第5章 进给传动系统的设计 F0?0.2?5000?1000N 所以：d2mF0?1000N 1000?800?0.039?24.67mm 2d2m?24.67mm FFZD4010-3 5．确定滚珠丝杠副的规格代号 1）选内循环浮动反向法兰，直筒双螺母垫片预紧形式 ， 2）由计算出的Ph，Cam，d2m 选择丝杠型号FFZD4010-3 ， 6．确定滚珠丝杠副预紧力Fp(N)由表12-1-40式（13）得： 11Fp?Fmax??2720?906.67NF?1000N33，取p Fp?1000N 7．行程补偿值C(?m) 由表12-1-40式（14）得： C?11.8?t?Lu?10?3 (5-7) o式中：?t——温度变化值2~3C； Lu——滚珠丝杠副的有效行程； Lu?行程?（8~14）Ph=550+（8~14）×10?630~690mm o取Lu?660 ，?t=2.5C Lu?660mm ?3所以C?11.8?2.5?660?10?19.5?m 22F?1.95?td?1.95?2.5?34.3?5735.4N t2预拉伸力C?19.5?m Ft?5735.4N 8．确定滚珠丝杠副支承用的轴承型号规格 1）轴承所受的最大轴向载荷FBmax(N) FBmax?Ft?Fmax?5735.4?2720?8755.4N 2）轴承类型 oFBmax?8755.4N 两端固定的支承形式，选择正面接触（DF）7206B 60角接触选7206B型角球轴承。 接触球轴承 22
第5章 进给传动系统的设计 3）轴承内径d(mm) d略小于d2 取d=30mm 4）轴承预紧力FBP(N) FBPd=30mm 11?FBmax??8455.4?2818.47N33 (5-8) FBP?2818.47N 5）按样本选轴承型号规格 预加负荷?FBP 取预加负荷为2900N 9．根据工作图确定丝杠全长（工作图见总装配图） 1）丝杠螺纹长度LS(mm) LS?Lu?2Le (5-9) Le——余量，查表得40mm 则：LS?660?80?740mm 2）两固定端支承距离L1(mm) L1?800 3）丝杠全长L(mm) L?1000 4）行程起点离固定端距离L0(mm) L0?30 10．滚珠丝杠副临界转速ncLS?740mm L1?800 L?1000 L0?30 的计算 由表12-1-40式（16），支承系数f?21.9（表12-1-47）， Lc1?Lc2?L?L?L行程2Lc1?Lc2?675mm800-550?800-?675mm2 (5-10) 则： nc?107fd2Lc22107?21.9?34.3??16487r/min?nmax?1500r/min2675nc?nmax合格 合格。 23
第5章 进给传动系统的设计 11．滚珠丝杠压杆稳定性验算 按表12-1-40式（19）验算抗拉强度， 因最大轴向载荷小于丝杠预拉伸力，丝杠不会受压，不用验算。 ?p?Ft?4?25735.4d2?4?6.21MPa (5-11) ?p?6.21MPa ?34.32远低于钢材许用拉应力强度合格 远低于钢材许用拉应力。 12．系统刚度验算及粒度选择（对两端固定支撑） 1） 滚珠丝杠副的拉压刚度是随螺母在丝杠上的位置而变化的，最大值在端部（螺母至固定支撑距离最小时，即 a?L?L行程2a??800?550 ?125mm2），而螺母处于两支承点中部 时（即L800??400mm22）刚度最小。 由表12-1-40式（21'） Rsmin165d2L660?d2660?34.32????970.6N??m?1a(L?a)L800 (5-12) 165d2L165?34.32?800???1840.5N??m?1a(L?a)125(800?125) (5-13) 222Rsmin?970.6N??m?1 RsmaxRsmax?1840.5N??m?1 2）支承轴承的组合刚度 0dQ?7.144mm??60Z?17轴承样本，钢球数， 由公式RB0?2?2.343dQZ2Famaxsin5?得 RB0?2?2.3437.144?172?5735.4?sin560??839.33N??m?1RB0?839.33 由表12-1-46对两端固定并预紧的轴承 Rb?2RB0?1678.66N??m?1 3）滚珠丝杠副滚珠和滚道的接触刚度 按表12-1-40式（22）： Rb?1678.66 Rnu1Rnu?666.61000?R()?973?()3?666.6N??m?1 0.1Ca0.1?31100 (5-14) 'nuFp1324
第5章 进给传动系统的设计 4）由表12-1-40式（20）可得R的最大和最小值： 1111???RminRsminRbRnu?1111???N??m?1970.61678.66666.6320 (5-15) 11?Rmin320 1111???RmaxRsmaxRbRnu1111????N??m?11840.51678.66666.6379 (5-16) 11 ?Rmax3795）传动系统的最小刚度（空载运转时） 静摩擦力F0?0.2?6000?1000N，重复定位精度即反向差值， 为6?m，则： Rmin?1.6F01.6?1000??267N??m-1反向差值6 (5-17) Rmin?267N??m-1 Rmin?267?320，满足重复定位要求。 6）传动系统的定位误差 ?K?F0(1111?)?1000?(?)?0.486?m?K?0.486?m RminRmax320379 (5-18) 任意300mm内行程变动量对半闭环系统而言 V300p?0.8?定位精度-?K?0.8?6-0.486?4.314?m选丝杠精度等级为3级， V300p?4.314?m?12?m可用 X向丝杠选FFZD4010-3-P3 Y向和Z向也选 FFZD4010-3-P3 V300p?4.314?m?12?m，可用。 13．最终确定滚珠丝杠副的规定代号 FFZD型，d0?40mm，ph?10mm，P类3级精度， 标记为FFZD4010-3-P3 Y向和Z向上滚珠丝杠的选择和校核同上。 型号为FFZD4010-3-P3，具体尺寸见装配图。 25
第5章 进给传动系统的设计 5.4 伺服电机的选择
5.4.1 伺服电机的选型条件
所选伺服电机，应满足下列条件：
1、在所有进给调速范围内（包括快速移动），空载荷进给力矩应小于电动机额定转矩；
2、最大切削力矩小于电机额定转矩； 3、加速时间应符合所希望的时间常数； 4、快速进给频率在希望值以内。
5.4.2 X向伺服电机的选择
1、最高转速的选择
伺服电机最高转速应根据进给系统的快速进给速度丝杠螺距及传动系统的减速比来确定，计算式为：
Nmax?KVIP (5-19)
式中V——表示工作台要求的快速进给速度，取Vm?15mmin I——传动系统减速比,因是直联 i=1 P——丝杠螺距，取P?10mm K——裕度系数(可取1 ~ 1.5) 取K=1.2
KVI1.2?15?1故：Nmax???1800rmin
P0.012、位置反馈编码器的选择
位置反馈编码器的选择应根据机床所需的最小移动单位，丝杠螺距及减速比为参数确定。其计算公式为：
I?式中 I——编码器的分辨率
P——丝杠螺距 i——减速比 故i?1
Pi? (5-20)
?——最小移动单位，??10?5mm
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