滚珠丝杠副选用的基本原则
滚珠丝杠 选型
滚珠丝杠选型滚珠丝杠选型在滚珠丝杠的选型计算时:需要对其承载力进行计算，承载力的计算包括强度计算、刚度校核、稳定性校核及临界转速校核。
机构的运行的最大速度为:，选择滚珠丝杠的导程为:5mm; 100mm/s,6m/min滚珠丝杠导程的选取方法:(1)设传动比为，丝杠的导程为(mm)，执行部件的最高速度为:，uPV,6m/minhmaxV1000maxn则丝杠的最高转速为:(r/min); ,nmaxmaxPh设伺服电机的最高转速为:;额定转速为:(经验值)，n,3000(r/min)n,2000(r/min)dmaxnmaxu,则传动比为:; ndmax1000V1000，6max所以丝杠的最高转速n,,,1200(r/min); maxP5hn1200maxu传动比为:,,,0.4; n3000dmax(1)强度计算3FffmLmH，，滚珠丝杠的当量动载荷: CN,mfa60nT式中:L—寿命，单位:百万转,; L,6101000，vsn,其中: (r/min); tv:最大切削条件下的进给速度(m/min);; v,6m/nmiss:丝杠螺距 (mm); t:寿命时间，取10000-15000小时; ; TT,15000(h):轴向平均载荷(N)或者最大工作载荷; Fm(这是根据该机构的承载力的估算值); F,320Nmf--精度系数，1、2、3级丝杠f,1;4、5、6级丝杠f,1; aaa(等级越小，对精度的要求越高); ff--运转系数，=1.0-1.5,一般取1.2; ww f——硬度系数。
(设滚珠丝杠最硬的时候的值,); HRC,60f,1HHf,1(1，2，3的滚珠丝杠); af,1.2 ;(这里根据实际情况选取滚珠丝杠的精度为:2级); w; tmm,5100010006，，vsnr,,,1200(/min); t56060120015000nT，，; L,,,1080(百万转)661010带入动载荷计算公式:33Fff32010801.21，，，mLwH ; CN,,=3939.8mf1a从滚珠丝杠系列表中找出额定动载荷大于当量动载荷，并与其相近值，同时考虑刚度CCam要求，初选滚珠丝杠副的型号和有关参数。
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。
滚珠丝杠 选型
滚珠丝杠选型滚珠丝杠选型在滚珠丝杠的选型计算时:需要对其承载力进行计算，承载力的计算包括强度计算、刚度校核、稳定性校核及临界转速校核。
机构的运行的最大速度为:，选择滚珠丝杠的导程为:5mm; 100mm/s,6m/min滚珠丝杠导程的选取方法:(1)设传动比为，丝杠的导程为(mm)，执行部件的最高速度为:，uPV,6m/minhmaxV1000maxn则丝杠的最高转速为:(r/min); ,nmaxmaxPh设伺服电机的最高转速为:;额定转速为:(经验值)，n,3000(r/min)n,2000(r/min)dmaxnmaxu,则传动比为:; ndmax1000V1000，6max所以丝杠的最高转速n,,,1200(r/min); maxP5hn1200maxu传动比为:,,,0.4; n3000dmax(1)强度计算3FffmLmH，，滚珠丝杠的当量动载荷: CN,mfa60nT式中:L—寿命，单位:百万转,; L,6101000，vsn,其中: (r/min); tv:最大切削条件下的进给速度(m/min);; v,6m/nmiss:丝杠螺距 (mm); t:寿命时间，取10000-15000小时; ; TT,15000(h):轴向平均载荷(N)或者最大工作载荷; Fm(这是根据该机构的承载力的估算值); F,320Nmf--精度系数，1、2、3级丝杠f,1;4、5、6级丝杠f,1; aaa(等级越小，对精度的要求越高); ff--运转系数，=1.0-1.5,一般取1.2; ww f——硬度系数。
(设滚珠丝杠最硬的时候的值,); HRC,60f,1HHf,1(1，2，3的滚珠丝杠); af,1.2 ;(这里根据实际情况选取滚珠丝杠的精度为:2级); w; tmm,5100010006，，vsnr,,,1200(/min); t56060120015000nT，，; L,,,1080(百万转)661010带入动载荷计算公式:33Fff32010801.21，，，mLwH ; CN,,=3939.8mf1a从滚珠丝杠系列表中找出额定动载荷大于当量动载荷，并与其相近值，同时考虑刚度CCam要求，初选滚珠丝杠副的型号和有关参数。
滚珠丝杠的精度等级标准
滚珠丝杠的精度等级标准
滚珠丝杠精度等级划分的基本原则是在传动中，实际移动距离和理想移动距离的偏差，偏差越小，精度越高，其中有分为三种情况，一是旋转一周的运行精度；二是整根滚珠丝杠的运行精度；三是任意300的运行精度，一般情况下说的精度是任意300的精度。
滚珠丝杠副根据使用范围分为定位型(P)和传动型(T)两种。
根据精度要求分为7个精度等级，即1、2、3、4、5、7和10级。
1级精度最高，依次递减。
P5是国内标准，精度等级是5级，任意300mm行程内行程变动量为0.023mm，这个精度一般表示成P5=0.023，国产丝杆使用多。
C7是JIS标准，精度等级是7级，任意300mm行程内行程变动量为0.050mm，也就是C7=0.050，一般日本，台湾产使用的表示方法。
由此可见滚珠丝杠的P5精度要比C7精度高。
国内的等级精度分为P1，P2，P3，P4，P5，P7，P10这7个等级，JIS等级精度分为C0，C1，C3，C5，C7，C10这6种精度，不过现在台湾也出现C2和C6，这两种精度，P5的精度等级介于C5和C7之间，与出现的C6=0.025基本可以等同。
滚珠丝杠是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。
选择定制加工滚珠丝杠认准钛浩机械，专业品质保障，因为专业，所以卓越！滚珠丝杠是工具机械和精密机械上最常使用的传动元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反复作用力，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。
由于具有很小的摩擦阻力，滚珠丝杠被广泛应用于各种工业设备和精密仪器！。
滚珠丝杠选型和电机选型计算
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。
滚珠丝杠副的精度等级与丝杠制造最大长度
外循环
结构
圈数 列数 螺母外径
特点
每个返向器 1 圈 2 列以上 小
通过返向器组成滚珠循环回路，每一个 返向器组成 1 圈滚珠链。承载小，适应 于螺母外径小、导程小的滚珠丝杠副结 构。
1.5 圈以上(2.5、3.5 圈) 1 列以上 大
40
34
47
39
55
44
表 5 任 意 300 mm行 程 内 变 动 量 （ V300p） 和 2π 弧 度 内 行 程 变 动 量 （ V2πp）
精度等级
V 300p V2πp
1
2
3
4
6
8
12
16
4
5
6
7
注：7，10 级属传动滚珠丝杠副，在表 4，表 5 中未列出。
单位：μm 5 23 8
4
3.2 滚珠丝杠副安装轴颈跳动及位置公差
200
16
18
20
26
32
注： l 长度处支承轴径相对于 A 基准的径向圆跳动，当 l6 ≤ l 时为 t6 p ，当 l6 ＞ l 时，其允许值为：
t6
p
×
l6 l
表 8 支承轴径肩面对A基准的圆跳动t8
公称直径
公差等级
d0
1
2
3
4
5
mm
t8p，μm
≥ 6 － 63
3
4
4
5
5
5
表 9 滚珠螺母安装端面对B基准的径向跳动t9
传动效率 Ed≥90%。
二、JCSGY 滚珠丝杠副结构与预紧方 式
9.滚珠丝杠选型原则
滚珠丝杠选型原则：种类的选择：无特别大的载荷要求，都选择滚珠丝杠副，它具有价格相对便宜，效率高，精度可选范围广等优点；但在需要特大载荷的场合，特别是空间受限制的情况下需要很大载荷（没有匹配的滚珠丝杠副可选）时，应该选用行星滚柱丝杠副，它一般比同规格的滚柱丝杠副的载荷大2至3倍，且中、小型规格的行星滚柱丝杠副可选的最小导程更小。
精度级别的选择：滚珠丝杠副在用于纯传动时，通常选用“T”类（即机械手册中提到的传动类），其精度级别一般可选“T5”级（周期偏差在1丝以下），“T7”级或“T10”级，其总长范围内偏差一般无要求（可不考虑加工时温差等对行程精度的影响，便于加工）。
因而，价格较低（建议选“T7”，且上述3种级别的价格差不大）；在用于精密定位传动（有行程上的定位要求）时，则要选择“P”类（即机械手册中提到的定位类），精度级别要在“P1”、“P2”、“P3”、“P4”、“P5”级（精度依次降低），其中“P1”、“P2”级价格很贵，一般用于非常精密的工作母机或要求很高的场合，多数情况下开环使用（非母机），而“P3”、“P4”级在高精度机床中用得最多、最广，需要很高精度时一般加装光栅，需要较高精度时开环使用也很好，“P5”则使用大多数数控机床及其改造，如数控车，数控铣、镗，数控磨以及各种配合数控装置的传动机构，需要时也可加装光栅（因“5”级的“任意300mm行程的偏差为0.023”，且曲线平滑，在很多实际案例中，配合光栅效果非常好）。
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。
滚珠丝杆的选型标准
对于纯传动的情况，一般要求传动灵活，允许 有一定返向间隙，多选用单螺母，它价格相对 便宜、传动更灵活； 对于不允许有返向间隙的精密传动的情况，则 需选择双螺母预紧，它能调整预紧力的大小， 保持性好，并能够重复调整； 另外，在行程空间受限制的情况下，也可选用 变位导程预紧（俗称错距预紧），该方式预紧 力较小，且难以重复调整，一般不选。
滚珠丝杠副在用于纯传动时，通常选用“T”类，其精度级别一 般可选“T5”级（周期偏差在1丝以下），“T7”级或“T10”级， 其总长范围内偏差一般无要求。 价格较低（建议选“T7”，且上述3种级别的价格差不大）； 在用于精密定位传动时，则要选择“P”类，精度级别要在“P1”、 “P2”、“P3”、“P4”、“P5”级（精度依次降低），其中“P1”、 “P2”级价格很贵，一般用于非常精密的工作母机或要求很高的 场合，多数情况下开环使用（非母机），而“P3”、“P4”级在 高精度机床中用得最多、最广，需要很高精度时一般加装光栅， 需要较高精度时开环使用也很好，“P5”则使用大多数数控机床 及其改造，如数控车，数控铣、镗，数控磨以及各种配合数控 装置的传动机构，需要时也可加装光栅。
首先当然是要选有足够载荷（动载和静载）的 规格。根据使用状态，选择符合条件的规格。 同时（重点），如果选用的是磨制或旋铣滚珠 丝杠副（冷轧的不需要考虑长径比），要估算 长径比（丝杠总长除以螺纹公称直径的比值）， 但因长度在设计时已确定，在规格的确定上需 要调整，原则上使其长径比小于50，（理论上 长径比越小越好，对“P”类丝杠而言，长径比 越小越利于加工和保证各项形位公差，故单位 价格越便宜）。 所以“规格越小不等于越便宜”。
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
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W 2=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μ=0.1静摩擦系数μ=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11)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=1.3按表9查得：轻微冲击取 fw按表7查得：1～3取=0.44按表8查得：可靠性97%取fc=20000小时已知：Lh代入得计算：（2）拟采用预紧滚珠丝杠副，按最大负载Fmax=4.5按表10查得：中预载取 Fe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25µm① =3② =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FFZD4010-36) 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（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：L s =Lu+2Le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L由工作图得Ls=1290L1=1350L=1410L=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= 6.6 ×10Ksmin：最小抗压刚度 N/md2：丝杠底径L1：固定支承距离Ksmin=575 N/m2）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=2×2.34KBO：一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=7.144 Z=17 =60Kamax=8700 N/mKBO=375 N/m2）支承轴承组合刚度由表13两端固定支承K b =2 KBOKb=750 N/mKb：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 = KC(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：K C =1410 N/m；Ca=3600N；FP=1000 N得KC=920 N/m12) 刚度验算及精度选择（1）== N/m= N/mF0=已知W1=5000 N ，=0.2F1000 N0=F：静摩擦力 N：静摩擦系数：正压力 NW1（2）验算传动系统刚度Kmin：传动系统刚度 NKmin已知反向差值或重复定位精度为10=222＞160Kmin（3）传动系统刚度变化引起的定位误差=1.7m（4）确定精度：任意300mm内的行程变动量对半闭环系统言， V300p≤0.8×定位精度-V300p定位精度为20m/300V＜14.3m300p丝杠精度取为3级V=12m＜14.3300p(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-P3/1410×129013) 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。
滚珠丝杠副的选型计算与应用
Ｆ ＝
蒸 …ｒ ｅ
其次 确定 螺 母 的预 紧 方 式 及 长 度 ，并 根 据 工 作 台行程确 定 丝 杠 副 螺 纹 长 度 。一 般 情 况 下 ，滚 珠 丝
ｎ
＝
ｎ。
＋ ． ・ ＋ ．
杠 副螺 纹部分 长 与直径 比应小 于或 等 于 ５ 。 ０ ６ ．精 度 校核
括精 度 、尺寸 规格 （ 包括 导程 与公 程 直径 ） 、承 载 能 力 、支承 方式 等 几 个 方 面 的 内 容 。除 此 之 外 ，还 应 对其 进行 必 要 的 校 核计 算 ，如 对 细 长 而 又 承受 压 缩 对 于矩 形导 轨机床 Ｆ ＝ｋ ｘ＋ ＋Ｆ ） Ｆ 厂（ ＋ （） ２
Ｐ ：
ｎ…
其 中 ，厂 为导 轨摩擦 系 数 ； ． ｆ为 轴 套 和轴 架 以及 主 轴
的键 的摩 擦 系数 ；ｋ为 考 虑 颠 覆 力 矩 影 响 的实 验 系
２ ．精 度 选 择 滚珠 丝杠 的精度 直 接影 响数 控机 床 的定 位精 度 ， 在滚珠丝 杠精度参 数 中，其 导 程精 度误 差对 机 床定 位 精 度影 响最 明显 。一 般 在 初 步设 计 时设 定 丝 杠 的任 意 ３ ０ ｍ行 程变动 量 。 应小 于 目标 设定 的 ３ ０ ０ｒ ａ 。 ０ ｍｍ 定 位精 度值 的 １ ３～１ ２ ／ ／ ，在 最后 精度 验算 中确定 。
ｆ
Ｏ２ ． Ｏ １ ．５
ｆ Biblioteka 取与 之相 近较 大 的圆整值 。
三 角 形 、组 合 形 钻 镗 主 轴 圆导 轨 滚 动 导 轨
１１ ．５
Ｏ １ Ｏ １ ．５一 ．８ Ｏ １ ．５ ０ ０ ３— ．０ ．０ ０Ｏ４
数控机床滚珠丝杠副选用及安装
３ ）可 以预紧 、消 除丝杠 副 间隙提 高轴 向接触
刚度；
２２ 确 定丝杠 导程 ． 丝 杠导程 常用 以下公式 计算
４ ）定位精 度和 重复 定位精度 高 ； ５ ）使用寿 命为 普通丝 杠 的 ４ １ ； ～ ０倍 ６ ）同步性好 ， 几个相 同的滚珠 丝杠 副 同时 用 传 动几 个相 同的部件 或装 置 时 ，可 获得 较好 的 同
纹 长度 、丝 杠副 的精度 等级 等主 要参 数 。
２ １ 确 定 滚 珠 丝 杠 副 额 定 载 荷 及 额 定 转 ．
速 ｎ
机 床 在 实际 工作过 程 中 的载 荷和 转速 一般 是 不 固定 的 ，通 常看 成 是各种 转速 使用 机会 均 等 ， 负载 与转 速 接 近 正 比变 化 ，可 用 下 式 求 得 和
滚珠丝杠 副最小工作载荷（ 空载） Ｎ； ，
１ 动 效率高 ，一 般可 达 ９ ％￣９％，是滑 ）传 ２ ８
动丝 杠传动 的 ２ ～４倍 ；
２ ）运 动平稳 、摩擦 力小 、灵 敏性 高、低 速无 爬行；
Ｐａ一 最 高转速 ，ｒ ｎ ／ｘ ｍ ／ ； ｍｉ
ｎ 一 最低转 速 ，ｒ ｎ ／ 。 ｍｉ
。
Ｆ ＝（ ２
＝
＋
）３ ／
驱 动执 行元件 ，极大 的推 动 了机 床行 业 的数控 化
发 展 。究其 原 因主要是 滚珠 丝杠 具有 以下 几个 方
面 的优 良特 性 【： １ ］
（一 ＋ ） ２ 月 ／
式 中：
削１ ，Ｎ；
—
一 滚 珠 丝 杠 副 最 大 工 作 载 荷 （ 力切 强
滚 珠 丝杠 副主 要是 用来 实现 数控 机床 移动 部
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。
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滚珠丝杠副速选的基本原则种类的选择：目前滚珠丝杠副的性价比已经相当高，无特别大的载荷要求时，都选择滚珠丝杠副，它具有价格相对便宜，效率高，精度可选范围广、尺寸标准化安装方便等优点。
在精度要求不是太高时，通常选择冷轧滚珠丝杠副，以便降低成本；在精度要求高或载荷超过冷轧丝杠最大规格额定载荷时需选择磨制或旋铣滚珠丝杠副。
不管何类滚珠丝杠副，螺母的尺寸尽量在系列规格中选择，以降低成本缩短货期。
精度级别的选择：滚珠丝杠副在用于纯传动时，通常选用“T”类（即机械手册中提到的传动类），其精度级别一般可选“T5”级（周期偏差在1丝以下），“T7”级或“T10”级，其总长范围内偏差一般无要求（可不考虑加工时温差等对行程精度的影响，便于加工）。
因而，价格较低（建议选“T7”，且上述3种级别的价格差不大）；在用于精密定位传动（有行程上的定位要求）时，则要选择“P”类（即机械手册中提到的定位类），精度级别要在“P1”、“P2”、“P3”、“P4”、“P5”级（精度依次降低），其中“P1”、“P2”级价格很贵，一般用于非常精密的工作母机或要求很高的场合，多数情况下开环使用（非母机），而“P3”、“P4”级在高精度机床中用得最多、最广，需要很高精度时一般加装光栅，需要较高精度时开环使用也很好，“P5”则使用大多数数控机床及其改造，如数控车，数控铣、镗，数控磨以及各种配合数控装置的传动机构，需要时也可加装光栅（因“5”级的“任意300mm行程的偏差为0.023”，且曲线平滑，在很多实际案例中，配合光栅效果非常好）。
文档收集自网络，仅用于个人学习规格的选择：首先当然是要选有足够载荷（动载和静载）的规格。
根据使用状态，选择符合条件的规格。
同时（重点），如果选用的是磨制或旋铣滚珠丝杠副（冷轧的不需要考虑长径比），要估算长径比（丝杠总长除以螺纹公称直径的比值），但因长度在设计时已确定，在规格的确定上需要调整，原则上使其长径比小于50，（理论上长径比越小越好，对“P”类丝杠而言，长径比越小越利于加工和保证各项形位公差，故单位价格越便宜）。
所以“规格越小不等于越便宜”。
文档收集自网络，仅用于个人学习预紧方式的选择：对于纯传动的情况，一般要求传动灵活，允许有一定返向间隙（不大，一般为几丝），多选用单螺母，它价格相对便宜、传动更灵活；对于不允许有返向间隙的精密传动的情况，则需选择双螺母预紧，它能调整预紧力的大小，保持性好，并能够重复调整；另外，在行程空间受限制的情况下，也可选用变位导程预紧（俗称错距预紧），该方式预紧力较小，且难以重复调整，一般不选。
文档收集自网络，仅用于个人学习导程的选择：选择导程跟所需要的运动速度、系统等有关，通常在：4、5、6、8、10、12、20中选择，规格较大，导程一般也可选择较大（主要考虑承载牙厚）。
在速度满足的情况下，一般选择较小导程（利于提高控制精度）；对于要求高速度的场合，导程可以超过20，对磨制丝杠而言导程一般可做到约等于公称直径（受磨削螺旋升角限制），如32（32*32）、40（40*40）等，当然也可以更大（非磨削，但极少考虑）。
导程越大，同条件下旋转分力越大，周期误差被放大，速度越快。
故一般速度很高的场合要求的是灵活，而放弃部分精度诉求，对间隙要求意义变小（导程精度偏差增大），因此，大导程丝杠一般都是单螺母。
文档收集自网络，仅用于个人学习完整的滚珠丝杠副设计选型，除了要考虑传动行程（间接影响其他性能参数）、导程（结合设计速度和马达转速选取）、使用状态（影响受力情况），额定载荷（尤其是动载荷将影响寿命）、部件刚度（影响定位精度和重复定位精度）、安装形式（力系组成和力学模型）、载荷脉动情况（与静载荷一同考虑决定安全性），形状特性（影响工艺性和安装）等因素外，还需要对所选的规格的重复定位精度、定位精度、压杆稳定性、极限转速、峰值静载荷以及循环系统极限速率（Dn值）等进行校核，进行修正选择后才能得到完全适用的规格，进而确定马达、轴承等关联件的特征参数。
文档收集自网络，仅用于个人学习滚珠丝杠副基础知识1. 什么是滚珠丝杠副？滚珠丝杠副是由丝杠，螺母，滚珠组成的机械元件。
其作用是将旋转运动转变为直线运动，或逆向由直线运动变为旋转运动。
丝杠、螺母之间用滚珠做滚动体。
文档收集自网络，仅用于个人学习2. 滚珠丝杠副有哪些特点？（1）传动效率高。
(达85%—98%)。
（2）灵敏度高。
（无颤动、无爬行，同步性好）。
（3）定位精度高。
(可以实现无间隙传动，刚度强，温升小)。
（4）使用寿命长。
（是普通滑动丝杠的4倍以上，磨损小，精度保持期长）。
（5）使用、润滑和维修方便、可靠。
（6）可逆向传动，不自锁。
（在垂直使用或需急停时，应附加自锁或制动装置）3. 螺纹滚道的单圆弧、双圆弧各有何特点？单圆弧的优点是无偏心，工艺上易获得，缺点是用于“T类”丝杠时轴向间隙大，运动滞后，若减小间隙，滚珠接触点低，受力差，加工时磨出“油槽”，测不准节圆（滚珠或测棒与滚道圆弧不相切）。
双圆弧避免了上述缺点，但工艺上难获得。
文档收集自网络，仅用于个人学习4. 双圆弧滚道有什么特点？主要是为了便于测准节圆。
5. 滚道底部的小圆弧起什么作用？此小圆弧熟称“油槽”，使用中可存油及容异物，加工中起工艺作用。
减少磨削径向力。
6. 什么是内循环、外循环滚珠丝杠副？它们是如何分类的？一般定义为：滚珠在循环中始终不脱离丝杠表面的为内循环，反之为外循环。
内循环有浮动（F）与固定（G）之分，外循环有螺旋槽（L）、插管（C）和端盖（DG）之分，其中插管式又有埋入式（CM）和凸出式（CT）之别。
相对来说，内循环滚珠丝杠副的螺母安装直径可以更紧凑，因此应用也最广泛。
文档收集自网络，仅用于个人学习7. 浮动内循环返向器有何特点？优点是：（1）流球通道为立体相切对称变曲率腔，技术含量高；（2）圆形孔工艺性好，螺母轴向距离小，外径尺寸紧凑；（3）凸筋既定位，又铲球，起双重作用；（4）型腔为半开空间隧道，流球顺畅，与丝杠外径不摩擦；（5）塑料制成，成本低，吸收振动，噪音小；（6）可在上下及圆周方向上微量浮动，经跑合后自动趋向最佳位置；（7）有效保护丝杠主体（滚珠脱落故障时，仅返向器损坏）；（8）直径适用范围广，还可用于双线（双头）螺纹；缺点是：（1）不耐高温（适用范围±60℃）；（2）丝杠滚道必须一端开通才可以装配。
8.插管循环方式的特点是什么？滚珠在插管内返向平滑，传动平稳：缺点是螺母安装尺寸大，管舌处薄弱，耐磨性、抗冲击性差。
不适用于螺母转速高的场合。
文档收集自网络，仅用于个人学习9.端盖式循环方式的特点是什么？径向尺寸大，轴向尺寸特小，尤其适合大导程多线螺纹；缺点是滚珠易产生撞击、跳动，摩擦损失。
端盖式无法进行双螺母预紧文档收集自网络，仅用于个人学习10.螺旋槽循环方式是否应逐渐淘汰？螺旋槽式虽然安装尺寸大，工艺复杂，传动不平稳，安装槽有方向性要求（朝上）；但挡珠器可阻挡硬性异物进入螺母内，挡球可靠，适用高低温范围非常广，所以还不能淘汰，尤其多用于军工产品。
文档收集自网络，仅用于个人学习11. 双螺母预紧型滚珠丝杠副有何特点？浮动内循环法兰—直筒组合的垫片预紧型应用最为普遍，内循环安装外径小，组合安装方便，调整预紧力简便，使用磨损出现间隙，还可自行调整多次使用。
文档收集自网络，仅用于个人学习12. 变位预紧型与增大球径预紧型有何异同点？都是单螺母消隙，无双螺母的组合误差，轴向尺寸特小；但两者磨损出现间隙后一般无法再达到预紧效果，一般用于中、低负荷。
文档收集自网络，仅用于个人学习变位预紧型传动效率高，精度保持期长，用于精密定位。
增大球径预紧型承载力大（是位预紧型的两倍），但磨损快，用于中、低精度。
文档收集自网络，仅用于个人学习13. 齿差式预紧的分类与特点？有内、外齿式两种，预紧力可任意调节，但较为复杂，成本高。
14. 圆柱式预紧的分类与特点？有直销、横销两种，预紧可靠性差，较易出现间隙，成本低。
15. 双直筒型预紧的特点？径向尺寸小，既可增大垫片也可减小垫片厚度预紧，螺母座复杂。
16. 双法兰型预紧的特点？径向尺寸大，既可增大垫片也可减小垫片厚度预紧。
“面对面”型安装拆卸困难，“背对背”型减少了一个螺母的行程。
文档收集自网络，仅用于个人学习17. 现行滚珠丝杠副标准（GB）经历了怎样的演变？早期的苏Q/J.JB11-78标准，是国内最早的一部地方专业标准，精度代号分C-J-B-P-T级别，B为标准级。
稍后的JB3162-82是应用时间最长、影响最广的一部部颁标准，它参照德国DIN69051标准，精度代号分为:C-D-E-F-G-H级别，E为标准级。
再稍后的JB/GQ1098—87是JB3162—82的补充件。
JB/T3162—91标准套用国际标准，仍为部颁标准。
现行标准为：GB/T17587.3—1998，等效采用国际标准ISO3408—1992.精度代号为：1-2-3-4-5-7-10，4级为标准级。
文档收集自网络，仅用于个人学习18. 区分公称直径d0与节圆直径Dpw有何意义？公称直径d0起标识作用，无公差，取整数值，起便于商务和管理的作用。
节圆直径D PW有公差带，可一为小数，在工程计算上起参数作用。
19 区分定位（P类）与传动（T类）类别有何意义?两者使用的场合、作用不同。
P类用于精密定位。
T类用于受力传动，螺纹精度仅查全长内行程偏差及任意300mm内行程变动量，要求远远低于相同级别的P类。
文档收集自网络，仅用于个人学习20 滚珠丝杠副要检查哪几类要求？查安装尺寸，几何精度，性能，外观四类要求。
21 滚珠螺纹精度的含义？螺母相对于丝杠旋转所行走的距离叫“行程”.实际走的距离与希望（理想）走的距离的差值叫“行程偏差”。
螺母在丝杠每一段上走的偏差不尽相同，取其平均值交“平均行程偏差”。
因它是在螺纹全长（当然，是指有效范围）上测取的，故俗称叫“全长。
螺旋线在一定范围内波动变化，沿着一条“中轴线”，波峰与波谷各自之间的连线形成了一条“带子”，线没有宽度，而带子是有宽度的。
俗称“带宽”，即指全长上的行程变动量宽度范围。
实际上，任意300mm内变动量（俗称“300”）和一牙内变化量（俗称“2π”或“周期”）都是“带宽”的概念。
只是度量区间长短而已。
文档收集自网络，仅用于个人学习“全长”、“带宽”、“300”、和“周期”是检查螺旋线误差的四个项目，其中“300”是最主要项目。
（严格定义参见GB/T17587.3—1998）文档收集自网络，仅用于个人学习22. 什么是行程补偿值C？工艺上如何获得？目标行程减公称行程等于行程补偿值C（Ls-L0=C）,作用是用以补偿丝杠工作时由于温升和载荷引起的伸长量。
工艺上可用修正尺法和温升法获得，C值通常取负值。