
项目六
工作台旳选型及计算环节
工作台旳设计环节：
导轨副旳选择 丝杠螺母副旳选用 滚珠丝杠螺母副旳选型 拟定齿轮传动比 步进电机旳选用
例题：
设计一种数控X-Y工作台。该工作台可用于铣床上坐 标孔旳加工和腊摸、塑料、铝合金零件旳二维曲线加 工，反复定位精度为±0.01mm，定位精度为0.02mm。
工作台分类
❖ 根据台面旳不同分为：榉木工作台、钢板合 成工作台、防静电工作台、高分子工作台；
❖ 根据承重旳不同分为：轻型工作台、中型工 作台、承重型工作台；
❖ 根据功能旳不同分为：多功能工作台、工作 台、带吊柜工作台等等。
榉木面钳工作台
不锈钢工作台
防静电电子工作台
轻型工作台
综合工作台
工作台
常用工作台形式
分度工作台
插销式 齿盘式
根据数控指今实现分度动
滚珠丝杠的选取与计算书
一、滚珠丝杠的特长1、1驱动扭矩仅为滑动丝杠的1/3滚珠丝杠是滚珠丝杠与螺母间的螺纹沟槽做滚动运动，因此可获得高效率，与过去的滑动丝杠相比，驱动扭矩仅为1/3以下（图1与2）。
从而，不仅可将旋转运动变为直线运动，而且可以容易地将直线运动变成旋转运动。
图1：正效率（旋转→直线）图2：反效率（直线→旋转）1、1、1导程角的计算法1、12推力与扭矩的关系当施加推力或扭矩时，所产生的扭矩或推力可用（2）~（4）式计算。
（1）获得所需推力的驱动扭矩T：驱动扭矩Fa：导向面的摩擦阻力Fa=μ×mgμ：导向面的摩擦系数g：重力加速度（9.8m/s2）m：运送物的质量（kg ）ρh：进给丝杠的导程（mm ）η：进给丝杠的正效率（图1）（2）施加扭矩时产生的推力Fa：产生的推力（N ）T：驱动扭矩（N mm ）ρh：进给丝杠的导程（mm ）η：进给丝杠的正效率（图1）（3）施加推力时产生的扭矩T：驱动扭矩（N mm ）Fa：产生的推力（N ）ρh：进给丝杠的导程（mm ）η：进给丝杠的正效率（图2）1、1、3驱动扭矩的计算例用有效直径是：32mm，导程：10mm（导程角：5O41’的丝杠，运送质量为500Kg的物体，其所需的扭矩如下（1）滚动导向（μ=0.003）滚珠丝杠及（μ=0.003，效率η=0.96）导向面的摩擦阻力Fa=0.003×500×9.8=14.7N驱动扭矩（2）滚动导向（μ=0.003）滚珠丝杠及（μ=0.2，效率η=0.32）导向面的摩擦阻力Fa=0.003×500×9.8=14.7N驱动扭矩1、2保证高精度雄联滚珠丝杠，在被恒温控制的工场里，用最高水平的机械设备进行研磨，直到组装，检查，实行彻底的品质管理体系，以保证其精度。
万能工具显微仪图3 导程精度测试数据1、3 能微量进给滚珠丝杠由于滚动运动，起动扭矩极小，不产生如滑动运动中晚出现的蠕动现象，所以能进行正确的微量进给。
丝杆及螺母常用材料
根据丝杠在机械上所起的作用、对精度的要求以及它随载荷的大小，可分为普通丝杠（梯形丝杠精度为7～9级，滚珠丝杠为D～H级）和精密丝杠（梯形丝杠精度6级以下，滚珠丝杠为C级）。
根据热处理情况又可分为淬硬丝杠（硬丝杠）和不淬硬丝杠（软丝杠）。
丝杠加工认准钛浩，品质保障，丝杠材料首先要严原材料的验收，应按照国家标准逐项进行检验，特别是原材料的表面质量（主要是对原材料的外观、形状、表面缺陷）检验、化学成分检验和内部质量（即内部组织缺陷，如疏松、夹渣、偏析、脱碳等）检验，合格后方能投产。
普通精度软丝杠，应用很普遍，如机床上7～8级的定位丝杠、手动进给丝杠等，由于其加工方便、制造成本低，故对使用材料的性能要求不高，多用于一些觉的中碳碳钢和中碳低合金钢。
对于高精度精密软丝杠，其精度在6级以上、硬度在35HRC以下的精密丝杠，多用于轻载荷、工作频率低、润滑条件好的结构中。
它常用碳含量较高的钢，如T10A、T12A等，它对材料的要求，除与普通精度软丝杠相似的条件外，还要求材料的磨削加工性能好、不易磨焦表面、产生磨裂的敏感性低、磨削表面粗糙度低等。
对于高精度精密硬丝杠而言，要求其心部具有一定的强度和朔韧性，表面滚道要有高硬度（一般为58～63HRC），以保证有足够的承载能力，能够带动很重的载荷作自由的精确运动，这就要求所使用材料的抗拉强度要达到700～1000Mpa，还应有一定的韧性和精度稳定性，工件在制造过程中还要求有良好的冷热加工的工艺性能。
梯形丝杠用材：①普通精度（指7～9级）丝杠对于轻载荷常用非合金中碳结构钢（如45、50钢）制造，经正火、调质处理，或用冷轧易切削钢（如Ｙ45ＭnＶ）直接机械加工而成。
对于有耐磨性要求的可选用调质非合金结构钢（如45、40Cr钢），制造，经氮碳共渗处理后直接使用。
用于测量、受力不大的丝杠可选用调质非合金结构钢（如45、40Cr钢），经感应加热表面淬火后使用。
②高精度（指6级以上）丝杠对轻载荷常用非合金（碳素）或低合金工具钢（如T10A、T12A或9Mn2V、CrWMn钢）制造，经调质或球化退火处理。
数控车床改造中滚珠丝杠螺母副的选用校核
Ｖ ｘ 最高移 动速度 ｍａ ： ｉ传动 比， ： 这里取 １ ｎ 电机最高转速 一：
根据改装数车精度要求 ， 车削 速度是 中等车削速度取稍偏
大 的值。 ２３ 根据丝杠的安装 方式来估算最小底径 ｄ ｍｉ ． ２ ｎ
ｄ ＞ ２ ｎ ２×１ ２ ０×Ｆ Ｌ ／Ｉ ） ２ ｄ ｍｉ＝ ０（ １ １ ｃＩ ｍＥ ＇８
５
Ｎ： ４６
支式丝杠螺母副 ， 即一端装 止推轴承 ， 另一端装 向心球轴承 ， 选 择双螺母 垫片调隙式 ， 这样 结构简单 ， 刚性好 ， 紧可靠 ， 整 预 调 方便 。滚珠循 环采用外循环式 ， 它的特点是工艺简单 ， 于制 易
造， 经济实用 。
平 均 转 速 ＿ｍ ＝ ｑ ｎ ＋ ２ ２ ｑ ｎ ４ ４ １ ０ — ， Ｉ １ （ｌ １ ｑ ｎ ＋ ３ ３ ｑ ｎ ） ０ ／
在此满足 了数控机床的高进给速度 、 高定位精度 、 高平稳性 和
快速响应要求 ， 必须合理选择滚珠丝杠副 ， 并进行必要 的校核
计算 。
无切削
Ｆ ＝Ｉ０ Ｉ Ｏ Ｐ － ００ ２ ２０
Ｆ ＝４ ０ ３ ００
＂ ＝ｉ ０ ￣ ｚ０ １ ０ ＇ ＝ｉ￣ Ｉ ００ 】 ２
Ｙ ＝４０ ３ ０
≈ ２５ｍ ｍ
滚珠丝杠是 由丝杠 、 螺母 、 滚珠等组成的机械元件 ， 作用 其
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 ， 因其优 良的摩擦特性使其试广泛应用 ，其选 择包括精度选择 、
尺寸规格 （ 包括导程与公称直径 ） 、支承方式等几个方面的内 容。滚珠丝杠副的承载能力用额定动载荷或额定静载荷表示 。
式 中： ＝ ０ Ｔ １ 是滚珠 丝杠 系数 （ Ｌ ６ ｎ ／０， 单位为 １ ０ 转 ， ×１ 如
滚珠丝杠的选用与校核
参考内容
滚珠丝杠副作为一种重要的传动元件，在现代化机械设备中发挥着至关重要 的作用。它具有高精度、高刚度、长寿命等特点，被广泛应用于各种高精度机床、 机器人、电子设备等场合。本次演示将介绍滚珠丝杠副的选型计算与应用技巧， 以期帮助读者更好地理解和应用这一重要传动元件。
一、滚珠丝杠副的选型计算
选型计算是滚珠丝杠副应用中的重要环节，需要根据实际应用场景和设备需 求进行选择。以下主要从直径、转速、载荷和工作环境等方面介绍选型计算的方 法。
珠丝杠副的应用知识，提高设备的综合性能和可靠性。
参考内容二
随着制造业的不断发展，数控机床已成为现代生产过程中不可缺少的重要设 备。而在数控机床中，滚珠丝杠副作为关键的传动部件，直接影响着机床的性能 和加工精度。因此，如何合理选择与计算滚珠丝杠副，成为了一个值得探讨的话 题。
一、滚珠丝杠副的原理与特点
在数控机床中，滚珠丝杠副的计算主要包括以下方面：
1、选型计算：根据机床的负载和行程需求，计算滚珠丝杠副的直径、长度、 精度等级等参数。
2、静力学计算：根据机床的工作状况，计算滚珠丝杠副的静力学性能，如 最大弯曲应力、最大剪切应力等，以确保其具有足够的强度和刚度。
3、动力学计算：根据机床的转速和负载情况，计算滚珠丝杠副的动力学性 能，如最大接触应力和最大转速等，以确保其具有稳定的运行性能。
4、热力学计算：根据机床的工作温度和环境条件，计算滚珠丝杠副的热力 学性能，如热膨胀系数和热容量等，以确保其具有较长的使用寿命。
感谢观看
失败案例：某电子设备在设计中，为了追求低成本，选择了直径较小的滚珠 丝杠副来控制设备运动。在使用过程中，丝杠副因负载过大而损坏，导致设备故 障。虽然厂家提供了售后服务，但因维修成本高且耗时长，给客户带来了较大损 失。
滚珠丝杠螺母副的计算和选型
滚珠丝杠螺母副的计算和选型一、滚珠丝杠螺母副的计算方法1.导程和螺距的计算：导程是指螺纹螺旋线上两个相邻螺纹峰之间的距离；螺距是指螺纹进行一周所需要的长度。
导程和螺距的计算可以根据实际需求和使用条件来确定，一般需要考虑运动速度、负载等因素。
2.负载计算：负载是指施加在滚珠丝杠上的力或扭矩。
在计算滚珠丝杠螺母副的负载时，需考虑运动的方向、大小、加速度等因素，以确保滚珠丝杠能正常承载负载，并具有足够的寿命。
3.传动效率计算：传动效率是指滚珠丝杠螺母副在工作过程中能够实际转换的功率和输入功率之间的比值。
传动效率的计算需要考虑滚珠丝杠的摩擦力、滚珠与螺纹之间的接触角、滚珠与导轨之间的接触角等因素，可以通过实验或理论计算来确定。
4.动力学计算：动力学计算主要包括滚珠丝杠螺母副的加速度、线速度和力矩等参数的计算。
这些参数的计算可以通过力学模型、动力学理论和实验数据等方法来确定，以确保滚珠丝杠螺母副在工作时能够满足要求，不产生过大的振动和冲击。
二、滚珠丝杠螺母副的选型要点1.负载要求：根据实际负载要求来选取合适的滚珠丝杠螺母副。
一般情况下，需考虑负载的大小、方向、频率等，以确保选择的滚珠丝杠螺母副能够承受负载并具备足够的寿命。
2.运动速度要求：根据实际运动速度的要求来选取合适的滚珠丝杠螺母副。
一般情况下，运动速度越高，所需的精度和刚性要求越高，需要选择更高级别的滚珠丝杠螺母副。
3.精度要求：根据实际精度要求来选取合适的滚珠丝杠螺母副。
一般情况下，需考虑滚珠丝杠螺母副的回转精度、重复性精度等指标，以确保所选的滚珠丝杠螺母副能够满足要求。
4.环境条件：根据实际工作环境的要求来选取合适的滚珠丝杠螺母副。
一般情况下，需考虑滚珠丝杠螺母副的防尘、防水、耐腐蚀等性能，以确保所选的滚珠丝杠螺母副能够适应各种工作环境。
5.维护和保养要求：根据实际需求来选择易于维护和保养的滚珠丝杠螺母副。
一般情况下，可考虑选择带有自动润滑装置的滚珠丝杠螺母副，以减少维护工作。
滚珠丝杠参数计算与选用
滚珠丝杠参数计算与选用本文由jxjaxy贡献doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。
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/html/gund/g1.htm 计算举例某台加工中心台进给用滚珠丝杠副的设计计算: 工作及夹具最大重量 W2=3000N 工作台已知: 工作台重量 W1=5000N 最大行程 LK=1000mm 工作台导轨的摩擦系数:动摩擦系数μ=0.1 静摩擦系数μ0=0.2 快速进给速度 Vmax=15m/min 定位精度 20 μm/300mm 全行程25μm 重复定位精度10μm 要求寿命 20000 小时(两班制工作十年). 表1 切削方式强力切削一般切削精切削快速进给纵向切削力 Pxi(N) 2000 1000 500 0 垂向切削工作时间百进给速度力分比 Vi(m/min)Pzi(N) % 1200 200 200 0 0.6 0.8 1 15 10 30 50 10 丝杠轴向载丝杠转荷速 (N) r/min 2920 1850 1320 800 60 80 100 15001)确定滚珠丝杠副的导程 1)确定滚珠丝杠副的导程因电机与丝杠直联,i=1 由表 1 查得代入得,按第 2 页表,取2)确定当量转速与当量载荷 (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:1～3 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 代入得取以上两种结果的最大值4)确定允许的最小螺纹底径 (1) 估算丝杠允许的最大轴向变形量①≤(1/3～1/4)重复定位精度②≤(1/4～1/5)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 ① =3②=6取两种结果的小值=3m(2)估算最小螺纹底径丝杠要求预拉伸,取两端固定的支承形式(1.1～1.2)行程+(10～14)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FFZD4010FFZD4010-36) 确定滚珠丝杠副预紧力其中7)行程补偿值与与拉伸力 (1) 行程补偿值式中:=(2～4)(2) 预拉伸力代入得8)确定滚珠丝杠副支承用的轴承代号,规格确定滚珠丝杠副支承用的轴承代号, (1) 轴承所承受的最大轴向载荷代入得(2)轴承类型两端固定的支承形式,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 绘制工作图 (2)两固定支承距离 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=1290 L1=1350 L=1410 由表二查得余程 Le=40 L0=30 电机选择( 10 ) 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=6.6×10Ksmin :最小抗压刚度 d2 L1 :丝杠底径 :固定支承距离 mN/mKsmin=575 N/2)丝杠最大抗压刚度Ksmax=6.6×10Ksmax :最大抗压刚度N/mKsmax=6617 N/m(2) 支承轴承组合刚度 1)一对预紧轴承的组合刚度KBO=2×2.34 KBO:一对预紧轴承的组合刚度 N/ m dQ Z:滚珠直径 :滚珠数mmFamax :最大轴向工作载荷 :轴承接触角N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 两端固定支承 Kb=2 KBO Kb=750 N/ m Kb: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K C= K C ( KC :滚珠和滚道的接触刚度 N/ mKC :查样本上的刚度 FP :滚珠丝杠副预紧力N/m NCa:额定动载荷N由样本查得: KC =1410 N/ FP=1000 得 KC=920 12) N N/ m m;Ca=3600N; 刚度验算及精度选择(1)==N/m= F 0=N/m已知 W1=5000 F0=1000 F0 : NN ,=0.2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 10 Kmin=222>160 (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, V300p≤0.8×定位精度-定位精度为 20m/300V300p<14.3m丝杠精度取为 3 级 V300p=12 m<14.3(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 螺纹长度:1290 丝杠全长:1410 导程:10P 类 3 级精度 FFZD4010-3-P3 13) Fc /1410×1290验算临界压缩载荷 : 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=f nc f :×10 临界转速 n/min:与支承形式有关的系数 :丝杠底径:临界转速计算长度由表 14 得 f=21.9 由样本得 d2=34.3 由工作图及表 14 得:Lc2= L1- L0 4310>nmax=1500 验算: 15 ) 验算: Dn=Dpw nmax Dpwmm:滚珠丝杠副的节圆直径滚珠丝杠副最高转速mm n/minnmax :Dpw≈41.4mm nmax=1500r/min62100<70000 16) 表 1: 支承方式一端固定一端自由简图K2 λ f 滚珠丝杠副形位公差的标注 ( 略)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。
滚珠丝杠副参数计算与选用
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1.2.3 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 99 fc 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。
滚珠丝杠螺母副构简图
滚珠丝杠螺母副构简图————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：滚珠丝杠螺母副结构图及其工作原理本次观察了实训车间的数控车床、数控铣床、加工中心，作为它们进给伺服系统机械传动结构中的滚珠丝杠螺母副的结构都是一样的。
滚珠丝杠螺母副的结构原理图·组成：主要由丝杆、螺母、滚珠和滚道（回珠器）、螺母座等组成。
·工作原理：在丝杆和螺母上加工有弧行螺旋槽，当它们套装在一起时便形成螺旋滚道，并在滚道内装满滚珠。
而滚珠则沿滚道滚动，并经回珠管作周而复始的循环运动。
回珠管两端还起挡珠的作用，以防滚珠沿滚道掉出。
特点：·传动效率高：机械效率可高达92%~98%。
·摩擦力小：主要是用滚珠的滚动代替了普通丝杆螺母副的滑动。
·轴向间隙可消除：也是由于滚珠的作用，提高了系统的刚性。
经预紧后可消除间隙。
·使用寿命长、制造成本高：主要采用优质合金材料，表面经热处理后获得高的硬度。
滚珠丝杠螺母副的滚珠循环方式有两种：滚珠在循环过程中有时与丝杠脱离接触的成为外循环（如图b），始终与丝杠保持接触的成为内循环（如图a）。
(a) 内循环（b）外循环(1)外循环外循环是常用的一种外循环方式。
这种结构是在螺母体上轴向相隔数个半导程处钻两个孔与螺旋槽相切，作为滚珠的进口与出口。
再在螺母的外表面上铣出回珠槽并沟通两孔。
另外，在螺母内进出口处各装一挡珠器，并在螺母外表面装一套筒，这样构成封闭的循环滚道。
外循环结构制造工艺简单，使用较广泛。
其缺点是滚道接缝处很难做得平滑，影响滚珠滚动的平稳性，甚至发生卡珠现象，噪声也较大。
(2)内循环内循环均采用反向器实现滚珠循环，数控机床反向器有两种型式。
圆柱凸键反向器，反向器的圆柱部分嵌入螺母内，端部开有反向槽。
反向槽靠圆柱外圆面及其上端的凸键定位，以保证对准螺纹滚道方问。
滚珠丝杠副参数
滚珠丝杠副参数详解---通俗易懂1、公称直径。
即丝杠的外径，常见规格有12、14、16、20、25、32、40、50、63、80、100、120，不过请注意，这些规格中，各厂家一般只备16~50的货，也就是说，其他直径大部分都是期货（见单生产，货期大约在30~60天之间，日系产品大约是2~2.5个月，欧美产品大约是3~4个月）。
公称直径和负载基本成正比，直径越大的负载越大，具体数值可以查阅厂家产品样本。
这里只说明两个概念：动额定负荷与静额定负荷，前者指运动状态下的额定轴向负载，后者是指静止状态下的额定轴向负载。
设计时参考前者即可。
需要注意的是，额定负荷并非最大负荷，实际负荷与额定负荷的比值越小，丝杠的理论寿命越高。
推荐：直径尽量选16~63。
2、导程。
也称螺距，即螺杆每旋转一周螺母直线运动的距离，常见导程有1、2、4、6、8、10、16、20、25、32、40，中小导程现货产品一般只有5、10，大导程一般有1616、2020、2525、3232、4040（4位数前两位指直径，后两位指导程），其他规格多数厂家见单生产。
导程与直线速度有关，在输入转速一定的情况下，导程越大速度越快。
推荐：导程尽量选5和10。
3、长度。
长度有两个概念，一个是全长，另一个是螺纹长度。
有些厂家只计算全长，但有些厂家需要提供螺纹长度。
螺纹长度中也有两个部分，一个是螺纹全长，一个是有效行程。
前者是指螺纹部分的总长度，后者是指螺母直线移动的理论最大长度，螺纹长度=有效行程+螺母长度+设计裕量（如果需要安装防护罩，还要考虑防护罩压缩后的长度，一般按防护罩最大长度的1／8计算）。
在设计绘图时，丝杠的全长大致可以按照一下参数累加：丝杠全长=有效行程+螺母长度+设计余量+两端支撑长度（轴承宽度+锁紧螺母宽度+裕量）+动力输入连接长度（如果使用联轴器则大致是联轴器长度的一半+裕量）。
特别需要注意的是，如果你的长度超长（大于3米）或长径比很大（大于70），最好事先咨询厂家销售人员可否生产，总体的情况是，国内厂家常规品最大长度3米，特殊品16米，国外厂家常规品6米，特殊品22米。
2024年《滚珠丝杠螺母副结构原理》测试题及答案
2024年《滚珠丝杠螺母副结构原理》测试题及答案1．滚珠丝杠螺母副的组成部分有（）。
A.丝杠、滚珠和螺母。
(正确答案)B.还有密封圈、回珠器、注油孔等附属部分。
(正确答案)2．丝杠螺母副描述正确的有（）。
A.丝杠螺母副主要分为滑动丝杠螺母副和滚珠丝杠螺母副。
(正确答案)B.滑动丝杠螺母副的螺杆和螺母之间是通过直接接触来传递力和运动的，主要传动方式是滑动摩擦。
其摩擦阻力大，传动效率低（30%~40%）。
(正确答案)C.滑动丝杠螺母副，其牙型多为梯形，结构简单，具有自锁功能。
(正确答案)D.滚珠丝杠螺母副通过螺杆上的螺纹和与之配套的滚柱、滚珠等来运动，主要传动方式是滚动摩擦。
摩擦阻力小，传动效率高（92%~98%）。
(正确答案)3．滚珠丝杠螺母副应用领域有（）。
A.机床，如：高速加工中心、钻床、铣床、数控车床等。
(正确答案)B.工业机器人。
(正确答案)C.汽车工业化生产线。
(正确答案)D.航空航天工业。
(正确答案)4．滚珠丝杠螺母副的动作原理（）。
A.滚珠分布在螺母的回珠槽中，在丝杆的螺纹上滚动，产生阻尼力和轴向推力，从而推动螺母运动。
(正确答案)B.当丝杆旋转时，滚珠将被推向螺纹的另一侧的回珠槽中，实现旋转运动转化为线性运动，并沿整个螺母的长度推动，从而实现定位和运动控制。
(正确答案)5．滚珠丝杠螺母副的重要参数描述正确的有（）。
A.公称直径do，直径大，承载能力也大。
(正确答案)B.基本导程Ph, 导程小→精度高→承载能力小；行程λ。
(正确答案)C.滚珠直径Dw, 滚珠直径大，则承载能力也大。
(正确答案)D.滚珠个数N, 一般取：N<150; 滚珠的工作圈（或列）数 j一般取j=2.5~3.5。
(正确答案)6．关于滚珠丝杠螺母副的类型选用方法合理的是（）。
A.长行程的场合，选用外滚珠式螺母副（外循环）；小行程的场合选用内滚珠式螺母副（内循环）。
(正确答案)B.长行程的场合，选用内滚珠式螺母副（内循环）；小行程的场合选用外滚珠式螺母副（外循环）。
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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一步延伸发展。
这一发展的深刻意义如同滚动轴承对滑动轴承所带来得改变一样。
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
L K=1000mm 工作台导轨的摩擦系数:动摩擦系数μ=0.1 静摩擦系数μ0=0.2 快速进给速度 V max=15m/min 定位精度20 μm/300mm 全行程25μm重复定位精度10μm要求寿命20000小时(两班制工作十年)。
1)确定滚珠丝杠副的导程
因电机与丝杠直联，i=1
由表1查得
代入得，
按第2页表，取
2）确定当量转速与当量载荷（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 f w=1.3
按表7查得：1～3取
按表8查得：可靠性97%取f c=0.44 已知：L h=20000小时
代入得
（2）拟采用预紧滚珠丝杠副，按最大负载F max计算：
按表10查得：中预载取 F e=4.5
代入得
取以上两种结果的最大值
4）确定允许的最小螺纹底径
（1）估算丝杠允许的最大轴向变形量
① ≤（1/3～1/4）重复定位精度
② ≤（1/4～1/5）定位精度
: 最大轴向变形量µm
已知：重复定位精度10µm, 定位精度25µm
① =3 δm=3
② =6
取两种结果的小值=3µm
(2）估算最小螺纹底径
丝杠要求预拉伸，取两端固定的支承形式
(1.1～1.2)行程+（10～14）
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FFZD4010-3
6) 确定滚珠丝杠副预紧力
其中
7）行程补偿值与与拉伸力（1）行程补偿值
式中：
=（2～4）
(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
（2）轴承类型
两端固定的支承形式，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：≥F BP 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L s：
L s=L u+2L e由表二查得余程Le=40 绘制工作图
（2）两固定支承距离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=1290
L1=1350
L=1410
L0=30
10 ) 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
K smin= 6.6 ×10
K smin：最小抗压刚度 N/m d2：丝杠底径
L1：固定支承距离
K smin=575 N/m
2）丝杠最大抗压刚度
K smax=6.6 ×10 K smax：最大抗压刚度 N/m K smax=6617 N/m
(2) 支承轴承组合刚度
1)一对预紧轴承的组合刚度
K BO=2×2.34
K BO：一对预紧轴承的组合刚度 N/m
d Q：滚珠直径 mm
Z ：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d Q=7.144 Z=17 =60
K amax=8700 N/m
K BO=375 N/m
2）支承轴承组合刚度
由表13两端固定支承
K b=2 K BO
K b=750 N/m
K b ：支承轴承组合刚度 N/m
3）滚珠丝杠副滚珠和滚道的接触刚度
K C= K C(
K C ：滚珠和滚道的接触刚度 N/m K C：查样本上的刚度 N/m
F P：滚珠丝杠副预紧力 N
C a：额定动载荷 N
由样本查得：
K C=1410 N/m；C a=3600N；
F P=1000 N
得K C=920 N/m
12) 刚度验算及精度选择
（1）=
= N/m
= N/m
F0=
已知W1=5000 N ，=0.2
F0=1000 N
F0 ：静摩擦力 N
：静摩擦系数
W1：正压力 N
（2）验算传动系统刚度
K min
K min：传动系统刚度 N
已知反向差值或重复定位精度为10
K min=222＞160
（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， V300p≤0.8×定位精度-
定位精度为20m/300
V300p＜14.3m
丝杠精度取为3级
V300p=12m＜14.3
(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：1410
P类3级精度
FFZD4010-3-P3/1410×1290
13) 验算临界压缩载荷
F c： 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
n c=f×10
n c : 临界转速 r/min
f ：与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：L c2= L1- L0
4310＞n max=1500
15 ) 验算：
D n=D pw n max
D pw ：滚珠丝杠副的节圆直径 mm
n max : 滚珠丝杠副最高转速 r/min
D pw≈41.4mm
n max=1500r/min
62100＜70000
16) 滚珠丝杠副形位公差的标注（略）表1：
δm=3。