一、选择条件：
1、工作台质量: m1=60kg 2、工件质量: m2=20kg 3、行程长度: ls=1000mm 4、最大速度: Vmax=1m/s 5、加速时间： t1=0.15s 6、减速时间： t2=0.15s 7、每分钟往返次数：=8min-1 8、无效行程： =0.15mm
9、定位精度： ±0.3mm/1000mm 10、反复定位精度： ±0.1mm
11、最小进给量： s=0.02mm/脉冲 12、希望寿命时间： h=30000h 13、驱动马达转速： r=3000r/min 14、马达惯性扭矩： Jm=1*10-3kg.m2 15、减速机速比： A=1
16、导轨摩擦系数： u=0.003（滚动） 17、无负荷阻力： f=15N 二、选择项目：
滚珠丝杠轴直径: 导程：
螺母型号： 精度：
轴向间隙（预压）： 丝杠支撑方式： 驱动马达：
1、导程精度与轴向间隙（预压）的选择 a、导程精度的选择：
为了得到定位精度±0.3mm/1000mm：±0.3/1000 = ±0.09/300
导程精度必须选择±0.09/300mm以上。根据滚珠丝杠精度等级选择如下:
C7（运行距离误差：±0.05mm/300mm）因精度等级C7既有轧制又有精密，在此首选价格低廉的轧制丝杠。 b、轴向间隙（预压）的选择：
为了满足0.15mm无效行程的要求，必须选择轴向间隙在0.15以下的滚珠丝杠。 2、丝杠轴的选择
a、假定丝杠轴长度：假定螺母全长100mm、丝杠轴末端长度100mm 所以根据行程长度1000mm决定全长如下： 1000+100+100=1200mm b、导程的选择：
驱动马达的额定转速3000r/min、最高速度1m/s时，滚珠丝杠导程如下： 1*1000*60/3000=20mm
因此，必须选择导程20mm或20mm以上的导程。 c、丝杠轴直径的选择：
符合15-66上的（导程精度与轴向间隙（预压）的选择）部分中所规定的要求的
滚珠丝杠型号：
丝杠轴直径为32mm以下的轧制滚珠丝杠；15-66上的（丝杠轴的选择）部分所规定的要求：
导程：20,30,40,60,80（参照15-33上的表17)如下： 丝杠轴直径 导程 15mm 20mm 15mm 30mm 20mm 20mm 20mm 40mm 30mm 60mm
根据15-66上的（丝杠轴的选择），由于丝杠轴长度必须是1200mm，15mm的轴颈太过细长，因此
应选择直径20mm以上的丝杠轴。
由上所述，有三种符合要求的丝杠轴直径和导程的组合： 丝杠轴直径 导程 20mm 20mm 20mm 40mm 30mm 60mm d、丝杠轴支撑方法的选择
因行程是很长的1000mm，最高速度1m/s属高速使用，故丝杠轴的支撑方法可选择固定-支撑或固定-固定
但是固定-固定的方式结构比较复杂，且部件精度和组装精度要求较高 因此滚珠丝杠的支撑方式选用固定-支撑的方式。 三、容许轴向负荷的探讨： 1、最大轴向负荷的计算
导向面的阻力 f=15N（无负荷时） 工作台质量 m1=60kg 工件质量 m2=20kg 导向面上的摩擦系数 u=0.003 最大速度 Vmax=1m/s 重力加速度 g=9.807m/s2 加速时间 t1=0.15s 由此可知，所需数值如下 加速度：
a=Vmax/t1=6.67m/s2 去路加速时
Fa1=u*(m1+m2)*g+f+(m1+m2)*a=550N 去路等速时
Fa2=u*(m1+m2)*g+f=17N 去路减速时
Fa3=u*(m1+m2)*g+f-(m1+m2)*a=-516N 返程加速时
Fa4=-u*(m1+m2)*g-f-(m1+m2)*a=-550N 返程等速时
Fa5=u*(m1+m2)*g-f=-17N 返程减速时
Fa6=-u*(m1+m2)*g-f+(m1+m2)*a=516N 作用在滚珠丝杠上的最大轴向负荷如下所示： Famax=Fa1=550
因此，如果使用20mm导程（最小沟槽谷径17.5mm）没有问题，那么使用直径为30mm的丝杠
也应该符合条件。所以，对于丝杠轴的挫曲载荷和容许压缩拉伸负荷的以下计算，是假定20mm的丝杠 轴直径和20mm的导程。 2、丝杠轴的挫曲载荷
与安装方法相关的系数η2=20（参照A15-34）
为考虑挫曲因素，螺母和轴承间的安装方法按固定-固定方式。 安装间距 ta=1100mm（推算） 丝杠槽沟槽谷径 dt=17.5mm
P1=η2·(d14//ta2/)x104/=20x17.54//11002/x104/=15500N 3、丝杠轴的容许拉伸压缩负荷
P2=116xd12/=116x17.52/=35500N
最大轴向不得大于计算所得的挫曲载荷和容易拉伸压缩负荷。因此，满足这些条件的滚珠丝杠在使用上 没有问题。
四、容许转速的探索 1、最高转速
丝杠轴直径：20mm 导程：20mm 最大速度 Vmax=1m/s 导程 Ph=20mm
Nmax=Vmaxx60x103//Ph=3000min-1/ 丝杠轴直径：20mm 导程：40mm 最大速度 Vmax=1m/s 导程 Ph=40mm
Nmax=Vmaxx60x103//Ph=1500min-1/ 丝杠轴直径：30mm 导程：60mm 最大速度 Vmax=1m/s 导程 Ph=60mm
Nmax=Vmaxx60x103//Ph=3000min-1/ 2、由丝杠轴的危险速度所决定的容许转速
与安装方法相关的系数λ2=15.1（参照A15-36）
为了考虑危险速度，螺母-轴承间的安装方法按固定-支撑。
丝杠轴直径：20mm 导程：20mm和40mm 丝杠轴沟槽谷径 d1=17.5mm
N1=λ2xd1/tb2/x107/=2180min-1/ 丝杠轴直径：20mm 导程：60mm 丝杠轴沟槽谷径 d1=26.4mm
N1=λ2xd1/tb2/x107/=3294min-1/ 3、由DN值所决定的容许转速
丝杠轴直径：20mm 导程：20mm和40mm（大导程滚珠丝杠） 钢球中心直径 D=20.75mm N2=70000/D=3370min-1/
丝杠轴直径：20mm 导程：60mm（大导程滚珠丝杠） 钢球中心直径 D=31.25mm N2=70000/D=2240min-1/
由上述可见，当滚珠丝杠的丝杠轴直径为20mm、导程为20mm时，丝杠轴的最高转速超过了危险转速。
相反，当一组丝杠轴直径为20mm、导程为40mm及另一组丝杠轴直径为30mm、导程为60mm时，
能满足危险速度和DN值。
因此选择丝杠轴直径为20mm、导程为40mm及丝杠直径为30mm、导程为60mm的丝杠。
<螺母型号的选择> 一、螺母型号的选择 使用轧制滚珠丝杠，丝杠轴直径20mm、导程40mm及丝杠轴直径30mm、导程60mm的螺母为大导程轧制滚珠丝杠WTF型，因此可以选择： WTF2040-2
(Ca=5.4KN，Coa=13.6KN) WTF2040-3
(Ca=6.6KN、Coa=17.2KN) WTF3060-2
(Ca=11.8KN，Coa=30.6KN) WTF3060-3
(Ca=14.5KN、Coa=38.9KN) 二、容许轴向负荷的探索
对基本静额定负荷（Coa）最小的WTF2040-2型（Coa=13.6KN）进行容许轴向负荷的探索。
假定此型号用于高速搬运装置以及加速、减速时作用冲击负荷，故静态安全系数（fs）为2.5（参照15-43上的 表18）。
Coa/fs=5440N
与最大轴向负荷550N相比，得出的容许轴向负荷大，因而此型号没有问题。 1、运行距离的计算
最大速度 Vmax=1m/s
加速时间 t1=0.15s 减速时间 t3=0.15s 加速时的运行距离
l1.4=Vmax·t1/2x103/=75mm 等速时的运行距离
l2.5=ls-Vmax·t1+Vmax·t3/2x103/=850mm 减速时的运行距离
l3.6=Vmax·t3/2x103/=75mm
根据以上条件，轴向负荷和运行距离的关系如下表所示。 动作 轴方向负荷Fan（N） 运行距离lN（mm） 去路加速时 550 75
去路等速运动时 17 850 去路减速时 -516 75 返程加速时 -550 75 返程等速运动时 -17 850 返程减速时 516 75
由于负荷方向（表示为正或负）与Fa3、Fa4和Fa5相反，计算两方向的轴向平均负荷。
2、轴向平均负荷
正符号方向的轴向平均负荷
因为负荷方向不同，按Fa3.4.5=ON，来计算轴向平均负荷。 3
Fm1=Fa13/xl1+Fa23/xl2+Fa63/xl6 =225N l1+l2+l3+l4+l5+l6
负符号方向的轴向平均负荷
因为负荷方向不同，按Fa1.2.6=ON，来计算轴向平均负荷。 3
Fm1= |Fa1|3/xl1+|Fa2|3/xl2+|Fa6|3/xl6 =225N l1+l2+l3+l4+l5+l6
因Fm1=Fm2，所以轴向平均负荷为Fm=Fm1=Fm2. 3、额定寿命
负荷系数 fw=1.5（参照A15-44上的 表19） 平均负荷 Fm=225N 额定寿命 L(rev) L=(Ca
`Fm)3/x106/
探讨的型号 动额定负荷 额定寿命