设计计算举例已知条件：机床工作台如图5最大行程：1000mm全行程上定位精度：δg=0.025mm失动量：δs=0.01mm工作台最高速度Vmax=20m/min寿命20000小时（两班工作制10年）电机直联丝杠，最高转速nj=2000r/min初步考虑用滑动导轨，摩擦系数μ=0.1丝杠用固定--固定的安装方式设计计算过程，按18、滚珠丝杠副的设计计算程序（简称18，下同）进行步骤1：列表步骤2：按18备注1，电机直联丝杠I=1Ph≥I*Vmax/nj=20000/2000=10（mm）步骤3：按18备注2：ni=Vi/Ph列表，结果见表15第7行，计算Fi,因导轨用滑动导轨，取μ=0.1计算，结果见表15第8行步骤4：按公式3、公式4及表15nm=2000*10/100+80*80/100+20*10/100=266(mm)步骤5：GeneratedbyFoxitPDFCreator©FoxitSoftwarehttp://www.foxitsoftware.comForevaluationonly.按公式5及表15根据机床定位要求，预选精度等级3级。由表8、表9取fw=1.3fa=1步骤6：用固定--固定安装方式，由表13Lz=Lx+b1+2La+2Le+Ln=Lx+8Ph+2Ph+8Ph+14Ph=1000+30*10=1320mm按12.7.1δm=δs*1/6=10/6=1.67(μm)按公式29步骤7：按18备注3选内循环反向器双螺母垫片预紧，样本P14页GD3210-3-P3Ph=10d2≈24.9Ca=22329满足步骤2、5、6的要求步骤8：按公式31Dn=d0*nmax=30*2000=64000≤70000(满足要求)步骤9:按9.3.2Fp=Fmax/3=2575/3=860(N)≤0.1Ca=0.1*22329=2233N(满足要求)步骤10:按6.1及公式1取Δt=2℃Lu=Lx+2La+Ln=1000+2*10+1400=1160mmC=-δt=-α*Δt*Lu=-12*10-6*2*1160=-0.028(mm)按6.4及公式预拉伸力Ft=α*△t*E*（πd22/4）=(12*10-6)*2*(2.1*105)*（3.14*24.92/4）＝2453N步骤11：（1）选轴承型号因滚珠丝杠副安装方式为：固定--固定，选背对背60°接触轴承（2）确定轴承内径，确定轴承型号规格左端轴承内径应略小于丝杠外径，取φ25，型号规格25TAC62B。内循环滚珠丝杠必须有一端轴承内径小于螺纹底d2。选右端轴承内径φ20。型号规格20TAC47B。步骤12：绘制工作图（绘图过程从略）最大行程：Lx=1000mm余程：Le=40mm安全行程：La=Ph=10mm由样本螺母长度Ln=140mm由结构设计得到b1=85mmb2=15mm罗纹长度：L1=Lx+2La+2Le+140=1240(mm)GeneratedbyFoxitPDFCreator©FoxitSoftwarehttp://www.foxitsoftware.comForevaluationonly.两支轴承间距：Lz=L1+b1=b2=1340(mm)步骤13：由表13及公式30安装方式：固定——固定查表14f=21.9查表13Lc=L5=b+La+Le+Lx+Ln/2=85+10+40+1000+70=1205mmnc=21.9*24.9*107/12052=3740(r/min)≥nmax(符合要求)步骤14：按公式33，丝杠水平安装k1=0.5查表14k2=40,查表13Ly=L5pc=0.5*40*24.94*104/12052=52948(N)≥Fmax(符合要求)步骤15：(1)计算Kn查样本：K=558（N/μm）由步骤3Fp=F3/3=860(N)按公式9Ka=K[Fp/εCa]1/3=558*[860/2602]1/3=386（N/μm）按公式22Kn=0.8Ka=309（N/μm）(2)计算Ksmax,Ksmin由表13，步骤12及步骤13Lz=1340L5=1205按公式20、21Ksmax=6.6*24.92*102/1340=305（N/μm）Ksmin=6.6*24.92*1340*102/[4*1205*（1340-1205）]=842（N/μm）（3）KB查轴承样本25TAC62B的刚性Kb1=1000（N/μm）20TAC47B的刚性Kb2=750（N/μm）按公式24KB=Kb1+Kb2=1750（N/μm）（4）Kf引起的正反向间隙按公式25δx=2F0/(1/Ksmin+1/Kn+1/KB)2*500*（1/305+1/309+1/1750）=7.1（N/μm）≤0.8δs=8（N/μm）（5）Kf引起的定位误差按公式26δd=F0(1/Ksmin-1/Ksmaxs)=500*（1/305-1/842）=1.1(μm)查阅附表1中E2：由Lu=1160,3级精度Vu=19μδd=1.1(μm)≤0.8(δg-Vu)=0.8*(25-19)≈4.8(μm)δg是机床全行程上定位误差，δs是失动量以上数据均符合要求，可选3级精度步骤16参考8及图2确定形位公差（略）步骤17确定货代号GB3210-3-P3步骤18计算扭距（1）理论动态预紧转距Tpo由公式10：3级丝杠η=0.9Tpo=10-3*860*（10/2π）*[（1-0.92）/0.9]≈0.3（Nm）（2）最大动态摩擦力矩查GB/T17587.3-1998验收标准E12得：P3级Tpo=0.3NmΔP=±40%由公式11Tpmax=(1+40%)Tpo=1.4*0.34=0.42（Nm）（3）驱动最大负载所耗的转力矩由表15Fmax=2575按公式9Ta=103*2575*10/(2π*0.9)≈3.67（Nm）（4）支承轴承所需启动扭矩GeneratedbyFoxitPDFCreator©FoxitSoftwarehttp://www.foxitsoftware.comForevaluationonly.由轴承样本得：轴承25TAC62BTb1=0.23Nm轴承20TAC47BTb2=0.14Nm∴TB=0.23+0.14=0.37（Nm）（5）驱动滚珠丝杠副所耗得扭矩TgTg=Tpmax+Ta+TB=0.42+3.67+0.37≈4.46（Nm）（6）电机的额定扭矩TJ简单估算可按Tg=(0.35—0.50)TJ∴TJ≈2.5Tg≈11.2（Nm）注：对传动速度高或电机功率大的传动电机，计算额定扭矩TJ时必须考虑加速时间。详细计算，欢迎咨询。GeneratedbyFoxitPDFCreator©FoxitSoftwarehttp://www.foxitsoftware.comForevaluationonly.
