滚珠丝杆的-选择计算

1、精选优质文档-倾情为你奉上毕业论文原文缩略   一、课题的来源及现实意义  论文目录   一、课题来源及现实意义二、设计任务与总体方案的确定1、设计任务2、总体设计方案的确定三、机械部分XY工作台的设计1、主要设计参数及依据2、XY工作台进给系统受力分析3、XY工作台尺寸确定及各部分重量估算四、滚珠丝杠传动机构的确定1、滚珠丝杠副的确定2、X向Y向丝杆的强度分析3、强度验算4、效率计算五、直线滚动导轨的选型六、步进电机及传动机构的确定1、步进电机的选用2、扭矩及转动惯量的验算3、齿轮传动机构的确定七、步进电机惯性负载的计算八、传动系统刚度的讨论

2、1、根据工作台不出现爬行的条件来确定传动系统的刚度2、根据微量进给的灵敏度来确定传动系统刚度九、消隙方法与预紧1、消隙方法的选用2、预紧电动位移台介绍 电动位移台系统可实现多自由度的自动调整，包括方导轨电动位移台、圆导轨电动位移台、滑动单元电动位移台、V型导轨电动位移台、宽型电动位移台、防尘罩位移台、电动旋转台、X-Y-Z组合位移台，升降台等等，由于具有精度高，速度快，行程长，承载大，使用寿命长，自动化程度高等诸多优点，电动位移台系统越来越广泛的应用于科学实验，激光加工，自动检测，自动计量，自动控制等领域。电动旋转台的关键部件是轴系和蜗轮蜗杆。轴系在电动旋转台中起着定心和定向作用，对电动旋转台

3、的承载、偏摆、寿命等指标起决定作用。电动位移台的品质起决于关键部件包括螺杆、导轨、电机的质量，机体的材质和加工精度以及整机装调工艺水平对电动位移台的品质也有较大影响。螺杆在电动位移台中起着传动作用，对电动位移台的定位精度、重复定位精度、轴向间隙、速度、分辨率等指标起决定作用。一般采用滚珠螺杆、研磨丝杆和梯形丝杆。滚珠螺杆与螺母通过钢球实现滚动传动，通过选择钢球直径或采用双螺母预压，可减少轴向间隙，提高刚性，因此，在传动精度、传动效率、刚性、寿命等方面有很大优势。研磨丝杠和梯形丝杆的螺杆与螺母之间滑动传动，因此，传动效率低，速度慢，轴向间隙不容易消除。研磨丝杠可采用小导轨提高系统分辨率，其制造成

4、本低。梯形丝杠传动力矩大，能实现自锁，做为Z轴使用优势明显。型号滚珠螺杆研磨丝杆梯形丝杆摩擦系数低（0.0010.005）高（0.010.15）高（0.010.15）速度高低底分辨率中高中寿命长短短主要用途长时间高速运行科学实验承载很大的Z轴力图导轨在电动位移台中起着支撑和导向作用，对位移台的承载、运行直线度、行程等指标起决定作用。一般采用交叉滚柱、线性滑块（方导轨）、线性轴承（圆导轨）和滑动单元（带支撑圆导轨）。交叉滚柱导轨对基本加工和配置要求高。对于线性滑块（方导轨）、线性轴承（圆导轨）和滑动单元（带支撑圆导轨）而言，导轨和滑块之间为滚动，摩擦系数小。线性轴承（圆导轨）由于导轨两端支撑，中

5、间悬空，对行程、承载方面影响很大，采用滑动单元（带支撑圆导轨）可有效解决这些问题。线性滑块（方导轨）在钢球与导轨之间采用特殊接触构造，能保证运动轻快、刚性好、寿命长，因此，在导向精度、承载、寿命、行程等方面有很大优势。 型号交叉滚柱导轨线性滑块线性轴承滑动单元摩擦系数小（0.0010.003）小（0.0020.006）小（0.0040.006）小（0.0040.006）刚性高最高低中承载中最高低中行程中长短长主要用途科学实验长时间高速运行科学实验长时间高速运行图电机在电动位移台中起提供驱动力矩作用，对电动位移台系统性能起决定作用。一般采用步进电机、交流伺服电机。步进电机可将电脉冲直接转换成角位

6、移，其力矩的产生基于定子与转子之间的磁阻效应而导致的电磁吸引和排斥作用，具有控制简单，成本低等优点，其缺点是有丢步现象，运行不太平稳，前者可通过加编码器及时检测步进电机的运转与电信号的对应状况，实现半闭环控制来解决，更理想的解决方式是加装光栅尺，实现闭环控制，后者可采用提高步进电机驱动器的细分或调整驱动电流来解决。交流伺服电机具有快速和慢速运行平稳，高速响应等优点，但成本高。我公司电动位移台标准配置为步进电机，也按用户要求可配交流伺服电机。基体的材质和加工精度对电动位移台质量有一定影响。为放腐蚀一般采用不锈钢和铝材。由于不锈钢的热膨胀系数比铝材小，在温度变化不大的场所，做高精度实验，对精度和稳

7、定性要求高可采用不锈钢。但是从材料的热变形的角度看，铝材比不锈钢要有利一些，因此，在环境中有热源的情况下，采用铝材作为基体更适合一些，基体的加工设备和工艺对保证基体加工精度至关重要。整机装调工艺水平对电动位移台质量也有影响。整机装调必须有必配的工装和检测仪器。另外，弹性联轴器用于螺杆与电机的直连，可补偿由于加工、装配引起的螺杆轴端与电机轴之间的位置、角度的偏差。选择弹性联轴器的结构形式、力矩、转动惯量必须与电动位移台的电机、整体结构一起综合考虑。电动位移台的正常使用和保养对于帮正正常运转和精度相当重要。长期超载运行、环境温度过高或过低都会影响电动位移台的精度，严重时会导致电动位移台无法工作。在

8、粉尘较大的场所，必须加装防护罩。必须对螺杆和导轨定期补充润滑脂和润滑油。可根据不同的螺杆、不同的导轨以及工作环境选择不同的润滑脂和润滑油。电动位移台的驱动控制部分对系统也起着关键作用。步进电机驱动器的驱动方式和细分大小决定电动位移台的性能和分辨率。控制系统一般采用可编程程序控制器（PLC）、单片机控制器、运动控制板卡和数控系统（CNC）。控制系统还应有I/O口，用于连接零位光电开关信号、左右限位开关信号和其他信号。单片机控制器一般能做简单的控制，如：直线运动、扫描等，控制频率一般在10KHZ以下，还可通过RS232或USB接口与计算机相连，通过计算机控制电动位移台。运动控制板卡和数控系统（CN

9、C）一般能做多轴联动、圆弧插补，控制频率一般在100KHZ以上，有的可接编码器或光栅尺。滚珠丝杠传动系统说明图 W 工作台重量+工件重量    直径/导程及长度的选择丝杠直径和导程 公称直径(do) 导 程Pho45681012162016       20      25      32    40   50    

10、   63      80       100        磨制丝杠 轧制丝杠丝杠长度 · （精度等级）精度等级   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。允许行程误差标准：C=0C - 行程补偿值(用户在订货时给定，一般取负值来修正使用误差)有效行

11、程 Lu=L1-LeLu- 有效行程(mm) L1- 丝杠螺纹全长(mm) Le-余程 (mm)(见下表) 导程T（mm）2.53456810121620余程 Le10121620243240455060 序号 检验项目 允差 N1 有效行程Lu内的平均行程偏差（本项仅适用于定位滚珠丝杠副） 有效行程 (mm) 精度等级 1 2 3 4 5 7 10 大于至ep(µm)  3156 8 12 16 23 - - 3154007 9 13 18 25 - - 400500 8 10 15 20 27 - - 500630 9 11 16 22 30 - - 6308

12、00 10 13 18 25 35 - - 8001000 11 15 21 29 40 - - 1000125013 18 24 34 46 - - 12501600 15 21 29 40 54 - 16002000 18 25 35 48 65 - - 20002500 22 30 41 57 77 - - 25003150 26 36 50 69 93 - - 31504000 32 45 62 86 115 - - 40005000- 76 110 140 - - 50006300 - 170 - - N2 有效行程Lu 内的平均行程偏差e（本项仅适用于传动滚珠丝杠副）注: 1) 行

13、程补偿值c=02)V300p 见N4 序号 检验项目 允差 N3 有效行程Lu内的行程变动量Vu（本项仅适用于定位滚珠丝杠副） 有效行程 (mm)  (µm)精度等级 大于 至 12345710  315 6 8 12 16 23 - - 3154006 9121825- - 400500 7 9131926- - 500630 7 10142029 - - 630800 8 1116 2231 - - 8001000 9 1217 2434- - 10001250 10 14 19 2739 - - 12501600 11 1622 3144 - - 16002

14、000 13 1825 3651 - - 20002500 15 2129 4159 - - 25003150 17 2434 4969 - - 315004000 21 2941 5882 - - 40005000 - - 49 7099 - - 50006300- - - - 119 - - 注:传动滚珠丝杠副的有效行程Lu 内 行程变动量Vup 一般不检查 序号 检验项目 允差 N4 任意300mm行程内行程变动量 V300(µm)精度等级 1 2 3 4 5 7 10 V300p(µm)6 8 12 16 23 52 210 N5 任意2行程内行程变动量 （本项仅适

15、用于定位滚珠丝杠副） (µm)精度等级 1 2 3 4 5 7 10 V2p(µm)45678-跳动误差序号简图 允差 M1滚珠丝杠外圆直径在长度L5上径向圆跳动误差t5，用以确定以AA' 为基准的直线度误差公称直径d0测量间隔L5精度等级 大于至12345710t5p(m)适于L561280202225283240801225160255031550 100 630100200 1250长径比L1/d0t5maxp(m) 适于L14L5大于至 40 40 45 50 57 64 80 160 406060 67 75 85 96 120 240 6080

16、100 112 125 142 160 200 400 80100160 180 200 225 256 320 640 序号 简图 允差 M2以以AA' 为基准的轴承支轴承颈径向圆跳动误差t6公称直径d0测量间隔 L精度等级 大于至12345710t6p(m)适于L6L620801011121620406320501251214162025508050125200161820263263100125200315-25324080125当L6 > L时，t6at6p×L6/L序号简图允差M3轴颈相对于支承轴的颈向圆跳动误差t7公称直径d0测量间隔 L精度等级 大于至12

17、345710t7p(m)适于l7L620805667812162050125678910162050125200891011122025125200315-1214162532当L7 > L时，t7at7p×L7/L序号简图允差M4滚珠丝杠轴承支承轴颈肩面对AA'的端面跳动误差t8 公称直径d0精度等级 大于至12345710t8p(m)663344556106312545566812125200-66781016序号简图允差M5以AA' 为基准的滚珠螺母安装端面的端面跳动误差t9 （只适用于预紧式滚珠螺母）公称直径d0精度等级 大于至12345710t9p(m

18、)1632101112141620-3263121416182025-63125161820222532-125250202225283240-250500-32364050-序号简图允差M6以AA' 为基准的滚珠螺母外径D1的径向圆跳动误差t9 （只适用于预紧式和旋转的滚珠螺母） 滚珠螺母外径D1精度等级大于至12345710t10p(m)1632101112141620-3263121416182025-63125161820222532-125250202225283240-250500-32364050-序号 简图 允差 M7 以AA' 为基准的矩形滚珠螺母定位面的平行

19、度t11（只适用于预紧式滚珠螺母） 精度等级1 2 3 4 5 7 10 t10p(m)适用于100mm长度16 18 2022 25 32 -预紧    预警是为了消除滚珠丝杠副之轴向间隙和提高刚度，最终是为了达到定位精长驱的需要。预紧的方法有多种，最普遍和最常用的是双螺母结构，见下图：在两个螺母之间配有垫片来达到预紧，还有一种预紧是在单螺和丝杠之间通过控制中径，并调节增大钢直径，从而实现预紧目的，（见下图）常用于承载不大，预紧载荷小的场合。 当最大轴向工作载荷Fmax能确定时：Fao= Fmax/3当最大轴向工作载荷Fmax不能确定时：Fao=Ca

20、Fao - 预警载荷（KN）Fmax - 最大载荷（KN） - 预警系数（见下表）Ca - 额定动载荷（N） 载荷类型轻微载荷轻载荷中载荷重载荷0.020.050.070.1预紧螺母单螺母双螺母双螺母双螺母有预加载荷滚珠丝杠副(无任何外加载荷下，两端无防尘圈)的空载理论动态预警紧转矩Tpo=Kp×Fao×Pho/(2×103)Tpo-理论动态预紧转矩（Nm）Kp-预紧螺母内的摩擦系数（0.10.3）Pho-导程（m.m）Fao-预警载荷（N）动态预警转矩极限偏差 Tpp（表）理论动态预紧转矩Tpo 精度等级 1 2 3 4 5 7 10 大于 至 Lu/d040

21、Tpp (Tpp 的百分数)0.2 0.4 ±35% ±37% ±40% ±45% ±50% - - 0.4 0.6 ±25% ±32% ±40% ±37% ±40% - - 0.6 1.0 ±25% ±27% ±30% ±32% ±35% ±40% - 1.0 2.5 ±20% ±22% ±25% ±27% ±30% ±35% - 2.5 6.3 ±15% 

22、7;17% ±20% ±22% ±25% ±30% - 6.3 1.0 - - ±15% ±17% ±20% ±30% -   40<Lu/d060 Tpp (Tpp 的百分数)0.2 0.4 ±40% ±47% ±50% ±55% ±60% - - 0.4 0.6 ±35% ±36% ±40% ±42% ±45% - - 0.6 1.0 ±30% ±32% ±35% &

23、#177;37% ±40% ±45% - 1.0 2.5 ±25% ±27% ±30% ±32% ±35% ±40% - 2.5 6.3 ±20% ±22% ±25% ±27% ±30% ±35% - 6.3 10.0 - - ±20% ±22% ±25% ±35% - 订货编号磨制丝杠副编号 轧制丝杠副编号 导 程Pho-导程 （mm）Vmax-工作台最大移动速度（mm/min）nmax-电机最大转速（r/min）

24、I- 传动比（），从输出端（马达）至输入端（丝杠）的传动比。临界转速临界转速    临界转速也称危险转速在高速情况下产生共振时所达到的极限转速，此现象会造成产品质量下降，加工机床损坏。 nk = fnk × d2/Ln2 × 107nk - 临界转速（r/min）fnk- 支承系数（见下表）d2 - 丝杠螺纹底径（mm）Ln  - 临界长度（mm）支承方式fnx固定固定27.4固定支承18.9支承支承12.1固定自由4.3允许工作转速    为了使用的安全性nkper 0.8 × nk

25、nkper-允许工作转速（r/min）nk - 临界转速（r/min）容许轴向载荷丝杠理论容许轴向载荷     容许轴向载荷也称危险轴向载荷在轴方向施加的最大拉伸压缩负荷。为了保证丝杠的传动精度，在设计时必须考虑不使丝杠发生变形的轴径尺寸（丝杠螺纹底径）。 Fk = fFk×d24/Lk2×104Fk -丝杠理论容许轴向载荷（N）d2 - 丝杠螺纹底径 （mm）fFk - 支承系数（见下表） Lk - 轴承与螺母间的距离 （mm）支承方式fFx固定固定40.6固定支承20.4支承支承10.2固定自由2.6丝杠工作容许轴向载荷 

26、;  为了使用的安全性，丝杠工作容许轴向载荷应为丝杠理论容许轴向载荷的50%。Fkzul = Fk/2Fkzul- 丝杠工作容许轴向载荷 （N）Fk- 丝杠理论容许轴向载荷 （N）刚度轴向总刚度    滚珠丝杠传动系统的刚度受到所有与其相连的部件(如：轴承、支承、螺母座等)的影响。1/Rtot=1/Rs+1/Rnu+1/RaLRtot-传动系统轴向总刚度（N/m）RaL- 支承轴承刚度（N/m）Rs- 丝杠刚度（N/m）Rnu- 螺母刚度 （N/m）= Fa/Rtot- 轴向弹性变形量 （m）Fa- 轴向负荷 （N）支承刚度 

27、;   支承轴承刚度RaL可从轴承生产厂产品样本中的查出。RaL=Fa/ aLRaL-支承轴承刚度 （N/m）Fa - 轴向负荷 （N）aL - 支承轴承弹性变形量（m）（此数据从轴承生产厂家得出）螺母刚度     在多数情况下，丝杠刚度Rs 远远小于螺母的刚度Rnu，Rnu一般为Rs的3至5倍。a、 无预加载荷的螺母刚度    当检测轴向载荷F等同于额定动载荷Ca的30%时，螺母刚度为系列表中刚度值的80%，若轴向载荷F不同于额定动载荷Ca的30%时，则刚度计算如下：Rnu - 螺母

28、刚度（N/m）R - 系列表中的刚度值（N/m）F - 轴向负荷 （N）Ca - 系列表中的额定动载荷b、有预加载荷的螺母刚度    当检测预紧载荷Fao等同于额定动载荷Ca的10%及轴向载荷F为额定动载荷Ca的30%时，螺母刚度为系列表中刚度值的80%，若预紧载荷Fao不同于额定动载荷Ca的10%时，则刚度计算如下：Rnu - 螺母刚度（N/m）R - 系列表中的刚度值（N/m）Fao - 轴向负荷 （N）Ca - 系列表中的基本动载荷 - 刚度计算系数 =0.1 为垫片式预警、=0.05为增大钢球式预警丝杠刚度   &#

29、160;丝杠刚度Rs取决于安装支承的形式。 1 一端固定支承的滚珠丝杠 Rs1- 丝杠刚度（N/m）d0 -公称直径（mm）Ls1 -轴承与螺母的距离（mm）Dw - 滚珠直径（mm）2 两端固定支承的滚珠丝杠丝杠的最小刚度Rs2min出现在丝杠中点(Ls2=Ls/2) ，其值为： Rs2 - 丝杠刚度（N/m） d0 -公称直径（mm)Ls - 轴承之间的距离 Ls2 - 轴承与螺母的距离 Dw - 滚珠直径（mm)    一般来说丝杠在使用时，1000mm长的丝杠在每上升1oC就有12m的伸长量，因此即使滚珠丝杠的导程经过高精度的加工，也会因温升而产

30、生变形，使定位精度有所误差，除了选择正确的润滑剂及冷却方式外，还应采用以下措施：· 求出行程补偿值C，取负值补正（可在订货时给定）； · 机械高速运转升温，达到稳定状态后使用； · 丝杠安装时施予预拉载荷； · 使用闭环控制的方式定位。 寿命    寿命在运转情况下，达到滚珠丝杠副材料疲劳破坏的回转次数或所需时间。平均转速和平均载荷     在变转速时条件下的平均转速nm = q1/100 × n1 + q2/100 ×n2+ +qn × nnn

31、m - 平均转速（r/min）n - 丝械转速 （r/min）q - 工作时间 （%）    在变载荷和变转速时条件下的平均载荷Fm - 平均载荷（N）nm - 平均转速 （r/min）n - 丝杠转速（r/min）q - 工作时间（%）额定寿命    回转寿命（以回转次数为单位）     回转寿命在额定动载荷及平均转速下，让其运转，其中90%达到106 转（100万次回转）情况下不产生材料的疲劳破坏的滚珠丝杠副的寿命。 L - 回转寿命（以回转次数为单位）Fm - 平均载荷

32、（N）Ca 系列表中的额定动载荷fw 载荷系数（见下表）载荷系数无冲击运动普通运动有冲和振动运运fw1.01.21.21.51.52    时间寿命（以小时为单位）    时间寿命在额定动载荷及平均转速下，让其运转，其中90%达到106转（100万次回转）情况下不产生材料的疲劳破坏的滚珠丝杠副所需时间的寿命。 Lh - 时间寿命（以小时为单位）L - 回转寿命（以回转次数为单位）nm- 平均转速 不同的可靠度，可由下列公式修正。Lm=L × frLhm=Lh × fr可靠系数表 fr 可靠度（%

33、）909596979899fr10.62 0.530.440.330.21 等速驱动转矩 Mt1Mt1=(Mta + Mte + Mtu) × Z1/Z2 (Nm)Mta - 工作载荷（N）Mte - 预加载荷转矩（Nm）Mtu - 支承滑块的摩擦转矩（Nm）Z1 - 齿轮1的齿数Z2 - 齿轮2的齿数由外加载荷而产生的转矩 Mta(Nm)Fa - 工作载荷（N）Pho - 导程 （mm） - 机械效率 （0.9）Fa = F + W × g × F - 丝杠载荷 （N）W - 工作台重量 + 工件重量（kg）g - 重力加速度（9.8m/sec2）- 摩擦系数由

34、预加载荷而产生的转矩 Mte(Nm)Fao - 预紧载荷（N）Pho - 导程（mm）Kp - 预紧螺母内的摩擦系数（0.10.3）    电机的选定，一般来说以平均速度时的 Mt1 不超过电机额定转矩的30%为使用标准。加速驱动转矩 Mt2Mt2 = Mt1 + Jm × （Nm）Jm - 电机所负的总惯性矩 - 电机之角加速度（rad/sec2）电机所负荷的总惯性矩 Jm （kg.m2）Jz1 - 齿轮1的惯性矩 （kg.m2）Jz2 - 齿轮2的惯性矩 （kg.m2）JD - 电机惯性矩 （kg.m2）Js - 滚珠丝杠惯性矩 （kg.m

35、2）Pho - 导程（mm）W - 工作台重量+工件重量（kg）Z1 - 齿轮1的齿数Z2 - 齿轮2的齿数圆柱物体（滚珠丝杠、齿轮等）的惯性矩计算公式(kg/cm2) - 材料单位体积的重量（钢材=7.8×10-3 kg/cm3）L - 圆柱物体长度（cm）D - 圆柱物体直径 （cm）计算举例选取的滚珠丝杠转动系统为： 磨制丝杠(右旋)轴承到螺母间距离(临界长度) ln = 1200mm固定端轴承到螺母间距离 Lk = 1200mm设计后丝杠总长 = 1600mm最大行程 = 1200mm工作台最高移动速度 Vman = 14（m/min）寿命定为 Lh = 24000工作小时。

36、= 0.1 （摩擦系数）电机最高转速 nmax = 1800 （r/min）定位精度：  最大行程内行程误差 = 0.035mm  300mm行程内行程误差 = 0.02mm  失位量 = 0.045mm 支承方式为(固定支承)W = 1241kg+800kg （工作台重量+工件重量） g=9.8m/sec2(重力加速度)I=1 (电机至丝杠的传动比)Fw=×W ×g = 0.1×2041×9.8 2000 N(摩擦阻力) 运转方式轴向载荷Fa=F+Fw （N）进给速度(mm/min) 工作时间

37、比例无切削F1=2000V1=14000q1=15轻切削F2=4000V2=1000q2=25普通切削F3=7000V3=600q3=50重切削F4=11000V4=120q4=10Fa - 轴向载荷 （N） F - 切削阻力 （N） Fw - 摩擦阻力 （N）从已知条件得丝杠编号：    此设计丝杠副对刚度及失位都有所要求，所以螺母选形为：FDG（法兰式双螺磨制丝杠）    从定位精度得出精度精度不得小于P5级丝杠    FDG_-_X_R-_-P5-1600X_计算选定编

38、号 导程 平均转速 平均载荷  时间寿命与回转寿命=24000×266×60=转次    额定动载荷    以普通运动时确定fw取 1.4得：额定动载荷 Ca39673N以Ca值从FDG系列表及（） 中查出适合的类型为：公称直径： d0=40mm 丝杠底径： d0=33.9mm 导程：Pho=10mm 循环圈数：4.5额定动载荷为：48244N。丝杠编号： FDG 40 × 10R - P5 - 4.5 - 1600 × _   

39、60;预紧载荷Fao = Fmax/3=11000/3 3666 N    丝杠螺纹长度Lu=L1-2Le L1=Lu+2Le=1200+2×40=1280mm丝杠螺纹长度不得小于1280mm加上螺母总长一半84mm(从系列表中查出螺母总长168mm)。得丝杠螺纹长度 1364m。在此取丝杠螺纹长度 L1=1400mm则轴承之间的距离Ls=1400mm丝杠编号： FDG - 10R - P5 - 4.5 - 1600 × 1400丝杠公称直径公称直径由允许工作转速与工作容许轴向载荷来推算得出。临界转速及允许工作转速：nkper0.8&

40、#215;nk nk nkper/0.8以安装形式确定fnk 取18.9。可知丝杠螺母底径大于ø 13.7    当Pho=10(mm)、最高转速达到1400（r/min） 时，系列表中适合的公称直径d032mm 。    上述由额定动载荷Ca 求得的公称直径 d0=40mm>32 ，满足条件，否则公称直径还应加大。丝杠编号： FDG 40 × 10R P5 - 4.5 - 1600 × 1400滚珠丝杠传动系统刚度    初始条件：失位量

41、 = 0.045mm。    滚珠丝杠系统之间各元部件（丝杠、螺母、支承轴承），在此设为：0.04mm。此时滚珠丝杠系统各元部件单边弹性变形量为：0.02mm。 此时为无切削运动时的轴向载荷2000N。    丝杠刚度    当Ls1=Lk，Rs 为最小，一般情况下计算最小刚度值。 = Fa/Rs =2000/17611.4m     螺母刚度    在此预紧载荷为额定动载荷的10%，螺母刚度从表

42、中查出 R=2128N/m    从表中查出额定动载荷Ca=48244N,在此取0.1nu=Fa/Rnu=2000/1554 1.3m    支承刚度    支承轴承刚度RaL可从轴承生产厂产品样本中的查出。在此RaL=1020N/mRaL=Fa/aLaL=Fa/RaL= 2000/1020 2m    轴向总刚度1/Rtot = 1/Rs + 1/Rnu + 1/RaL=1/176 + 1/1554 + 1/10201/138 Rto

43、t137 N/m        总弹性变形量(单边)tot = s + nu + aL=11.4+1.3+2=14.7m 20m，合格。    从丝杠轴向总刚度的问题上来讲，丝杠的刚度有时比螺母的刚度重要，最佳提升刚性的方法是提高丝杠的刚度，而不是在螺母上施加太重的预紧载荷(预紧载荷最高为额定动载荷的10%)，如果将丝杠的安装方式改为（固定-固定）式，轴向总刚度的最小刚度Rtot305N/m 、总弹性变形量(单边)s=6.7m 。电机的选定   

44、 驱动转矩     Fa为无切削轴向载荷2000N。    Fa为轻切削轴向载荷4000N。    Fa为普通切削轴向载荷7000N。    Fa为重切削轴向载荷11000N。    由预加载荷而产生的转矩    在此 Kp 取 0.18    在精确设计中要考虑各方面的转矩(如：加速度时之负载转矩及马达所负

45、荷的总惯性矩等)。 I = 1 （电机至丝杠的传动比）    平均速度时最大驱动转矩Mt1=Mta+Mte=19.5+1.421Nm在此马达转速最高设计为1500r/min    电机的选定时，一般来说以平均速度时的 Mt1 在电机额定转矩的30%以内情况下使用。检校    丝杠理论容许轴向载荷    以安装形式确定fFk 取20.4Fk=fFk × d24/Lk2 ×104 =20.4×33.92/1200×104 N    丝杠工作容许轴向载荷Fkzul = Fk/2 =/293549N最大轴向载荷小于丝杠工作容许轴向载荷，合格。    临界转速     以安装形式确定取18.9nk=fnk× d2/Ln2 ×107 =18.9×33.9/12002×1074449 r/min&