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，此处为：vs——最大切削力下的进给速度，可取最高进给速度的（12?13）
vs=0.8m/min
T——使用寿命，按16000h；
fw——运转系数，查表3.3知，一般取fw=1.2?1.5，本设计取fw=1.3 L——寿命，以106转为一个单位
表3.3 运转系数表
运转状态 无冲击运转 一般运转 有冲击运转
运转系数 1.0 ?1.2 1.2?1.5 1.5?2.5
n=
1000?vs1000?0.8==100(r/min) （3.2.14）
8L060?n?T60?100?16000==96 （3.2.15）
1061063L=
C=3L?fw?Fm=396?1.3?2.09?10=26621(N ) （3.2.16）
3）滚珠丝杠螺母副的选型
查阅《滚珠丝杠选型手册》，本设计的纵向滚珠丝杠可选用W1L型型号为
W1L4508外循环螺纹调整预紧的双螺母滚珠丝杠副，3.5圈1列其额定负载为2770kg?f,精度等级选4级。其具体参数值，见表3.4
表3.4 W1L4508型滚珠丝杠的具体参数
名义直径/mm
45
螺距 /mm
8
3?14'
螺纹升角 滚道半径
/mm 2.477
丝杠外径/mm
44
额定动载2770
滚珠直径4.763
荷/kg?f /mm
4)传动效率的计算
η?tanλ （3.2.17） tan(λ?φ)式中:
λ——螺纹升角，W1L4508的螺纹升角λ=3?14'
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'''φ——摩擦角取2.4，贴塑滑动导轨的摩擦系数为f=0.03?0.05，取f=0.04
η?tanλtan3?4'=98.71% （3.2.18） ?tan(λ?φ)tan(3?4'?2.4')5)刚度校验
纵向进给丝杠支撑方式草图如图3.2所示。最大牵引力为2.09kN,,支撑间距为1500mm丝杠螺母及轴承，滚珠丝杠采用一固定一端支撑的安装方式。
图3.2纵向进给丝杠支撑方式草图
a..丝杠拉伸或压缩变形量为δ1，查《机电专业课程设计指导书》P29图3-6，根据
δFm=2.09kN，D0=45mm，查得1δ=2.9?10?5mm
0δ δ1=1δ?L=2.9?10?5?1500=4.35?10?2 （3.2.19）
0b.滚珠丝杠与螺纹滚道间接触变形δ2
查《机电专业课程设计指导书》P30图3-8W系列3.5圈1列丝杠副滚珠和螺纹滚道的接触变形图得，3.5圈1列丝杠副滚珠和螺纹滚道的接触变形量δQc：δQ=6.5μm
根据以上计算：
?2?3?3 δ=δ1+δQ=4.35?10+6.5?10=5.0?10mm<定位精度 （3.2.20）
（1） 横向进给丝杠
滚珠丝杠的基本导程L0=4mm；行程S=200mm；最大进给速度Vmax=1.0m/min. 1）计算进给率引力Fm（N）
横向进给量为纵向进给量的1?1，本设计取1，即，横向的切削力为纵向
322切削力的1。
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1' Fm ?Fm=2.09/2=1.045(kN) （3.2.21）
2
2）计算最大动载荷C
C=3LfwFm （3.2.22）
L=60?n?T106 （3.2.23）
n=1000?vs （3.2.24）
L0L0——滚珠丝杠导程，初选为L0=4mm
，此处为：vs——最大切削力下的进给速度，可取最高进给速度的（12?13）
vs=0.4m/min
T——使用寿命，按16000h；
fw——运转系数，查表3.3知，一般取fw=1.2?1.5，本设计取fw=1.3 L——寿命，以106转为一个单位
表3.5 运转系数表
运转状态 无冲击运转 一般运转 有冲击运转
运转系数 1.0 ?1.2 1.2?1.5 1.5?2.5
n=
1000?vs1000?0.4==66.67(r/min) （3.2.25）
6L060?n?T60?66.67?16000==64 （3.2.26） 6610101C=3L?fw?Fm=364?1.3?2.09?103?=15434(N) （3.2.27）
23）滚珠丝杠螺母副的选型
L=
查阅《滚珠丝杠选型手册》，本设计的横向滚珠丝杠可选用W1L型型号为
W1L4006外循环螺纹调整预紧的双螺母滚珠丝杠副，2.5圈1列其额定负载为2770kg?f,精度等级选4级。其具体参数值，见表3.4
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表3.4W1L4508型滚珠丝杠的具体参数
名义直径/mm
40 螺距 /mm
6 螺纹升角 滚道半径
/mm
丝杠外径/mm
39 额定动载1640 滚珠直径
荷/kg?f /mm
3.969 2?44'
2.064
4)传动效率的计算
η?tanλ （3.2.28）
tan(λ?φ)式中:
λ——螺纹升角，W1L4508的螺纹升角λ=3?39'
'''φ——摩擦角取2.4，贴塑滑动导轨的摩擦系数为f=0.03?0.05，取f=0.04
tanλtan3?39'η??=98.91%tan(λ?φ)tan(3?39'?2.4') （3.2.29）
5)刚度校验
纵向进给丝杠支撑方式草图如图3.3所示。最大牵引力为2.09kN,,支撑间距为500mm丝杠螺母及轴承，滚珠丝杠采用一端固定一端支撑的安装方式。
图3.3横向进给丝杠支撑方式草图
a..丝杠拉伸或压缩变形量为δ1
查《机电专业课程设计指导书》P29图3-6，根据Fm=1.045kN，D0=20mm，查得
δ1δ0=1.1?10mm
?6δ1=
δl
?L=1.1?10?6?500=5.5?10?3 （3.2.30） L0
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b.滚珠丝杠与螺纹滚道间接触变形δ2
查《机电专业课程设计指导书》P30图3-8W系列3.5圈1列丝杠副滚珠和螺纹滚道的接触变形图得，3.5圈1列丝杠副滚珠和螺纹滚道的接触变形量δQc：δQ=3.2μm
根据以上计算：
δ=δ1+δQ=5.5?10?3+3.2?10?3=8.7?10?3mm<定位精度 （3.2.31）
3.2.4伺服电机的计算与选型以及减速传动比的选择
（1）纵向伺服电机的计算与选型以及减速传动比的选择
a）电机的最高转速
电动机首先应根据机床的快速行程速度来确定，快速行程时，电动机的转速应严格控制在电机的额定转速之内。
n?Vmax?u ?103?nnom （3.2.32）
ph式中：nnom——是伺服电机的额定转速（r/min）； n——为快速行程时的电机转速（r/min）； Vmax——为直线运行的速度（m/min）； u——为系统的传动比，即u= Ph——是丝杠的导程（mm）
n?n机n杠
2?uVmax?u ?103?3000r/min （3.2.32）?103=8ph因此：u?12 所以，取u=10
b）计算纵向输出轴受的最大扭矩Mmax：
Mmax?Fm/2?Dm/2?1.045?0.4?2?0.209=0.508(kN?m) （3.2.33）
因：
u=
n机n杠 （3.2.34）
故，伺服电机最大扭矩：
Mm?0.508?1000?20?20.45N?m （3.2.35）
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