江西科技学院本科生毕业论文（设计）
2.3.2 横向滚珠丝杠螺母副的计算及选型
1）计算进给轴向力
Fm?KFy'?f'(Fz'?2Fx'?G)
按横向进给为燕尾形导轨：
式中 K—考虑颠覆力矩影响的实验系数，燕尾形导轨取K?1.4；
'f'—滑动导轨摩擦系数：f'=0.2；
G'—溜板及刀架重力，G'=550N。
''''''则:Fm?KFy?f(FZ?2Fx?G)
?1.4?1498?0.2?(4087.5?2?1021.875?550)
?3615.3(N)
2）计算最大动负载Q
Q?3LfwFm L?60?n?T/106
'n?1000?vs?0.5L0
式中 L0 为丝杠的基本导程，初选L0?5mm
vs 最大切削力条件下的进给速度，可取最大进给速度的1/2～1/3，此处vs=0.3m/min；
T 使用寿命，按15000h；
f? 运转系数，按一般运转取1.2～1.5； f?初选1.2
n 为丝杠转速n?1000?vs?0.5L0；
L 为丝杠寿命，以106转为1单位；
n?L?1000vs1000?0.3?0.5??30 L0560nT60?30?15000??27 106106
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'Q?3LfwFm?327?1.2?3615.3?13015.1(N)
C?1302.1kgf
3）滚珠丝杠副的选型 横向滚珠丝杠副几何参数：
表2.2 W1L3506滚珠丝杠几何参数
螺 纹 滚 道 偏心距 螺旋升角 螺 杆 螺杆内径 螺杆接触直径 螺 母 螺母螺纹直径 螺母内径 螺杆外径 e 名 称 公称直径 导程 接触角 钢球直径（mm） 滚道法面半径 符号 计算公式 W1L3506 35 6 d0 L0 ? dp 4?33' 3.969 2.064 0.056 R R?0.52dq e?(R?dq/2)sin? ? d ??arctgL0 ?d03?7? 34 d?d0?(0.20.5)dq d1 dz D d1?d0?2e?2R 30.984 31.042 39.016 35794 dz?d0?dqcos? D?d0?2e?2R D1 D1?d0?(0.20.5)dq
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初选滚珠丝杠副的尺寸规格，相应的额定动载荷不得小于最大动载荷C；查阅《数控设计》指导书得到：采用W1L3506型外循环螺纹预紧滚珠丝杠副，1列2.5圈，额定动载荷15400N，精度等级为1级。 4）传动效率计算
??tg?
tg(???)式中?为W1L3506的螺旋升角，??3?7?；
?为摩擦角取10'滚动摩擦系数0.003～0.004；
tan?tan3?7'????0.951
tan(???)tan(3?7'?10')5）横向滚珠丝杠刚度验算
a: 画出横向进给滚珠丝杠的支撑方式图2.2，根据最大轴向力
'Fm?3615.3N，支撑间距 L=750mm。因丝杠长度较短，不需预紧，螺母及轴承预
紧。
图2.2 横向进给滚珠丝杠的支撑方式
b: 丝杠的拉深或压缩变形?1(mm)
' 已知Fm?3330.7N，D=35mm，L0=5mm，d1?D?2e?2R?30.984，
E?20.6?104N/mm2
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'式中 ?L 是在工作载Fm作用下引起每一导程的变化量；
N 工作负载，即进给牵引力； L0 滚珠丝杠的导程；
E 材料弹性摸数，对钢E?20.6?104；F滚珠丝杠截面积（按内径确
定）；“+”用于拉深，“?”用于压缩；
A?(d1230.9842)???()???753.6mm2 22滚珠丝杠总长度上的拉深或压缩变形量
'FmL03615.3?5?L???1.16?10?4mm 4EA20.6?10?753.61?L11.16?10?4?1???L???750?4.35?10?3mm
4L045c: 滚珠与螺纹滚道间的接触变形?2(mm) 由dp=3.969mm，Fm?3330.7N?333kgf
承载滚珠数量Z??'??353.9693?2.5?1?69.2(个)
383?3.7?10?3mm
?2?0.0013d: 定位误差：
Fm2dp?Fp?Z??0.0013?33.969?111?69.22根据经验公式得：
?3??1??20.94.35?10?3?3.7?10?3??0.0094mm?0.025mm
0.9滚珠丝杠允许的误差为0.025(mm)；所选丝杠合格。
6）压杆稳定性校
滚珠丝杠两端面推理轴承不会产生失稳现象故不需作稳定性校核。 2.4 轮进给齿轮箱传动比计算
2.4.1 纵向进给齿轮箱传动比及齿轮几何参数
纵向进给脉冲当量?p?0.01；滚珠丝杠导程L0?6mm；初选步进电机步距
?b?0.75?；
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可得：i?360?p/(?bL0)?360?0.01/(0.75?6)?0.8
可选齿数为：
i?Z2Z1?2025或3240； Z1取40 Z2取32
表2.3 传动齿轮几何参数
齿数
齿宽 中心距 (610)m A?(d1?d2)/2 32 64 40 80 20 40 25 50 分度圆 d?mz d0?d?2m 齿顶圆 齿根圆 68 84 75 44 35 54 45 df?d?2?1.25m59 20 20 20 20 72 45 2.4.2 横向进给齿轮箱传动比计算
横向进给脉冲当量?p?0.005；滚珠丝杠导程L0?5mm；初选步进电机步距角
?b?0.75?；可得：
i?可选齿数为：
i?Z2Z4432024????? Z1Z3552540360?p?bL0?360?0.005?0.48
0.75?5
因进给运动齿轮受力不大，模数取2
Z1?25,Z2?20,Z3?40,Z4?24
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