内蒙古工业大学课程设计说明书
G J1 J M L 图2-1 X向进给系统计算简图
滚珠丝杠副的轴向变行会影响进给系统的定位精度及运动的平稳性，因此应考虑以下引起轴向变形的因素： （1）丝杠的拉伸或压缩变形量?1
?1?式中
FmFm?a E?S ---丝杠的最大工作载荷，单位为N；
a ---丝杠两端支撑间的距离，单位为mm；
5 E ---丝杠材料的弹性模量，钢的E?2.1?10MPa；
S ---丝杠按底径d2确定的截面积，单位为mm；
2 M ---转矩，单位为N.mm；
44 I ---丝杠按底径d2确定的截面惯性矩（I??d264），单位为mm。
将数据S???d22??3.14??16.22??206mm2，a?700mm带入式中，计算
22得?1?0.0108mm。
（2）滚珠与螺纹滚道间的接触变形量?2
Fm有预紧时 ?2?0.0013 2310DWFYJZ?10 式中 DW ---滚珠直径，单位为mm；
Z? ---滚珠总数量，Z??Z?圈数?列数；
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Z ---单圈滚珠数，Z???d0DW??3 FYJ ---预紧力，单位为N。
当滚珠丝杠副有预紧力，且预紧力达轴向工作载荷的13时，?2值可减少一半左右。
将公称直径d0?20mm，滚珠直径DW?3.175mm，代入Z???d0DW??3，得单圈滚珠数17，代入Z??Z?圈数?列数，得滚珠数总量51，预紧力FYJ=223.3N，
Fm丝杠的最大工作载荷Fm=670N，代入?2?0.0013，计算得2310DWFYJZ?10?2?0.0015mm。
（3）?总??1??2，计算得?总?12.3?m
4级精度滚珠丝杠有效行程250mm在≤315mm时，行程偏差允许达到16?m，所以X向丝杠刚度足够。
2.2.2 Y向进给丝杠
1、计算进给牵引
计算公式为：
Fm?KFy??(Fx?FZ?G)
式中 FX、Fy、FZ、---切削分力（N）；500N,600N,700N.
；G=800N G ---移动部件上的重量（N）
? ---导轨上的摩擦因数，随导轨型式而不同；?=0.005 K ---考虑颠覆力矩影响系数；K=1.1
Fm?KFy??(Fx?Fz?G)?1.1?600?0.005?(500?700?800)?670N 2、计算最大动载荷FQ
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选用滚珠丝杠副的直径d0时，必须保证在一定轴向载荷作用下，丝杠在回转100万转（106转）后，在它的滚道上不产生点蚀现象。这个轴向负载的最大值即称为该滚珠丝杠能承受的最大动负载FQ，用下式计算选择： FQ?FmfwfHL0L0?1/3
60?n?T 106 n?1000vsPh
式中 L0---寿命，以106转为一单位 fH---硬度系数，取fH=1
fw---为运转系数；有一般运转时 fw=1.2-1.5 取1.2 n---丝杠转速，?r/min?，用下式计算
vs---为最大切削力条件下的进给速度?m/min?， Ph---丝杠导程，?mm?；
T---为使用寿命，?h?，对于数控机床取T?15000h；
初选导程Ph=5mm，由任务书可知最大切削力下的速度v?0.6m/min，则,代入公式可计算得 vs?0.6m/min n?1000vs1000?0.6??120r/min Ph560?n?T60?120?15000??108 106106 L0?
FQ?3L0fWfHFm?3108?1.2?1?670?3828.81N 3、滚珠丝杠螺母副的选型
根据导程和额定载荷来选择螺母副。应使其额定动载荷Ca?FQ，选取济宁博特精密丝杠制造有限公司生产的G系列2005-3滚珠丝杠副。（同X方向选型）
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4、传动效率计算
滚珠丝杠螺母副的传动效率?：
??式中 ?---丝杠螺旋升角；
?---摩擦角，滚珠丝杠的滚动摩擦系数f?0.003~0.004，其摩擦角约等于10'。
计算结果同X方向一致，??96.5%。 5、刚度的验算
计算过程同X方向一致，?1?0.0109mm，?2?0.0016mm，?总??1??2?11.6?m
4级精度滚珠丝杠有效行程250mm在≤315mm时，行程偏差允许达到16?m，所以Y向丝杠刚度足够。 6、压杆稳定性校核
2 FK?fk?EI≥FM
Ka2tg?
tg?????单推-单推方式，故fK?1,I??d2464?3380.88mm4
1?3.142?2.1?105?3380.88FK??12416≥FM 23?430故丝杠不会失稳
2.3 滚动导轨的计算与选择
目前，滚动导轨在数控机床上应用非常广泛，因为其摩擦系数f=0.0025~0.005；动、静摩擦系数很接近，几乎不受运动速度的变化的影响，运动轻便、灵活，所需驱动功率小，摩擦发热小，磨损小，精度保持性好；低度运动时不易出现爬行现象，因而定位精度高，所以选用滚动导轨。
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2.3.1 滚动导轨副的额定寿命
1、滑块承受工作载荷Fmax的计算及导轨型号的选取
工作载荷是影响直线滚动导轨副使用寿命的重要因素。本例中的X-Y工作台为水平布置，采用双导轨、四滑块的支承形式。考虑在最不利的情况，即垂直于台面的工作载荷全部由一个滑块承担，则单滑块所受的最大垂直方向载荷为：
Fmax?G?FZ 4 其中，移动部件重量G?800N，外加载荷FZ?700N,代入式中，得最大工作载荷Fmax?0.9KN。
根据工作载荷Fmax?0.9KN，初选直线滚动导轨副的型号为JSA-LG 15 。
表2-3直线导轨副参数
装配组合尺寸 H 24 W B H1 15 I 20 导轨尺寸 F 60 L0 max dxDxh1 1500 滑块尺寸 B1 K 19.4 15.5 16 4.7x7.5x5.3 47 滑块尺寸 T 7 任务书规定工作台面尺寸为400×320，工作台移动行程为250×200，考虑工作行程应留有一定余量，故选取导轨长度为700mm。 2、距离额定寿命L的计算
滚动体为球时，其计算公式如下：
T1 11 C1 4.5 C2 38 L1 65 L2 40.5 L3 30 Φ 6
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