?L??L1??L2????PL0EFPL0EF??L0?2?ML02?GJ4C2
?79?10?12332??2740.5?1221?10?847?36.28?82.4?10?112194.4??18.6?10滚珠丝杠长度为1m，则其上共有100/L0个导程，它的导程变形总误差?L'为：
?L?'100L0?L?50ML0(mm/min)??100PEF?GJC
?50?79?12?103.14?82.4?10?105?23??100?2740.521?10?847?44?112194.4??31.4?10六、稳定性验算
机床的进给丝杠通常是受轴向力的压杠，若轴向力过大，将使丝杠失去稳定而产生翘曲。
长压杠失稳时的临界负载Pk可依据材料力学中的欧拉公式计算：
Pk??EJ(?l)22(N)
62式中，E—丝杠材料弹性模量，对钢E?21?10(N/cm)；
l—丝杠工作长度（mm）；
J—载面惯性矩，对实心圆柱J??64d1(mm)；
44?—丝杠轴端系数，由支承条件决定。
经计算，两端装推力轴承的情况下，丝杠不会发生失稳现象。临界负载Pk与工作负载P之比称为稳定性安全系数nk0。如果稳定性安全系数nk大于许用稳定性安全系数（nk），则该压杠安全，不致失稳。
nk?PkP?[nk]
注：一般[nk]?2.5~4，对于水平丝杠，考虑自重影响可取[nk]?4。 3.3.2 滚珠丝杠螺母副支承方式及轴承的选择
滚珠丝杠的支承结构形式可以分为三种类型：“自由”（代号“O”），指的是无支承；“游动”（代号“S”），指的是径向有约束，轴向无约束；“固定”（代号“F”），指的是径向和轴向都有约束。本设计采用两端固定式的支承方式。
1.支承方式两端固定（F—F）式的特点：
①需保持螺母与两支承同轴；
②只要轴承无间隙，丝杠的轴向刚度为一端固的4倍；
③丝杠一般不会受压，无压杆稳定问题，机械系统的固有频率比一端固定的要高；
④要进行预拉伸的丝杠其目标行程应略小于公称行程，减少量等于拉伸量；
⑤适用于对刚度和位移精度要求高的场合。
2. 轴承的选择
由于滚珠丝杠轴承所受载荷主要是轴向载荷，径向除丝杠的自重外，一般无外载荷。因此，对滚珠丝杠轴承的要求是轴向刚度要高。另外，丝杠转速一般不会很高，或高速运转的时间很短，因此发热不是主要问题。数控机床进给系统要求运动灵活，对微小的位移要响应灵敏。因此所用轴承的摩擦力矩要尽量低。 （1） 各类滚动轴承特点比较（如下表2—23所示）：
表2—23几种滚动轴承类型 滚动轴承类型 轴向刚度 轴承安装 预载调整 摩擦力矩 60°接触角推力角接触球轴承 双向推力角接触球轴承 圆锥滚子轴承 滚针和推力滚子组合轴承 深沟球轴承和推力球轴承的组合
大 简单 不需要 小 中 小 特大 大 简单 简单 简单 复杂 不需要 如内圈之间有间隔，则不需要调整 不需要 麻烦 小 大 特大 小
通过上表2—23各种轴承结构特点的比较以及与滚珠丝杠的装配方式和所承受的载荷大小，选取型号为：760304TNI的60°接触角推力角接触球轴承比较合理。
3.3.3 滚珠丝杠与步进电动机的联接
一、连接方式的选择
在数控机床进给传动系统中，驱动电动机与滚珠丝杠的联接是数控机床稳定工作的重要环节之一。目前在直线进给传动系统中，驱动电动机与滚珠丝杠的连接方式主要有联轴器，齿轮和同步带。在CW 6163卧式车床的设计中，滚珠丝杠与步进电动机的连接方式采用联轴器。 1. 联轴器
目前联轴器的类型繁多，有液压式，电磁式和机械式。机械式联轴器是应用最广泛的一种，它借助于机械构件相互间的机械作用力来传递扭矩，大致可将联轴器划分为刚性联轴器和弹性联轴器两大类。本设计采用弹性联轴器中的锥环无键联轴器
2.锥环无键联轴器介绍：
这种联轴器定心性好，承载能力强，传递功率大，转速高，使用寿命长，具有过载保护能力，能在振动和冲击载荷等恶劣条件下连续工作，安装、使用和维护方便，作用于系统中的载荷小，噪音低。 3.锥环无键联轴器工作原理及特点：
该联轴器的工作原理是：当拧紧螺钉时，法兰盘对内外锥环施加轴向力，由于锥环之间的楔紧作用，内外锥环分别产生径向弹性变形（内锥环的外径胀大，外锥环的内径收缩），消除轴与套筒之间的配合间隙，并产生接触压力，通过摩擦传递扭矩，且套筒与轴之间的角度位置可以任意调节。
该联轴器是利用锥环之间的摩擦实现轴与毂之间的无间隙连接而传递扭矩，且可以任意调节两连接件之间的角度位置。通过选择所用锥环的对数，可以传递不同大小的扭矩。采用锥环无键消隙联轴器，可使动力传递没有反向间隙。 二、锥环的设计计算方法
（1）这对锥环传递的扭矩的计算: 锥环与连接套筒接触面的正压力FN为：
FN?FA?F0tan??2?N
式中，FA—轴向力（N）；
F0—为使锥环与轴以及轮毂内壁接触时所加的预压紧力；
?—锥面半角； ?—摩擦系数。
锥环传递的扭矩Tt为：
Tt??FN式中，d—轴径。 （2）选择锥环对数
d2??d(FA?F0)2(tan??2?)N?m
若用n对锥环，则各接触面正压力FN将依次等比递减，所以n对锥环能传递的扭矩Ttn为：
Ttn?Tt?n?1??1
式中，n—锥环对数；
?n—接触面正压力递减的公比，??tan?tan??2?
定义
??1??1为n对锥环扭矩增加系数，将所选对数n，扭矩增加系数，在不同摩
'擦系数时所能传递的扭矩关系列于表2—50，其中，FA?FA?F0为锥环工作时所受的轴向载荷，?取16°40′。
2—50 锥环对数的选择 ??0.12 ??0.15 对数n ??1??1n Ttn ??1??1'n Ttn 1 2 3 4 1 1.555 1.86 2.03 0.111FAd 0.173FAd 0.203FAd 0.223FAd '''1 1.5 1.75 1.875 0.125FAd 0.188FAd 0.215FAd 0.234FAd ''''3.4 CW6163卧式车床步进电动机的选择
3.4.1、步进电动机选用应考虑的几项原则 （1）步距角? 步距角应满足
???mini
式中，i—传动比；
?min—系统对步进电动机所驱动部件的最小转角。
（2）精度
步进电动机的精度可用步距误差或积累误差衡量。积累误差是指转子从任意位置开始，经过任意步后，转子的实际转角与理论转角之差的最大值，所选用的步进电动机应满足， ??m?i[??s]
式中，??m——步进电动机的积累误差；
[??s]——系统对步进电动机驱动部分允许的角度误差。
（3）转矩
为了使步进电动机正常运行（不失步、不越步），正常启动并满足对转速的要求，必须考虑：
①起动力矩：一般起动力矩选取为， Mq?Ml00.3~0.5
式中，Mq—电动机起动力矩； Mjmax—步进电动机的最大静转矩；
Ml0 —电动机静负载力矩。
3—1 步进电动机相数、拍数、起动力矩表 相数 3 3 4 4 5 5 拍数 3 6 4 8 5 10 jmax运行方式 Mq6 6 6 12 /M 0.5 0.866 0.707 0.707 0.809 0.951 0.866 0.866 ②在要求的运行频率范围内，电动机运行力矩应大于电动机的静载力矩与电动机转动惯量引起的惯性钜之和。 （4）起动频率
由于步进电动机的起动频率随着负载力矩和转动惯量的增大而降低，因此，相应负载力矩和转动惯量的极限起动频率应满足：