滾珠絲杠副參數(shù)計算與選用1、計算步驟2、確定滾珠絲杠導程Ph根據(jù)工作臺最高移動速度Vmax , 電機最高轉(zhuǎn)速nmax, 傳動比等確定Ph按下式計算，取較大圓整值Ph=(電機與滾珠絲杠副直聯(lián)時，i=1) 3、滾珠絲杠副載荷及轉(zhuǎn)速計算這里的載荷及轉(zhuǎn)速，是指滾珠絲杠的當量載荷Fm與當量轉(zhuǎn)速nm滾珠絲杠副在n1、n2、n3······nn轉(zhuǎn)速下，各轉(zhuǎn)速工作時間占總時間的百分比t1%、t2%、t3%······tn%，所受載荷分別是F1、F2、F3······Fn當負荷與轉(zhuǎn)速接近正比變化時，各種轉(zhuǎn)速使用機會均等，可按下列公式計算：(nmax: 最大轉(zhuǎn)速，nmin: 最小轉(zhuǎn)速，F(xiàn)max: 最大載荷（切削時），F(xiàn)min: 最小載荷（空載時）4、確定預(yù)期額定動載荷①按滾珠絲杠副預(yù)期工作時間Ln（小時）計算：②按滾珠絲杠副預(yù)期運行距離Ls（千米）計算：③有預(yù)加負荷的滾珠絲杠副還需按最大軸向負荷Fmax計算：Cam=feFmax(N)式中：Ln-預(yù)期工作時間（小時，見表5)Ls-預(yù)期運行距離(km),一般取250kmfa-精度系數(shù)根據(jù)初定的精度等級（見表6)選fc-可靠性系數(shù)一般情況fc=1在重要場合，要求一組同樣的滾珠絲杠副在同樣條件下使用壽命超過希望壽命的90％以上時fc見表7選fw-負荷系數(shù)。

根據(jù)負荷性質(zhì)（見表8）選fe-預(yù)加負荷系數(shù)見表9)表－5 各類機械預(yù)期工作時間Ln表－6 精度系數(shù)fa機械類型Ln(小時）普通機械5000～10000普通機床10000～20000數(shù)控機床20000精密機床20000測示機械15000航空機械1000精度等級1.2.34.5710fa1.00.90.80.7表－7 可靠性系數(shù)fc可靠性%909596979899fc10.620.530.440.330.21 表－8 負荷性質(zhì)系數(shù)fw 負荷性質(zhì)無沖擊(很平穩(wěn)）輕微沖擊伴有沖擊或振動fw1～1.21.2～1.51.5～2 表－9 預(yù)加負荷系數(shù)fe 預(yù)加負荷類型輕預(yù)載中預(yù)載重預(yù)載fe6.74.53.4 以上三種計算結(jié)果中，取較大值為滾珠絲杠副的Camm5、按精度要求確定允許的滾珠絲杠最小螺紋底d2ma.滾珠絲杠副安裝方式為一端固定，一端自由或游動時（見圖-5）式中：E-楊氏彈性模量21×105N/mm2dm-估算的滾珠絲杠最大允許軸向變形量（mm）Fo-導軌靜摩擦力（N)Fo＝mow(mo為靜摩擦系數(shù)）L-滾珠螺母至滾珠絲杠固定端支承的最大距離（mm)L≈行程＋安全行程＋余程＋螺母長度一半＋支承長度的一半≈行程＋(2～4)Ph+4Ph+(4～6)Ph+(1/20～1/10)行程≈(1.05～1.1)行程＋(10～14)Phb.滾珠絲杠副安裝為兩端支承或兩端固定（見圖-5)式中：L-兩個固定支承之間的距離（mm)L≈行程＋安全行程＋兩個余程＋螺母長度＋一支承長度≈(1.1～1.2)行程＋(10～14)Ph其中重復定位精度或定位精度，上述兩種方法估算出的小值為為系統(tǒng)剛性最小處剛度值，見下文12、13項計算)滾珠絲杠副公稱中徑dom≈d2m+Dw（鋼球直徑）圖－5一端固定，一端自由G-Z一端固定，一端游動G-Y二端支承J-J二端固定G-G 6、確定滾珠絲杠副規(guī)格代號按照計算出的Ph,Cam及傳動方式，使用情況，可在樣本中先查出對應(yīng)的滾珠絲杠公稱直徑do，應(yīng)注意do≥dom, Ca≥Cam，但不宜過大，否則會使?jié)L珠絲杠副轉(zhuǎn)動慣量偏大，結(jié)構(gòu)尺寸也偏大。

接著確定循環(huán)圈數(shù)，滾珠螺母規(guī)格代號及相關(guān)的安裝連接尺寸 7、確定預(yù)緊滾珠絲杠副預(yù)緊力Fp當選擇預(yù)緊螺母型式的滾珠絲杠副時需確定預(yù)緊力Fp當最大軸向工作載荷Fmax能確定時Fp=1/3 Fmax當最大軸向工作載荷不能確定時Fp=ξCa其中ξ值按表10選擇，Ca是額定動載荷，可在樣本上查到表－10預(yù)加負荷類型輕載荷中載荷重載荷ξ0.050.0750.1 8、計算行程補償值C和預(yù)拉伸力F1考慮到絲杠運轉(zhuǎn)過程中溫升對絲杠副導程精度的影響，在精級要求較高的場合，應(yīng)對滾珠絲杠副適當?shù)念A(yù)拉伸對預(yù)拉伸的滾珠絲杠副規(guī)定目標行程值C,并計算預(yù)拉伸力式中：C-行程補償值（mm)Dt-溫度變化值2℃～3℃a-絲桿的線膨脹系數(shù)11.8×10-6度Lu-滾珠絲杠副的有效行程（mm)Lu≈工作臺行程＋螺母長度＋兩個安全行程≈行程＋(8～14)Ph 式中：F1-預(yù)位伸力（N)d2-滾珠絲杠螺紋底徑（mm)E-楊氏彈性模量2.1×105(N/mm2)Dt-滾珠絲杠溫升2℃～3℃d2≈do-Dw (Dw：鋼球半徑）9、確定滾珠絲杠副支承用軸承規(guī)格型號●計算軸承所受的最大軸向載荷FBmax,有預(yù)拉伸的滾珠絲杠副應(yīng)考慮到預(yù)拉伸力Ft。

●按滾珠絲杠副支承的要求選擇軸承的型號●確定軸承內(nèi)徑：為便于絲杠加工，軸承內(nèi)徑最好不大于滾珠絲杠的大徑在選用內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠副時必須有一端軸承內(nèi)徑略小于絲杠底徑d2其次軸承樣本上規(guī)定的預(yù)緊力應(yīng)大于軸承所承受最大載荷FBmax的1/3●有關(guān)軸承的其它驗算項目可查軸承樣本 10、滾珠絲杠副工作圖設(shè)計●滾珠絲杠副的螺紋長度LS=Lu+2LeLe余程見表-2　　Lu=行程＋螺母長度●滾珠絲杠副螺母的安裝連接尺寸可查樣本●滾珠螺母不應(yīng)該承受徑向載荷及顛覆力矩，應(yīng)使作用在螺母上的軸向合力通過絲杠軸心●可以用螺母的外圓柱面及法蘭凸緣的內(nèi)側(cè)作安裝基準，同時要求螺母座孔與絲杠軸承孔同心螺母座孔端面與螺母座孔軸線垂直當所受載荷沖擊力不大時，可僅用螺母法蘭凸緣的內(nèi)側(cè)面作安裝基準面，這時應(yīng)保證螺母座面與導軌垂直裝配時應(yīng)找螺母外圓與絲杠支承軸承孔同心●插管式滾珠絲杠副水平放置時，為使?jié)L珠的循環(huán)更加滾暢，應(yīng)將插管置于滾珠絲杠軸線的上方●設(shè)計螺母座，軸承座及緊固螺釘時要注意保證足夠的剛性在承載方向設(shè)計加強筋●由工作圖確定滾珠絲杠長度尺寸 11、電機的選擇●作用在滾珠絲杠副上各種轉(zhuǎn)矩計算外加載荷產(chǎn)生的摩擦力矩TF(N.m)滾珠絲杠副預(yù)加載荷Fp產(chǎn)生的預(yù)緊力矩Tp(N.m)式中Ph-滾珠絲杠副導程h - 未預(yù)緊的滾珠絲杠副效率1、2、3級精度的絲杠h =0.94級精度以下的絲杠h =0.85F-作用在滾珠絲杠副上的外加軸向載荷，不同情況下取值不一樣。

若計算電機啟動轉(zhuǎn)矩時，機械是空載起動，F(xiàn)是導軌摩擦力（垂直運動F還包括機構(gòu)重量）；若計算電機工作轉(zhuǎn)矩時，F(xiàn)包括導軌摩擦力和工作載荷（垂向運動F還包括機構(gòu)重量）●其他計算，請查找電機樣本及相關(guān)資料 12、傳動系統(tǒng)剛度計算●一般校核計算按：式中KS - 滾珠絲杠副的拉壓剛度計算見下面說明Kb - 滾珠絲杠支承軸承的軸向剛度可查軸承樣本及有關(guān)資料Kc - 滾珠絲杠副滾珠與滾道的接觸剛度可查樣本●精確計算時，還需考慮伺服剛度，聯(lián)接軸剛度，扭轉(zhuǎn)剛度，螺母座、軸承座剛度等，詳請查閱相關(guān)資料●KS的計算a. 絲杠支承形式為一端固定，一端游動或自由Ks= ×10-3 =1.65 ×102式中E -楊氏彈性模量2.1×105 (N/mm2)d2 - 絲杠底徑(mm)當a=L1(滾珠螺母至固定支承的最大距離）時剛度最小Ks min =1.65 ×102當a=Lo (靠固定端的行程起點處）時剛度最大Ks max =1.65 ×102b.支承形式為兩端支承或兩端固定Ks = = 6.6 ×102當a=L·1/2時（即處在兩支承的中點時）剛度最小Ks min = 6.6 ×102式中L1-兩支承間的距離當a=Lo時(螺母在行程兩端處)剛度最大Ks max =6.6 ×102 13、傳動系統(tǒng)剛度驗算及滾珠絲杠副的精度選擇將Ksmax, Kb, Kc及其它有關(guān)值代入將Ksmin 替換Ksmax 代入得Kmin。

由于數(shù)控機床精度在機床空載下驗收，△=2FO/Kmin, 稱摩擦死區(qū)誤差FO是機床空載時導軌上的靜摩擦力ξK=Fo()稱為傳動系數(shù)剛度變化引起的定位誤差按JB/GQ1140-89規(guī)定，數(shù)控機床反向差值主要取決于△，而定位誤差主要取決于滾珠絲杠副的精度，其次是ξK●傳動系數(shù)剛度驗算0.8△≤反向差值，即Kmin≥1.6Fo/反向差值●滾珠絲杠副的精度選擇開環(huán)控制系統(tǒng)中使用的滾珠絲杠副ep+Vup≤0.8x(定位精度-ξK)ep+V300p≤0.8x(300mm定位精度-ξK)半閉環(huán)控制系統(tǒng)或可以行程補償?shù)拈_環(huán)系統(tǒng):ep≤0.8x(定位精度-ξK)V300p≤0.8x(300mm定位精度-ξK)先根據(jù)使用情況選擇滾珠絲杠副的類型（P類或T類），然后參照滾珠絲杠副的精度標準表（見表-1)，按上述兩式計算結(jié)果確定滾珠杠副的ep,Vup或V300p，從而確定滾珠絲杠副的精度等級14、滾珠絲杠副臨界壓縮載荷F的校驗（驗算壓桿穩(wěn)定性）式中：d2-滾珠絲杠螺紋底徑，d2≈do-Dw, do-公稱中徑，取樣本數(shù)據(jù)Lc1-滾珠絲杠副的最大受壓長度(mm)(見表11)F′max- 滾珠絲杠副承受最大軸向壓縮載荷(N)。

若滾珠絲杠承受最大載荷不是壓縮載荷時，F(xiàn)′max不等于Fmax, 視工作情況進行計算K1- 安全系數(shù)絲杠垂直安裝K1=1/2絲杠水平安裝K1=1/3K2- 支承系數(shù)與支承方式有關(guān)（見表11)表－11支承方式簡 圖K2λf一端固定一端自由0.251.8753.4一端固定一端游動23.92715.1二端支承13.1429.7二端固定44.73021.9 15、滾珠絲杠副極限轉(zhuǎn)速nc校驗（避免高速運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生共振)式中：nc-極限轉(zhuǎn)速(r/min)Lc2-臨界轉(zhuǎn)速計算長度(mm) (見表11)E-楊氏彈性模量2.1×105(N/mm2),r-材料密度，鋼密度I-絲杠的最小慣性矩I=A-絲杠的最小橫截面積K1-安全系數(shù)一般取0.8f, λ-與支承形式有關(guān)的系數(shù)（見表-11) 16、Dn值校驗dom·nmax≤70000式中：dom-滾珠絲杠副的節(jié)圓直徑（mm)，dom≈d2+Dw(mm)nmax-滾珠絲杠副的最高轉(zhuǎn)速 17、滾珠絲杠副形位公差的標注見表－3及下圖某些傳動類（T類）滾珠絲杠副，對精度要求低，但傳遞的載荷較大，這時可不進行有關(guān)傳動精度及傳動系統(tǒng)剛度的計算，但需進行以下兩項計算： 18、基本軸向額定靜載荷Coa驗算19、強度驗算fsFamax≤Coa式中：Coa-滾珠絲杠副的基本軸向額定靜載荷（N)。

可在樣本上查到fs-靜態(tài)安全系數(shù)一般載荷fs= 1～2，　　　　　　　　有沖擊或振動的載荷：fs= 2～3　Famax- 最大軸向載荷（N)。