滚珠丝杆设计步骤及其思路
滚珠丝杠的设计与计算
一、滚珠丝杠的特长1、1驱动扭矩仅为滑动丝杠的1/3滚珠丝杠是滚珠丝杠与螺母间的螺纹沟槽做滚动运动，因此可获得高效率，与过去的滑动丝杠相比，驱动扭矩仅为1/3以下（图1与2）。
从而，不仅可将旋转运动变为直线运动，而且可以容易地将直线运动变成旋转运动。
图1：正效率（旋转→直线）图2：反效率（直线→旋转）1、1、1导程角的计算法……………………………………（ 1 ）β：导程角（度）d p：滚珠中心直径（mm）ρh：进给丝杠的导程（mm）1、12推力与扭矩的关系当施加推力或扭矩时，所产生的扭矩或推力可用（2）~（4）式计算。
（1）获得所需推力的驱动扭矩T：驱动扭矩Fa：导向面的摩擦阻力Fa=μ×mgμ：导向面的摩擦系数g：重力加速度（ 9.8m/s2）m：运送物的质量（ kg ）ρh：进给丝杠的导程（ mm ）η：进给丝杠的正效率（图1）（2）施加扭矩时产生的推力Fa：产生的推力（ N ）T：驱动扭矩（N mm ）ρh：进给丝杠的导程（ mm ）η：进给丝杠的正效率（图1）（3）施加推力时产生的扭矩T：驱动扭矩（N mm ）Fa：产生的推力（ N ）ρh：进给丝杠的导程（ mm ）η：进给丝杠的正效率（图2）1、1、3驱动扭矩的计算例用有效直径是：32mm，导程：10mm（导程角：5O41’的丝杠，运送质量为500Kg的物体，其所需的扭矩如下（1）滚动导向（μ=0.003）滚珠丝杠及（μ=0.003，效率η=0.96）导向面的摩擦阻力Fa=0.003×500×9.8=14.7N驱动扭矩（2）滚动导向（μ=0.003）滚珠丝杠及（μ=0.2，效率η=0.32）导向面的摩擦阻力Fa=0.003×500×9.8=14.7N驱动扭矩1、2保证高精度雄联滚珠丝杠，在被恒温控制的工场里，用最高水平的机械设备进行研磨，直到组装，检查，实行彻底的品质管理体系，以保证其精度。
滚珠丝杠设计说明说
滚珠丝杠设计说明说滚珠丝杠是一种常用于传递旋转运动和直线运动的机械元件，它通常由螺母、螺杆和滚珠组成。
滚珠丝杠具有高效率、高刚度、高精度、长寿命等优点，广泛应用于工程机械、航空航天、机床等领域。
1.长度选择：滚珠丝杠的长度应根据具体应用场景来确定。
较长的丝杠可以提供较大的行程，但也会增加自振频率和扭转刚度，影响系统的稳定性。
因此，在设计过程中需要综合考虑行程需求和系统稳定性。
2.直径选择：滚珠丝杠的直径决定了其负载能力，直径越大，负载能力越高。
选择直径时需要考虑负载情况和运动速度。
通常，通过计算负载系数和速度系数，可以确定滚珠丝杠的合适直径。
3.螺距选择：螺距是滚珠丝杠的重要参数，它决定了滚珠在一个螺旋周期内所传递的行程。
螺距越大，速度越快，但力矩也会增加。
在选择螺距时，需要综合考虑负载和速度要求。
4.滚珠选择：滚珠的选择直接影响滚珠丝杠的负载能力和精度。
一般来说，滚珠越大，负载能力越高，但精度可能降低；滚珠越小，精度越高，但负载能力降低。
根据具体应用要求，选择适当大小的滚珠。
5.轴承支撑方式：滚珠丝杠需要在两端通过轴承来支撑。
轴承的选择要考虑运动速度、负载和刚度等要求。
一般情况下，可以采用角接触球轴承或推力球轴承来支撑。
6.润滑方式：滚珠丝杠在工作时需要进行润滑以减小摩擦和磨损。
常见的润滑方式有油脂润滑和油润滑。
油脂润滑可以提供良好的密封性和冷却效果，适用于低速轴承；而油润滑适用于高速操作，可以提供更好的冷却和泄漏控制。
7.驱动方式：滚珠丝杠的驱动方式可以采用电动、液压或气动。
电动驱动是最常见和广泛应用的方式，它能够提供精确控制和较高的驱动效率。
液压和气动驱动方式适用于承载大负载和长行程的应用。
滚珠丝杠的设计需要根据具体应用需求来选择合适的参数和材料。
设计人员需要结合机械原理、材料力学、热力学等知识，进行系统分析和计算，确保滚珠丝杠能够满足设计要求，提供可靠的运动传递和精确的位置控制。
此外，在设计过程中还需要考虑制造成本、安装要求和维护方便等因素，并与其他机械元件进行协调和配合，以实现整体设计的一致性和优化。
滚珠丝杠计算
滚珠丝杠的设计步骤：一．确定精度等级不同精度等级表示一定长度的滚珠丝杠机构所对应的导程允许误差.根据滚珠丝杠机构在具体使用场合所需要提供的定位精度及其具体长度,来确定选择轧制滚珠丝杠或磨制滚珠丝杠，以及其精度等级。
数字越大,精度等级越低。
磨制丝杠的精度等级高于轧制丝杠。
通用机械选择C3或C5。
二．确定导程——电机转速；-—最大进给速度；-—滚珠丝杠导程；——电机至丝杠的减速比（电机与蜗杆之间无其他的减速机构，故减速比i=1)在蜗轮蜗杆的计算中，蜗轮转速为，齿轮齿条中小齿轮直径为，所以齿条推主缸的最大速度为：此处，为达到相应的响应速度,设计最大速度市面上一般的esp电机额定转速在2000-3000r/min，根据之前选用的电机,设定其最高转速为得出:导程导程增大，会减小滚珠丝杠的刚度，位移精度，转动惯量（减小转速），增大驱动力矩，但是可以增加寿命。
所以此处，圆整导程三．选定支撑方式1)一端固定，一端支承——中等速度，刚度精度较高；2)两端固定——高速回转，高精度，丝杠长度较大;3)两端支承——中等速度,刚度精度一般；4)一端固定，一端自由——低转速，低精度.一般选用1,2的方式，支承轴承选用大接触角（60°）的高刚度专用角接触轴承。
此处工作行程小，最大速度也不是很大，所以选择一端固定一端支承的方式。
四．选定丝杠外径选定丝杠外径时，需考虑三个因素。
初选:1)在按定位精度选定的滚珠丝杠系列中选定；2)在相应精度等级以及丝杠长度下，丝杠外径必须满足所要求的轴向间隙;3)在标准的导程——丝杠外径组合中选定丝杠外径。
初步选定丝杆外径为40mm，内径为20mm，推杆直径为15mm 。
此时，整个滚珠丝杠外径大约为45—50mm（考虑到备份模式，滚珠丝杠制作成空心的，所以整个外径选择较大。
而整体径向尺寸又有要求，所以又不能选的太大）1.轴向允许载荷的计算及校核已知:=22。
2 mm =200 bar为主缸直径,为制动时主缸达到最大压强的值。
滚珠丝杠的设计
选用滚珠丝杠副设计步骤实例一、设计计算条件工作台重：W 1=8000N 工件重：W 2=5000N 最大行程：S max =760mm 丝杠两端支承间距：l s =1080mm 螺纹全长S=1000mm 安装方式固定—固定定位精度：±0.012/300mm （空载） 重复定位精度：±0.006mm （空载） 寿命：L h =15000h 工作台摩擦系数：μ=0.04 驱动电机：N max =1500r/m切削方式：车铣或铣削，一般工作状态，工作条件（见表1） 摩擦阻力：F r =（W 1 +W 2）·μ=520(N)表1二、设计计算1、选择导程L L ≥）（mm 10150015000max max ==N V 取L=10mm2、计算当量载荷F m 、当量转速N m (见表2)计算公式31n n 2211n n 3n 22321131m t ...t t t ...t t ）（•++••+•••++••+••=N N N N F N F N F Fn21nn 2211m t ...t t t ...t t +++•++••+•=N N N N表2代入公式得F m =2776（N ） N m =477（l/min ） 3、寿命：计算公式63m w 10f a ⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡•=F C Lm h 60N LL ⨯=6s 10L L L •= 式中L ——回转时间 r （见表3）L h ——寿命时间 KmC a ——额定动载荷 N （见产品样本） f w ——载荷系数（见表4）滚珠丝杠副预期工作寿命L h 表3 载荷系数f w 表4静态安全系数f d 表54、计算动载荷C a ′ 根据工作状态，取f w =1.2计算公式C a ′=（60×N m ×L h ）1/3·F m ·f w ×102=25130(N)5、计算静载荷C oa ′ （N ） 计算公式C oa ′=f a ·F max式中f a ——静态完全系数（见表5） 6、计算临界转速N c 、r/min72s 12210l d f r d 260Nc ⨯•=•••••=A g I E πλα 式中λ•f ——与安装方法有关的常数d 1——丝杠底径mm l s ——丝杠支承间距mm α——安全系数 α=0.5表6临界转速系数λ、f 表7 临界载荷系数f s 、m 表87、临界载荷P a (N)2s 2s l f 2Pa IE ••••=π=m •424110⨯sl d 式中f s 、m ——与安装方法有关常数（见表8）8、确定名义直径1）根据临界转速得d 1≥72s c 10fl-⨯•N （mm ）N c =N 1=1500r/min f=21.9 d 1≥8mm2) 根据d •N 值d 0•N ≤50000~70000 取N=N 1d 0≤7.4615007000070000==N (mm) 3）根据临界载荷得d 1≥4142a 10m ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯•-s l P P a =f 3=10520N,m=20.3 得d 1≥16(mm) 由1)、2)、3)可知d 1≥16mm d 0≤46.7mm4）螺母的选择螺母结构形式的选择可根据具体结构而定 从NSK 产品样本查得数据见表6从表6可知d 0=40mm ，l 0=10mm 的DFD4010-4滚珠丝杠副能满足`要求。
直线导轨滚珠丝杠的结构设计与精度提升
直线导轨滚珠丝杠的结构设计与精度提升直线导轨滚珠丝杠是一种常见的传动装置，广泛应用于机床、机械装备制造、自动化设备等领域。
其结构设计和精度提升是保证装置性能和使用寿命的重要因素。
一、直线导轨滚珠丝杠的结构设计直线导轨滚珠丝杠由导轨、滚珠螺杆和螺母组成。
在结构设计方面，需要考虑以下几个要素。
1. 导轨选择：直线导轨的选择对于滚珠丝杠的结构设计至关重要。
常见的导轨有滑动导轨和滚动导轨两种。
滚动导轨具有较低的摩擦系数和较高的刚性，适用于高速、高加载的场景；而滑动导轨摩擦系数较高，适用于低速、低负荷的场景。
根据使用环境和要求，选择合适的导轨类型是结构设计的关键之一。
2. 滚珠螺杆的导程和丝杠直径：滚珠丝杠的导程决定了每转所移动的距离，导程越大则移动距离越大。
而丝杠直径对于滚珠丝杠的刚性和承载能力有直接影响。
在结构设计中，需要根据应用场景的需求和装置的设计参数，选择合适的导程和丝杠直径，以满足力学性能的要求。
3. 螺母与滚珠的设计：螺母是滚珠丝杠的核心部件，直接影响着其运动平稳度和使用寿命。
螺母的设计需要考虑滚珠的数量、分布和尺寸，以及与螺杆的配合工艺等因素。
在结构设计中，要保证螺母与滚珠的配合精度，减少运动摩擦和磨损，提升滚珠丝杠的运动精度和使用寿命。
4. 螺杆的几何形状：螺杆的几何形状也会对滚珠丝杠的性能产生影响。
例如，螺杆的螺纹形状、螺距和螺杆的端部加工等因素，都会影响滚珠丝杠的传动效率和运动平稳度。
在结构设计中，需要根据具体应用要求和装置的使用环境，选择合适的螺杆几何形状和端部加工方式，以提升其性能和使用寿命。
二、直线导轨滚珠丝杠精度的提升直线导轨滚珠丝杠的精度是衡量其性能优劣的重要指标，涉及装置的定位精度、回程精度和稳定性等方面。
精度的提升可以通过以下几个途径实现。
1. 材料选择和热处理：滚珠丝杠的材料选择和热处理工艺对其精度有较大影响。
材料的选择需要考虑强度、硬度和耐磨性等因素，以适应高负荷和长时间使用的需求。
滚珠丝杠的设计
滚珠丝杠的设计计算与选用滚珠丝杠滚珠丝杠是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。
滚珠丝杠由螺杆、螺母和滚珠组成。
它的功能是将旋转运动转化成直线运动，这是滚珠螺丝的进一步延伸和发展，这项发展的重要意义就是将轴承从滚动动作变成滑动动作。
由于具有很小的摩擦阻力，滚珠丝杠被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。
滚珠丝杠是工具机和精密机械上最常使用的传动元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反覆作用力，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。
1)与滑动丝杠副相比驱动力矩为1/3由于滚珠丝杠副的丝杠轴与丝母之间有很多滚珠在做滚动运动,所以能得到较高的运动效率。
与过去的滑动丝杠副相比驱动力矩达到1/3以下,即达到同样运动结果所需的动力为使用滚动丝杠副的1/3。
在省电方面很有帮助。
2)高精度的保证滚珠丝杠副是用日本制造的世界最高水平的机械设备连贯生产出来的，特别是在研削、组装、检查各工序的工厂环境方面,对温度·湿度进行了严格的控制,由于完善的品质管理体制使精度得以充分保证。
3)微进给可能滚珠丝杠副由于是利用滚珠运动,所以启动力矩极小,不会出现滑动运动那样的爬行现象,能保证实现精确的微进给。
4)无侧隙、刚性高滚珠丝杠副可以加予压,由于予压力可使轴向间隙达到负值,进而得到较高的刚性(滚珠丝杠内通过给滚珠加予压力,在实际用于机械装置等时,由于滚珠的斥力可使丝母部的刚性增强)。
5)高速进给可能滚珠丝杠由于运动效率高、发热小、所以可实现高速进给(运动)。
滚珠丝杠副特性•传动效率高滚珠丝杠传动系统的传动效率高达90%～98%，为传统的滑动丝杠系统的2～4倍，如图1.1.1所示，所以能以较小的扭矩得到较大的推力，亦可由直线运动转为旋转运动（运动可逆）。
•运动平稳滚珠丝杠传动系统为点接触滚动运动，工作中摩擦阻力小、灵敏度高、启动时无颤动、低速时无爬行现象，因此可精密地控制微量进给。
滚珠丝杠的设计与计算
滚珠丝杠的设计与计算滚珠丝杠是一种常用的传动元件，广泛应用于机械设备中。
它通过滚珠在螺纹与螺纹碗之间滚动，实现螺旋运动。
滚珠丝杠具有高精度、高刚性和高效率的特点，因此在自动化设备、数控机床等领域得到广泛应用。
1.材料选择：滚珠丝杠的材料要求具有高强度、耐磨性和耐腐蚀性。
常用的材料有合金钢、不锈钢和工程塑料等。
根据应用环境和负载要求选择合适的材料。
2.基础参数计算：滚珠丝杠设计的第一步是计算基础参数，包括螺距、导程、负载和转速等。
螺距是指在螺纹长度（螺纹峰到螺纹峰之间的距离）上所包含的单位螺纹数，导程是指螺纹移动一周所移动的距离。
负载是指滚珠丝杠所能承受的最大负荷，转速是指滚珠丝杠一分钟内所转过的圈数。
3.力学计算：滚珠丝杠的设计需考虑受力情况。
根据负载和转速计算滚珠丝杠所受到的轴向力、径向力和弯矩力等。
轴向力是指滚珠丝杠在拉伸和压缩方向所受到的力，径向力是指滚珠在滚珠丝杠螺纹轨迹上所受到的力，弯矩力是指滚珠丝杠在扭转方向所受到的力。
4.丝杠型号选择：根据基础参数和力学计算结果选择合适的丝杠型号。
不同型号的滚珠丝杠具有不同的直径、丝距和滚珠数量等，根据具体需求选择适合的型号。
5.传动效率计算：滚珠丝杠的传动效率是指输入功率与输出功率之比。
传动效率计算涉及滚珠丝杠的摩擦力、阻力和滚动摩擦系数等参数。
通过计算传动效率可以评估滚珠丝杠的工作效能和能耗情况。
6.寿命预测：滚珠丝杠设计也需考虑其使用寿命。
根据负载、转速和设计要求等计算滚珠丝杠的寿命。
常用的寿命计算方法有滚动疲劳强度法、滚动疲劳寿命法和滚动接触应力分析法等。
综上所述，滚珠丝杠的设计与计算涉及材料选择、基础参数计算、力学计算、丝杠型号选择、传动效率计算和寿命预测等。
通过科学合理的设计和计算，可以满足滚珠丝杠在机械设备中的高精度传动需求，提高设备的性能和效率。
滚珠丝杠的基本导程
滚珠丝杠的基本导程一、导论滚珠丝杠是一种运用滚动摩擦来传递运动和力的装置。
它由螺纹杆、螺母和滚珠组成，其中滚珠负责在螺纹杆和螺母之间传递力和运动。
滚珠丝杠主要用于各种机械设备中的运动传递和定位控制，具有高精度、高刚性和高效率的特点。
二、滚珠丝杠的构造和工作原理滚珠丝杠一般由三部分组成：螺纹杆、螺母和滚珠。
螺纹杆上沿用螺纹刻槽，螺母内部也加工有相应的螺纹刻槽。
螺纹杆和螺母之间有一定的间隙，滚珠则位于螺纹杆和螺母之间的滚珠循环槽中。
滚珠丝杠的工作原理是利用滚珠在螺纹杆和螺母之间滚动，实现运动传递和力的传递。
当螺纹杆旋转时，滚珠沿着螺纹刻槽进行移动，同时推动螺母沿着螺纹杆的轴向运动。
通过控制螺纹杆的旋转方向和速度，可以实现滚珠丝杠的正转、反转和停止。
三、滚珠丝杠的基本导程概念滚珠丝杠的导程是指滚珠丝杠轴向每转一周所实现的位移。
它是衡量滚珠丝杠传动性能的重要指标，通常用毫米/转（mm/rev）或英寸/转（in/rev）来表示。
四、滚珠丝杠的基本导程计算方法滚珠丝杠的基本导程计算主要包括以下步骤： 1. 确定滚珠丝杠的理论导程，即设计要求中所规定的导程大小。
2. 根据滚珠丝杠的螺纹系数和螺距计算滚珠丝杠的理论每转滚珠数量。
3. 根据每转滚珠数量和滚珠直径计算实际每转滚珠数量。
4. 根据实际每转滚珠数量和螺距计算实际滚珠丝杠导程。
五、滚珠丝杠的导程与精度的关系滚珠丝杠的导程与其精度有密切的关系。
一般来说，导程越大，滚珠丝杠的精度就越低；导程越小，滚珠丝杠的精度就越高。
这是因为导程越大，滚珠丝杠的每个滚珠负责的负荷就越大，容易产生弹性变形和滚动不平稳，导致精度下降。
六、滚珠丝杠的导程对应的应用场景滚珠丝杠的导程对应着不同的应用场景。
较大导程的滚珠丝杠适用于速度较快、负荷较大的场景，如工业机器人等；而较小导程的滚珠丝杠适用于精度要求较高的场景，如数控机床等。
七、滚珠丝杠的导程选择要点在选择滚珠丝杠导程时，需要考虑以下要点： 1. 根据机械设备的工作速度和负荷大小选择合适的导程。
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1.确定滚珠丝杠副的导程P h由传动关系图，工作台最高移动速度Vmax ，电机最高转速n max ，传动比i 等确定P hmaxmaxn i V P h •=当电机与滚珠丝杠副直联时i=1m axm axn V P h =计算出的P h 要取较大值圆整。
2.滚珠丝杠副的载荷及转速计算● 最小载荷F min机器空载时滚珠丝杠副的传动力，如工作台重量引起的摩擦力。
● 最大载荷F max选机器承受最大负荷时滚珠丝杠副的传动力。
如机床切削时，切削力滚珠丝杠轴向的分力与导轨磨擦力之和即为F max （这时导轨磨擦力是由工作台、工件、夹具三者总的重量以及切削力在垂直导轨方向的分量共同引起）。
● 滚珠丝杠副的当量转速n m 及当量载荷F m滚珠丝杠副在n 1, n 2, n 3, …n n 各种转速下，各转速工作时间占总时间的百分比 分别为t 1%, t 2%, t 3%… t n %,所承受的载荷分别是F 1, F 1, F 1… F n 。
%%%2211n n m t n t n t n n +⋅⋅⋅⋅⋅⋅++=3322321131%%%mn n n m n t n F t n F t n F F +⋅⋅⋅⋅⋅⋅++=当负荷与转速接近正比变化时，各种转速使用机会均等时，可采用下列公式计算： 2minmax n n n m +=32minmax F F F m +=h )(100603N f f f F L n C ca wm h m m •= ● 按滚珠丝杠副的预期运行距离Ls(千米)计算：)(N f f f F P L C ca wm h s m •=● 有预加负荷的滚珠丝杠副还需按最大轴向负荷F max 计算：max F f C e am =式中L h —预期工作时间（小时）（见表-5）。
L s —预期运行距离（km ）,一般取250km 。
f a —精度系数。
根据初定的精度等级（见表-6）选。
f c —可靠性系数。
一般情况下f c =1。
在重要的场合，要求一组同样的滚珠丝杠副在同样条件下使用寿命超过希望寿命的90%以上时f c （见表-7）选。
f w —负荷系数。
根据负荷性质（见表-8）选。
f e —预加负荷系数（见表-9）表-5 各类机械预期工作时间L h表-6 精度系数f a表-7 可靠性系数f c表-8 负荷性质系数f w表-9 预加负荷系数f e以上3种计算结果中选择较大值为滚珠丝杠副的C am 。
4.按精度要求确定允许的滚珠丝杠的最小螺纹底径d 2m估算滚珠丝杠的最大允许轴向变形量m一般情况下，影响死区间隙的主要因素按影响程度自大到小排列顺序是：a. 滚珠丝杠本身的拉压刚度s K ;b. 支承轴承的轴向刚度b K ;c. 滚珠丝杠副中滚珠与滚道的接触刚g. 螺母座，轴承座的刚度h K所以滚珠丝杠副传动系统的刚度K 可按下式计算：hk t R C b s K K K K K K K K 11111111++++++= 其中前三项最主要，而s K 又占总量的(1/3~1/2)。
所以一般情况下可按下式计算：Cb s K K K K 1111++= 机械装置中移动部件处在不同位置时第统刚度K 是不同的的刚度最小处用m in K 表示。
当滚珠丝杠副轴向有工作载荷作用时，传动系统中便产生弹性变形δ,且δ=F/K。
从而影响系统的传动精度，而m in K 处系统受影响最大。
机床或机械装置的伺服系统精度大多在空载下检验。
空载时作用在滚珠丝杠副上最大轴向工作载荷是静摩擦力0F 。
移动部件在m in K 处起动和返回时，由于0F 方向变化将产生误差20F /m in K (又称摩擦死区误差)。
它是影响重复定位精度的主要因素。
一般占重复定位精度的（1/2~1/3）。
所以规定滚珠丝杠副允许的最大轴向变形：重復定位精度K F m •⎪⎭⎫⎝⎛≈=32~21min 0δ 影响定位精度最主要因素是滚珠丝杠副的精度，其次是滚珠丝杠本身的拉压弹性变形（因这各弹性变形随滚珠螺母在滚珠丝杠上位置变而变化）。
以及滚珠丝杠副摩擦力矩的变化…等。
一般估算是()5/1~4/1≤m δ定位精度。
以上两种方法估算出的小值取为m δ值（单位μm）。
估算滚珠丝杠的底径m d 2a. 滚珠丝杠副安装方式为一端固定，一端自由或游动时（见图-3）mm m LF E L F d δπδ002078.010102=⨯≥ 式中:E — 杨氏弹性模量25/101.2mm N ⨯; m δ— 估算的滚珠丝杠最大允许轴向变形量（μm）0F — 导轨静摩擦力 (N) W F 00μ=; L — 滚珠螺母至滚珠丝杠固定端支承的最大距离（mm ）hh h h）P（行程行程P P ）p（行程支承長度的一半螺母長度的一半余程安全行程行程L 14~10)1.1~05.1()10/1~20/1()6~4(44~2+≈++++≈++++≈b. 滚珠丝杠副安装方式为两端支承或两端固定(见图-3)mm m LF E L F d δπδ002039.01010=≥ 式中： L — 两个固定支承之间的距离（mm ）≈L 行程+安全距离+两个余程+螺母长度+一个支承长度()()h P 行程14~102.1~1.1+≈5.确定滚珠丝杠副的规格代号根据传动方式及使用情况，按照样本可以确定滚珠螺母型式。
按照已估算出的P h ，C am 可在样本中查出对应的滚珠丝杠底径d 2,额定的动载荷C a 应注意d 2≧d 2m ，C a ≧C am 但不宜过大，否则会使滚珠丝杆副的转动惯量偏大，结构尺寸也偏大。
接着再确定公称直径。
循环圈数，滚珠螺母的规格代号及有关的安装连接尺寸。
6.对预紧滚珠丝杠副，确定其预紧力F p当选择预紧螺母型式的滚珠丝杠副时需定预紧力F p 。
当最大轴向工作载荷F max 确定时： max 31F F p =当最大轴向载荷不能确定时：a p C F ξ=式中ξ值按表-10选择，C a 是额定动载荷，可在样本上查到。
表-107.对预拉伸的滚珠丝杠副，计算行程补偿值C 和预拉伸力F t对于两端固定支承，需要预拉伸的滚珠丝杠副应规定目标行程补偿值C,并计算预拉伸力6108.11-⋅∆=⋅∆⋅=Lu t L t C u α式中：C —行程补偿值（μm） Δt—温度变化值2~5℃α—丝杠的线膨胀系数11.8X10-6/度 L u —滚珠丝杠副的有效行程(mm)L u ≈工作台行程+螺母长度+两个安全行程≈行程+（8~14）P h222295.14td E d t L IAE F t ∆=∆⋅=∆=πα式中：F t —预拉伸力（N ），d 2—滚珠螺纹底径(mm)，E —杨氏弹性模量2.1X105（N/mm 2） Δt —滚珠丝杠的温升2~5℃8.确定滚珠丝杠副支承所用的轴承规格型号● 计算轴承所受的最大轴向载荷MAXBF ,有预拉伸的滚珠丝杠副应考虑到预拉伸力F t● 按滚珠丝杠副的要求选择轴承的型号。
●确定轴承内径：为便于丝杠加工，轴承内径最好不大于滚珠丝杠的大径。
在选用内循环浮动式滚珠丝杠副时必髯有一端轴承内径略小于丝杠底径d 2，其次轴承样本上规定的预紧力应大于轴承所承受最大载荷MAXBF 的1/3●有关轴承的其它验算项目可查轴承样本9.滚珠丝杠副工作图设计● 滚珠丝杠副的螺纹长度e u s L L L 2+= e L 余程见P67页表-3中e L ，u L =行程+螺母长度 ● 滚珠螺母的安装连接尺寸可查样本。
● 滚珠螺母不应该承受径向载荷及颠覆力矩，应使作用在螺母上的轴向合力通过丝杠轴心。
● 可以用螺母的外圆柱面及法兰凸缘的内侧作安装基准，同时要求螺母座孔与丝杠轴承孔同心。
螺母座孔端面与螺母座孔轴线垂直。
当所受载何冲击力不大时，可仅用螺母法兰凸缘的内侧面作安装基准面，这时应保证螺母座面与导轨垂直，装配时应找螺母外圆与丝杠支承轴承孔同心。
● 插管式滚珠丝杠副水平安装时，为使滚珠的循环更加流畅，应将插管置于滚珠丝杠轴线的上方。
● 设计螺母座，轴承座及紧固螺钉时要注意保证足够的刚性。
在承载方向设计加强筋。
● 由工作图确定滚珠丝杠长度尺寸。
10.电机的选择● 作用在滚珠丝杠副上各种转矩计算 外加载荷产生的摩擦力矩T F (N ．m)3102-⨯=πηhF FP T 滚珠丝杠副预加载荷T P 产生的预紧力矩（N ．m ）32101-⨯-•=ηh P P P F T式中：P h —滚珠丝杠副导程η—未预紧的滚珠丝杠副效率（1、2、3级精度的丝杠η=0.9，4级精度以下的丝杠η=0.85） F —作用在滚珠丝杠副上的外加轴向载荷，不同情况下取值不一样。
若计算电机启动转矩时，机械是空载起动，F 是导轨摩擦力（垂向动动F 还包括机构重量）﹔若计算电机工作转矩时，F 还包括导轨摩擦力和工作载荷（垂向运动F 还包括机构重量）。
● 负荷转动惯量J L (kg ．m 2)及传动系统转动惯量J(kg ．m 2)的计算。
∑∑+=22)2()(mj j m i i L n V m n n J J πL m J J J += 式中J i ，n i —各旋转件的转动惯量(kg ．m 2)和转速(r/min)m j ,v j —各直线运动件的质量(kg)和速度(m/min) J m ,n m —电机的转动惯量(kg ．m 2)和转速(r/min)● 加速转矩T a 和最大加速转矩T am当电机转速由n 1升至n 2时： aa t n n J T 60)(221-•=π当电机从静止长至m ax n : aam t n J T 602maxπ•=n —电机转速(r/min) n max —电机最高转速(r/min) a t —加速时间 m a t t )4~3(≈或者按性能要求自定m t 电机时间常数。
可查电机样本● 电机最大启动转矩Tr(N ．m) ()e f b P F m r T i T T T T T T +++++=式中: i —电机到滚珠丝杠副的传动比。
直联i=1。
T b 、T f 分别为滚珠丝杠副两端支承产生的力矩T e —不在滚珠丝杠副上的其它传动组件的摩擦力矩折算到电机上的值。
● 电机连续工作的最大转矩：机械在最大工作载荷下连续均匀运转时的电机转矩M T (N ．m)()e f b P F M T i T T T T T ++++=● 按照样本选用电机时要注意以下三方面： a.惯量匹配按所选电机的说明书。
b.验算电机的最大转矩≧r T 。
c.验算电机的额定转矩≧M T 且M T 在电机的连续工作区间。
11.传动系统刚度计算● 传动系统的刚度K 计算)1(11111111式K K K K K K K K h t d R b s Φ++++++=式中 s K —滚珠丝杠副的拉压刚度，计算见下页说明。