例子滚珠丝杠的选择与计算

一、如图1所示滚珠丝杠的传动系统中，采用右旋丝杠，支承方式为双推-简支式，根据对刚度和失动量的要求，选用法兰式双螺母丝杠（FDG ），丝杠有效行程=800mm ，工作台最高移动速度V max =14（m/min ），寿命定为L h =24000工作小时，摩擦系数μ=0.1，电机最高转速n max =1800

（r/min ），最大行程内行程误差小于0.02mm ，300mm 行程内行程误差小于0.02mm ，工作台重量为600kg ，工件与卡具最大重量总合为500kg ，重力加速度g=9.8m/s 2，丝杠的平均转速为266r/min,刀具切削加工时的平均切削力的水平分力为2000N ，切削时的最大载荷下分力为N F x 400=，N F y 9000=。

图1 滚珠丝杠副简图

1、计算空载摩擦阻力f F 和切削加工时的摩擦阻力jf F

】【或Kg 110)(10788.91.01100)500600(N g F f =⨯⨯=⨯⨯+=μ

】【或Kg 1118)(11188.91.01500400)500600(N g F jf =⨯⨯=⨯+⨯⨯+=μμ

2、确定滚珠丝杠副的导程0l 。

根据题目给定条件，步进电机直接与滚珠丝杠副连接，其传动比为1。 所以则有：)(8.7)(00778.0180014max max 0mm m n V l ==== 根据国际标准ISO/DIS 3408-2-1991或GB/T17587.2-1998，确定丝杠的基本导程为大于8mm 。

3、根据平均负载计算滚珠丝杠副的最大动载荷Q F ，硬度系数取1.0。

设滚珠丝杠副在工作时的平均工作载荷为cp F 。

则)(181300021118N F F F gcp jf cp =+=+=

滚珠丝杠副的寿命系数万转）(04.38310266240006010606

6=⨯⨯==h nL L 则有：)(07.40759~686.326073470

]5.1~2.1[2.126.73118]5.1~2.1[2.104.383F L 3W 3N F f F cp H Q =⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=

4、结合最大静载荷，从附表中选择丝杠并写出丝杠的参数：丝杠的型号，公称直径，丝杠底

径，导程，循环圈数，额定动载荷，额定静载荷，螺母的总长。

最大静载荷)(1011890001118max N F F F j f =+=+=。（3分）

所以选择：丝杠型号：PDG40-08；公称直径40mm ，丝杠底径35.1mm ，导程8mm ，循环圈数4.5圈, 额定动载荷35674(N)，额定静载荷109814(N)，螺母的总长134mm 。

5、确定丝杠的螺纹长度s l （单边预留余量为50mm ）。(5分)

)(1034502134800201mm l L l l s =⨯++=⨯++≥

6、选定滚珠丝杠符的精度等级（根据国标JB/T3162.2-1982）。

因为给定：)(02.0300mm l =δ；)(70.0mm ls =δ

当选定4级精度时)(601.0300mm l =δ，满足要求，

但)(20.0)(024.0mm mm ls φ=δ

不能满足要求。

当选定3级精度时)(01.0300mm l =δ，满足要求，

但)(20.0)(017.0mm mm ls π=δ

满足要求。

所以选择3级精度。