1、滚珠丝杠螺母副是由丝杠、螺母、滚珠等零件组成的机械元件，其作用是将旋转运动转变为直线运动或将直线运动转变为旋转运动，它是传统滑动丝杠的进一步延伸发展。这一发展的深刻意义如同滚动轴承对滑动轴承所带来得改变一样。滚珠丝杠副因优良的摩擦特性使其广泛的运用于各种工业设备、精密仪器、精密数控机床。尤其是近年来，滚珠丝杠副作为数控机床直线驱动执行单元，在机床行业得到广泛运用，极大的推动了机床行业的数控化发展。这些都取决于其具有以下几个方面的优良特性：传动效率高、 定位精度高、 传动可逆性、 使用寿命长、 同步性能好编号规则及含义FFZD计算举例某台加工中心台进给用滚珠丝杠副的设计计算:已知: 工作台重量
2、W 1=5000N 工作及夹具最大重量 W2=3000N 工作台最大行程 LK=1000mm 工作台导轨的摩擦系数:动摩擦系数 =0.1 静摩擦系数 0=0.2 快速进给速度 V max=15m/min 定位精度 20 m/300mm 全行程 25 m 重复定位精度 10 m 要求寿命 20000 小时(两班制工作十年)。表 1 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 200 0.8 30 1850 80精
3、切削 500 200 1 50 1320 100快速进给 0 0 15 10 800 15001)确定滚珠丝杠副的导程因电机与丝杠直联，i=1由表 1 查得代入得，按第 2 页表，取2）确定当量转速与当量载荷（1） 各种切削方式下，丝杠转速由表 1 查得代入得（1）各种切削方式下，丝杠轴向载荷由表 1 查得代入得（3）当量转速由表 1 查得代入得（2）当量载荷代入得3）预期额定动载荷（1） 按预期工作时间估算按表 9 查得：轻微冲击取 f w=1.3按表 7 查得：13 取 按表 8 查得：可靠性 97%取 fc=0.44已知：L h=20000 小时代入得（2）拟采用预紧滚珠丝杠副，按最大负
4、载 Fmax计算：按表 10 查得：中预载取 F e=4.5代入得取以上两种结果的最大值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 （1/31/4）重复定位精度 （1/41/5）定位精度: 最大轴向变形量 m已知：重复定位精度 10m, 定位精度 25m =3 m=3 =6取两种结果的小值 =3m(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(1.11.2)行程+（1014）已知：行程为 1000mm, 代入得5）确定滚珠丝杠副的规格代号（1）选内循环浮动式法兰，直筒双螺母型垫片预形式（2） 由计算出的 在样本中取相应规格的滚珠丝杠副FFZD4010-36) 确
5、定滚珠丝杠副预紧力其中7）行程补偿值与与拉伸力（1） 行程补偿值式中：=（24）(2) 预拉伸力代入得8）确定滚珠丝杠副支承用的轴承代号、规格（1） 轴承所承受的最大轴向载荷代入得（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 略小于取 代入得（4）轴承预紧力预加负荷（5）按样本选轴承型号规格当 d=30mm 预加负荷为：F BP所以选 7602030TVP 轴承d=30mm预加负荷为9 ) 滚珠丝杠副工作图设计(1) 丝杠螺纹长度 Ls：Ls=Lu+2Le 由表二查得余程 Le=40绘制工作图（2）两固定支承距离 L1按样本查出螺母安装联接尺寸丝杠全长 L
6、（3）行程起点离固定支承距离 L0由工作图得Ls=1290L1=1350L=1410L0=3010 ) 电机选择（略）11 ) 传动系统刚度（1）丝杠抗压刚度1）丝杠最小抗压刚度Ksmin= 6.6 10Ksmin ：最小抗压刚度 N/ md2 ：丝杠底径L1 ：固定支承距离Ksmin=575 N/ m2）丝杠最大抗压刚度Ksmax=6.6 10Ksmax ：最大抗压刚度 N/ mKsmax=6617 N/ m(2) 支承轴承组合刚度1)一对预紧轴承的组合刚度KBO=22.34KBO：一对预紧轴承的组合刚度 N/ mdQ ：滚珠直径 mmZ ：滚珠数Famax ：最大轴向工作载荷 N：轴承接触
7、角由样本查出 7602030TUP 轴承 是预加载荷的 3 倍dQ=7.144 Z=17 =60Kamax=8700 N/ mKBO=375 N/ m2）支承轴承组合刚度由表 13 两端固定支承Kb=2 KBOKb=750 N/ mKb ：支承轴承组合刚度 N/ m3）滚珠丝杠副滚珠和滚道的接触刚度KC= KC (KC ：滚珠和滚道的接触刚度 N/ mKC ：查样本上的刚度 N/ mFP ：滚珠丝杠副预紧力 NCa ：额定动载荷 N由样本查得：KC =1410 N/ m；C a=3600N；FP=1000 N得 KC=920 N/ m12) 刚度验算及精度选择（1） = N/ m= N/ mF0=已知 W1=5000 N ， =0.2F0=1000 NF0 ： 静摩擦力 N：静摩擦系数W1 ：正压力 N（2）验算传动系统刚度KminKmin ：传动系统刚度 N已知反向差值或重复定位精度为 10Kmin=222160（3）传动系统刚度变化引起的定位误差=1.7 m（4）确定精度 V300p ：任意 300mm 内的行程变动量对半闭环系统言，V300p0.8定位精度-定位精度为 20 m/300V300p14.3 m丝杠精度取为 3 级V300p=12 m14.3(5) 确定滚珠丝杠副的规格代号
