滚珠丝杠选型和电机选型计算

1.滚珠丝杠及电机选型计算 确定滚珠丝杠副的导程
根据电机额定转速和X 向滑板最大速度，计算丝杠导程。

X 向运动的驱动电机选择松下MDMA152P1V ，电机最高转速为4500rpm 。

电机与滚珠丝杆通过联轴器连接，传动比为。

X 向最大运动速度24m/min ，即24000mm/min 。

则丝杠导程为
实际取mm P h 10=，可满足速度要求。

滚珠丝杠副的载荷及转速计算
滚动导轨承重时的滑动摩擦系数最大为，静摩擦系数与摩擦系数差别不大，此处计算取静摩擦系数为。

则导轨静摩擦力：
式中：
M ——工件及工作台质量， M 为500kg 。

f ——导轨滑块密封阻力，按4个滑块，每个滑块密封阻力5N 。

由于该设备主要用于检测，丝杠工作时不受切削力，检测运动接近匀速，其阻力主要来自于导轨、滑块的摩擦力。

则有：
滚珠丝杠副的当量载荷：
滚珠丝杠副的当量转速：
滚珠丝杠副预期额定动载荷
1.3.1按滚珠丝杠副的预期工作时间计算：
式中：
m n ——当量转速，max min 1443
m n n n rpm +== h L ——预期工作时间，测试机床选择15000小时
w f ——负荷系数，平稳无冲击选择w f =1
a f ——精度系数，2级精度选择a f =1
c f ——可靠性系数，一般选择c f =1
1.3.2 按滚珠丝杠副的预期运行距离计算：
式中：
s L ——预期运行距离，一般选择32410s L m =⨯
1.3.3 按滚珠丝杠副的预加最大轴向负载计算：
式中：
e f ——预加负荷系数，轻预载时，选择e f =
m ax F ——丝杠副最大载荷
估算滚珠丝杠的最大允许轴向变形量?m
()•≤4/1~31m δ重复定位精度
X 向运动的重复定位精度要求为，则
估计算滚珠丝杠副的螺纹底X
1.5.1 根据X 向运动行程为1000mm ，可计算出两个固定支承的最大距离：
1.5.2 按丝杠安装方式为轴向两端固定，则有丝杠螺纹底X ：
式中：
F 0——导轨静摩擦力，F 0=
L ——滚珠螺母至滚珠丝杠固定端支承的最大距离，L=1340mm
则有
导程精度的选择
根据X 向运动的定位精度要求达到1000mm ，则任意300mm 。

长度的导程精度为。

确定滚珠丝杠副规格代号
按照丝杠Ph 、d2m 、Cam 选择SFS6310滚珠丝杆，精度等级2级。

丝杆
基本导程P h =10mm ，丝杠外Xd=61mm ，螺母外径90mm ，珠径，额定动载荷Ca
=48740N ＞C am ，额定静载荷Cao=156912N 。

电机选择
条件：选择伺服电机驱动，伺服电机选取松下MINAS A4系列MDMA152P1*型中惯量电机，其功率：, 额定转矩： , 电机惯量JM ：
X 向运动工件及工作台质量估计最大值约1500Kg 。

1.8.1 外部负荷的转动惯量：
丝杆部分的转动惯量：
外部负荷的负荷转动惯量：
则有：
加在电机上的转动惯量：
1.8.2 外部负荷产生的摩擦扭矩：
式中：
h P ——滚珠丝杆副的导程
η——未预紧的滚珠丝杆副的效率（2级精度η=）
F ——外加轴向载荷，含导轨摩擦力，其中含切削力为0
1.8.3 预紧力产生的摩擦扭矩：
式中：
p F ——滚珠丝杆副间的预紧力，max /349.4/316.47p F F N ===
1.8.4 支承轴承产生的摩擦扭矩：
选择深沟球轴承，轴承代号：6207，查轴承样本可得摩擦力矩：
1b T =。

1.8.5 加速度产生的负荷扭矩：
根据设计要求可知：X向工作台运动速度为v=24m/min，对应电机转速
n=144rpm，最大加速度为a=40mm/s2,则工作台速度从0升至25mm/s所需时2
间：
当电机转速从
n=0升至2n=144rpm时，其负荷扭矩
1
1.8.6 电机总扭矩：
所选择电机额定扭矩为，大于计算电机总扭矩3倍以上。

所选择电机扭矩符合要求。