1、確定滾珠絲杠副的導(dǎo)程 

根據(jù)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速和X向滑板最大速度，計(jì)算絲杠導(dǎo)程。

X向運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)選擇松下MDMA152P1V，電機(jī)最高轉(zhuǎn)速為4500rpm。電機(jī)與滾珠絲桿通過(guò)聯(lián)軸器連接，傳動(dòng)比為0.99。X向最大運(yùn)動(dòng)速度24m/min，即24000mm/min。

則絲杠導(dǎo)程為 

實(shí)際取P_h=10mm，可滿足速度要求。 

2 、滾珠絲杠副的載荷及轉(zhuǎn)速計(jì)算 

滾動(dòng)導(dǎo)軌承重時(shí)的滑動(dòng)摩擦系數(shù)最大為0.004，靜摩擦系數(shù)與摩擦系數(shù)差別不大，此處計(jì)算取靜摩擦系數(shù)為0.006。則導(dǎo)軌靜摩擦力： 

式中： 

M —工件及工作臺(tái)質(zhì)量， M為500kg。 

f  — 導(dǎo)軌滑塊密封阻力，按4個(gè)滑塊，每個(gè)滑塊密封阻力5N。

由于該設(shè)備主要用于檢測(cè)，絲杠工作時(shí)不受切削力，檢測(cè)運(yùn)動(dòng)接近勻速，其阻力主要來(lái)自于導(dǎo)軌、滑塊的摩擦力。則有： 

滾珠絲杠副的當(dāng)量載荷：  

滾珠絲杠副的當(dāng)量轉(zhuǎn)速： 

3 、滾珠絲杠副預(yù)期額定動(dòng)載荷

3.1、按滾珠絲杠副的預(yù)期工作時(shí)間計(jì)算： 

式中： 

n_m — 當(dāng)量轉(zhuǎn)速，

L_h — 預(yù)期工作時(shí)間，測(cè)試機(jī)床選擇15000小時(shí) 

f _W — 負(fù)荷系數(shù)，平穩(wěn)無(wú)沖擊選擇 f_W =1 

f_a — 精度系數(shù)，2級(jí)精度選擇 f _a =1

 f_c — 可靠性系數(shù)，一般選擇 f_c =1 

3.2 按滾珠絲杠副的預(yù)期運(yùn)行距離計(jì)算： 

 式中： 

L_s — 預(yù)期運(yùn)行距離，一般選擇L_s = 24X10³ m

3.3 、按滾珠絲杠副的預(yù)加最大軸向負(fù)載計(jì)算： 

式中： 

f_e — 預(yù)加負(fù)荷系數(shù)，輕預(yù)載時(shí)，選擇f_e = 6.7

f_max — 絲杠副最大載荷 

4 、估算滾珠絲杠的最大允許軸向變形量d_m 

*重復(fù)定位精度 

X向運(yùn)動(dòng)的重復(fù)定位精度要求為0.03mm，則 

5 、估計(jì)算滾珠絲杠副的螺紋底X  

5.1 、根據(jù)X向運(yùn)動(dòng)行程為1000mm，可計(jì)算出兩個(gè)固定支承的最大距離： 

L? (1.1~1.2) ′l + (10~14) ′P_h= 1.2′1000+14′10 =1340mm

5.2 按絲杠安裝方式為軸向兩端固定，則有絲杠螺紋底X： 

式中： 

F₀ — 導(dǎo)軌靜摩擦力，F₀=49.4N 

L — 滾珠螺母至滾珠絲杠固定端支承的最大距離，L = 1340mm  則有 

6 、導(dǎo)程精度的選擇 

根據(jù)X向運(yùn)動(dòng)的定位精度要求達(dá)到0.08mm/1000mm，則任意300mm。長(zhǎng)度的導(dǎo)程精度為0.024mm。 

7 、確定滾珠絲杠副規(guī)格代號(hào)

按照絲杠P_h、d_2m、C_am選擇SFS6310滾珠絲桿，精度等級(jí)2級(jí)。絲桿基本導(dǎo)程P_h=10mm，絲杠外X _d=61mm，螺母外徑90mm，珠徑6.35mm，額定動(dòng)載荷C_a =48740N ＞C_am，額定靜載荷C_ao=156912N。 

8 、電機(jī)選擇 

條件：選擇伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，伺服電機(jī)選取松下MINAS A4系列MDMA152P1*型中慣量電機(jī)，其功率：1.5KW；額定轉(zhuǎn)矩：7.15 N.m；電機(jī)慣量JM：0.00123 Kg.m² 

X向運(yùn)動(dòng)工件及工作臺(tái)質(zhì)量估計(jì)最大值約1500Kg。

8.1 外部負(fù)荷的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：絲桿部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： 

 外部負(fù)荷的負(fù)荷轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： 

則有：

加在電機(jī)上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： 

8.2 、外部負(fù)荷產(chǎn)生的摩擦扭矩： 

P_h — 滾珠絲桿副的導(dǎo)程 

h — 未預(yù)緊的滾珠絲桿副的效率（2級(jí)精度h=0.9）

 F — 外加軸向載荷，含導(dǎo)軌摩擦力，其中含切削力為0 

8.3 、預(yù)緊力產(chǎn)生的摩擦扭矩： 

式中：

F_p — 滾珠絲桿副間的預(yù)緊力，F_p = F _max/3 = 49.4/31 = 6.47N

8.4 、支承軸承產(chǎn)生的摩擦扭矩： 

選擇深溝球軸承，軸承代號(hào)：6207，查軸承樣本可得摩擦力矩：T_b1=0.23N.m。

1.8.5 加速度產(chǎn)生的負(fù)荷扭矩： 

根據(jù)設(shè)計(jì)要求可知：X向工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度為v=24m/min，對(duì)應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速n₂=144rpm，最大加速度為a=40mm/s²,則工作臺(tái)速度從0升至25mm/s所需時(shí)間： 

 當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)?/span>n₁=0升至n₂=144rpm時(shí)，其負(fù)荷扭矩 

8.6、電機(jī)總扭矩： 

所選擇電機(jī)額定扭矩為7.15N.m，大于計(jì)算電機(jī)總扭矩3倍以上。所選擇電機(jī)扭矩符合要求。 

1. -End-