滚珠丝杠选型和电机选型计算
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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
实际取 ，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：
式中：
——工件及工作台质量， 为500kg。
——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：
当电机转速从 =0升至 =144rpm时，其负荷扭矩
1.8.6电机总扭矩：
所选择电机额定扭矩为7.15N.m，大于计算电机总扭矩3倍以上。所选择电机扭矩符合要求。
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：
式中：
F0——导轨静摩擦力，F0=49.4N
L——滚珠螺母至滚珠丝杠固定端支承的最大距离，L=1340mm
则有
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。长度的导程精度为0.024mm。
1.7确定滚珠丝杠副规格代号
X向运动工件及工作台质量估计最大值约1500Kg。
1.8.1外部负荷的转动惯量：
丝杆部分的转动惯量：
外部负荷的负荷转动惯量：
则有：
加在电机上的转动惯量：
1.8.2外部负荷产生的摩擦扭矩：
式中：
——滚珠丝杆副的导程
——未预紧的滚珠丝杆副的效率（2级精度 =0.9）
——外加轴向载荷，含导轨摩擦力，其中含切削力为0
滚珠丝杠副的当量载荷：
滚珠丝杠副的当量转速：
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：
பைடு நூலகம்式中：
——当量转速，
——预期工作时间，测试机床选择15000小时
——负荷系数，平稳无冲击选择 =1
——精度系数，2级精度选择 =1
——可靠性系数，一般选择 =1
1.3.2按滚珠丝杠副的预期运行距离计算：
1.8.3预紧力产生的摩擦扭矩：
式中：
——滚珠丝杆副间的预紧力，
1.8.4支承轴承产生的摩擦扭矩：
选择深沟球轴承，轴承代号：6207，查轴承样本可得摩擦力矩： =0.23N.m。
1.8.5加速度产生的负荷扭矩：
根据设计要求可知：X向工作台运动速度为v=24m/min，对应电机转速 =144rpm，最大加速度为a=40mm/s2,则工作台速度从0升至25mm/s所需时间：
式中：
——预期运行距离，一般选择
1.3.3按滚珠丝杠副的预加最大轴向负载计算：
式中：
——预加负荷系数，轻预载时，选择 =6.7
——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m
重复定位精度
X向运动的重复定位精度要求为0.03mm，则
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：
按照丝杠Ph、d2m、Cam选择SFS6310滚珠丝杆，精度等级2级。丝杆基本导程Ph=10mm，丝杠外Xd=61mm，螺母外径90mm，珠径6.35mm，额定动载荷Ca =48740N＞Cam，额定静载荷Cao=156912N。
1.8电机选择
条件：选择伺服电机驱动，伺服电机选取松下MINAS A4系列MDMA152P1*型中惯量电机，其功率：1.5KW,额定转矩：7.15N.m,电机惯量JM：0.00123Kg.m2
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
实际取 ，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：
式中：
——工件及工作台质量， 为500kg。
——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：
当电机转速从 =0升至 =144rpm时，其负荷扭矩
1.8.6电机总扭矩：
所选择电机额定扭矩为7.15N.m，大于计算电机总扭矩3倍以上。所选择电机扭矩符合要求。
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：
式中：
F0——导轨静摩擦力，F0=49.4N
L——滚珠螺母至滚珠丝杠固定端支承的最大距离，L=1340mm
则有
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。长度的导程精度为0.024mm。
1.7确定滚珠丝杠副规格代号
X向运动工件及工作台质量估计最大值约1500Kg。
1.8.1外部负荷的转动惯量：
丝杆部分的转动惯量：
外部负荷的负荷转动惯量：
则有：
加在电机上的转动惯量：
1.8.2外部负荷产生的摩擦扭矩：
式中：
——滚珠丝杆副的导程
——未预紧的滚珠丝杆副的效率（2级精度 =0.9）
——外加轴向载荷，含导轨摩擦力，其中含切削力为0
滚珠丝杠副的当量载荷：
滚珠丝杠副的当量转速：
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：
பைடு நூலகம்式中：
——当量转速，
——预期工作时间，测试机床选择15000小时
——负荷系数，平稳无冲击选择 =1
——精度系数，2级精度选择 =1
——可靠性系数，一般选择 =1
1.3.2按滚珠丝杠副的预期运行距离计算：
1.8.3预紧力产生的摩擦扭矩：
式中：
——滚珠丝杆副间的预紧力，
1.8.4支承轴承产生的摩擦扭矩：
选择深沟球轴承，轴承代号：6207，查轴承样本可得摩擦力矩： =0.23N.m。
1.8.5加速度产生的负荷扭矩：
根据设计要求可知：X向工作台运动速度为v=24m/min，对应电机转速 =144rpm，最大加速度为a=40mm/s2,则工作台速度从0升至25mm/s所需时间：
式中：
——预期运行距离，一般选择
1.3.3按滚珠丝杠副的预加最大轴向负载计算：
式中：
——预加负荷系数，轻预载时，选择 =6.7
——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m
重复定位精度
X向运动的重复定位精度要求为0.03mm，则
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：
按照丝杠Ph、d2m、Cam选择SFS6310滚珠丝杆，精度等级2级。丝杆基本导程Ph=10mm，丝杠外Xd=61mm，螺母外径90mm，珠径6.35mm，额定动载荷Ca =48740N＞Cam，额定静载荷Cao=156912N。
1.8电机选择
条件：选择伺服电机驱动，伺服电机选取松下MINAS A4系列MDMA152P1*型中惯量电机，其功率：1.5KW,额定转矩：7.15N.m,电机惯量JM：0.00123Kg.m2