已知条件：
 工作台重量 =80KG=800N  工件及夹具最大重量 =200N 工作台最大行程 =950mm工作台导轨的摩擦系数为u=0.1 快速进给速度 =2m/min   定位精度为20um/300mm,全行程25um,重复定位精度为10um  要求寿命为10000小时（单班制工作十年）。各种切削方式的纵向切削力Fa,速度V和时间比例q及其他见下表

表二切削方式的纵向切削力Fa,速度V和时间比例q
切削方式 纵向切削力
Pxi(N) 垂向切削力
Pzi(N) 进给速度
Vi(m/min) 工作时间百分比
% 丝杠轴向载荷
(N) 丝杠转速
r/min
强力切削 2000 1200 0.6 10 2920 60
一般切削 1000 500 0.8 30 1850 80
精切削 500 200 1 50 1320 100
快速进给 0 0 2 ５ 800 1500
1） 确定滚珠丝杠副的导程
      ———— ：工作台最高移动速度；
 ：电机最高转速
I ：传动比
电机与丝杠间为齿轮连接式
i=4（取一级减速齿轮）
由上表查得 =2m/min， =1500r/min    
 代入得 0.33mm
查《现代机床设计手册》取 5mm
2） 确定当量转速与当量载荷
（1） 各种切削方式下，丝杠转速
由上表查的 =0.6,  =0.8,  =1,  =2
代入得 120， 160， 200， 400
（2） 各种切削方式下，丝杠轴向载荷
 ：丝杠轴向载荷， ：纵向切削力， ：垂向切削力
由上表得  (i=1,2,3,4)分别为2000 N,1000N,500N,0N
          (i=1,2,3,4)分别为1200N,500N,200N,0N
已知 ＝800 N， ＝200 N 
代入得  (i=1,2,3,4)分别为2200N，1150N，620N，1000N
（3） 当量转速
   /100+  /100+  /100+  /100
数据代入得 200r/min
（4） 当量载荷
 
带入数据得 ＝1097N
3） 初选滚珠丝杠副，由公式《现代机床设计手册》（3.7－24）知
 
查《现代机床设计手册》表（3.7－51）—表（3.7－54）
得 ＝1， ＝1， ＝1， ＝0.53， =1.3， ＝10000h
代入数据可求得 ＝13272N=13.27KN
4)确定允许的最小螺纹底径
（1）估算丝杠允许的最大轴向变形量
① （1/3—1/4）重复定位精度  
②  (1/4—1/5 )定位精度
 ：最大轴向变形量
已知重复定位精度10 ，定位精度25 ，
① ＝3
② ＝6
取两种结果最小值 ＝3
（2）估算最小螺纹底径
丝杠要求预拉伸，取两端固定的支承形式
 
 ：最小螺纹底径mm
L＝（1.1—1.2）行程+(10—14) 
静摩擦力 =
已知行程950mm， ＝800N,  =0.2
代入数据得L=1110mm， ＝160N,  =9.5mm
5）确定滚珠丝杠副得规格代号
（1） 选内循环浮动式法兰，直筒螺母型垫片预紧形式
（2） 由计算出的 ， ， 在《现代机床设计手册》中选取相应规格的滚珠丝杠副FFZD4005-5
 =5,  =22000N> =13272N
6)确定滚珠丝杠副预紧力
 =          其中 ＝2200
 ＝733N
7)行程补偿值与拉伸力
（1）行程补偿值C=11.8 ，式中 ＝
查《现代机床设计手册》
 ＝950， ＝110， ＝（2—4） ＝15
 温差取
代入数据得C=32
(2)预拉伸力
 ＝1.95    
代入得 ＝4807N
8）确定滚珠丝杠副支承用得轴承代号，规格
（1）轴承所承受得最大轴向载荷
 ＝4807＋2200＝7007
（2）轴承类型
两端固定的支承形式，选背对背60 角接触推力球轴承
（3） 轴承内径
d略小于 ＝40， =  ，取d＝30
带入数据得 ＝2336N
（4） 轴承预紧力：预力负荷 
（5） 按《现代机床设计手册》选取轴承型号规格
当d＝30mm，预加负荷为： 
所以送7602030TVP轴承
d＝30，预加负荷为2900> ＝2336N
9)滚珠丝杠副工作图设计
(1)丝杠螺纹长度
由表查得余程
（2）两固定支承距离 ，丝杠L
(3)行程起点离固定支承距离
 ＝1290， ＝1350， ＝1410， ＝30
10）传动系统刚度
（1）丝杠抗压刚度
1）丝杠最小抗压刚度
 ＝6 .6
 :丝杠底径
 ：固定支承距离
代入数据 ＝782N/
2）丝杠最大抗压刚度
 ＝6 .6    
代入数据得9000 N/
（2）支承轴承组合刚度
1）一对预紧轴承的组合刚度
 
 ：滚珠直径mm
Z：滚珠数，
  ：最大轴向工作载荷N
  ：轴承接触角
由《现代机床设计手册》查得7602030TVP轴承
 是预加载荷得3倍
 ＝8700N/                 =375 N/
   2）支承轴承组合刚度
        ＝750 N/
3)滚珠丝杠副滚珠和滚道的接触刚度
      
 ：《现代机床设计手册》上的刚度
 ＝2150 N/ ,  =2200N,  =733N
代入数据得 ＝1491 N/
11）刚度验算及精度选择
 =3.5，Z＝17， ＝
（1）      
代入前面所算数据
得 ＝
         
代入前面所算数据
得 
 
已知 ＝800N,  =0.2,  =160N
 :静摩擦力， ：静摩擦系数， ：正压力
（2）验算传动系统刚度
 ＝
已知反向差值或重复定位精度为10
 ＝30>25.6
（3）传动系统刚度变化引起得定位误差
 ＝ （ － ），代入 ＝5
（4）确定精度
 ：任意300mm内行程变动量对系统而言
  0.8×定位精度－ ；定位精度为20 /300
 <14.3 ,丝杠精度取为3级； ＝12 <14.3
（5）确定滚珠丝杠副得规格代号
已确定得型号：FFZD
公称直径：40，导程：5
螺纹长度1290，丝杠长度1410
P类3级精度
所选规格型号：FFZD4005-3-P3/1410×1290
12）验算临界压缩载荷
丝杠所受大轴向载荷 小于丝杠预拉伸力F
不用验算
13）验算临界转速
 
 ：临界转速n/min   
f：与支承形式有关的系数    ：丝杠底径
 ：临界转速计算长度mm
由《现代机床设计手册》
得f＝21.9,  =40,  =
可得 ＝5028> =1500

本文出自：南京第二机床厂配件经销中心  www.njnmt2.com