1、 确定滚珠丝杆副的导程

　　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0.99.X向最大运动速度24m/min，即24000mm/min。

　　则丝杠导程为

　　实际取Ph=10mm，可满足速度要求。

　　2 、滚珠丝杆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0.004.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0.006.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：

　　滚珠丝杆副的当量载荷：

　　滚珠丝杆副的当量转速：

　　3 、滚珠丝杆副预期额定动载荷

　　3.1、按滚珠丝杆副的预期工作时间计算：

　　式中：

　　nm — 当量转速，

　　Lh — 预期工作时间，测试机床选择15000小时

　　f W — 负荷系数，平稳无冲击选择 fW =1

　　fa — 精度系数，2级精度选择 f a =1

　　fc — 可靠性系数，一般选择 fc =1

　　3.2 按滚珠丝杆副的预期运行距离计算：

　　式中：

　　Ls — 预期运行距离，一般选择Ls = 24X103 m

　　3.3 、按滚珠丝杆副的预加最大轴向负载计算：

　　式中：

　　fe — 预加负荷系数，轻预载时，选择fe = 6.7

　　fmax — 丝杠副最大载荷

　　4 、估算滚珠丝杆的最大允许轴向变形量dm

*重复定位精度

　　X向运动的重复定位精度要求为0.03mm，则

　　5 、估计算滚珠丝杆副的螺纹底X

　　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：

　　L» (1.1~1.2) ´l + (10~14) ´Ph= 1.2´1000+14´10 =1340mm

　　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：

　　F0 — 导轨静摩擦力，F0=49.4N

　　L — 滚珠螺母至滚珠丝杠固定端支承的最大距离，L = 1340mm  则有

　　6 、导程精度的选择

　　根据X向运动的定位精度要求达到0.08mm/1000mm，则任意300mm。长度的导程精度为0.024mm。

　　7 、确定滚珠丝杆副规格代号

　　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Ph=10mm，丝杠外X d=61mm，螺母外径90mm，珠径6.35mm，额定动载荷Ca =48740N >Cam，额定静载荷Cao=156912N。

　　8 、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：1.5KW;额定转矩：7.15 N.m;电机惯量JM：0.00123 Kg.m2

　　X向运动工件及工作台质量估计最大值约1500Kg。

　　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：

　　8.2 、外部负荷产生的摩擦扭矩：

　　Ph — 滚珠丝杆副的导程

　　h — 未预紧的滚珠丝杆副的效率(2级精度h=0.9)

　　F — 外加轴向载荷，含导轨摩擦力，其中含切削力为0

　　8.3 、预紧力产生的摩擦扭矩：

　　式中：

　　Fp — 滚珠丝杆副间的预紧力，Fp = F max/3 = 49.4/31 = 6.47N

　　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：Tb1=0.23N.m。

　　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n2=144rpm，最大加速度为a=40mm/s2.则工作台速度从0升至25mm/s所需时间：

　　当电机转速从n1=0升至n2=144rpm时，其负荷扭矩

　　8.6、电机总扭矩：

　　所选择电机额定扭矩为7.15N.m，大于计算电机总扭矩3倍以上。所选择电机扭矩符合要求。