滚珠丝杠和导轨的计算选型方法

一.已知条件：UPH、工作台质量m1、行程长度ls、*高速度Vmax、加减速时间t1和t3、

定位精度+-0.3mm/1000mm、往复运动周期、游隙0.15mm二.选择项目：丝杠直径、导程、螺母型号、精度、轴向间隙、丝杠支撑方式、马达三.计 算：1.精度和类型。（游隙、轴向间隙）0.15mm，选择游隙在0.15以下的丝杠，查表选择直径32mm以下的丝杠。

32mm游隙为0.14mm。

为了满足+-0.3mm/1000mm则，+-0.3mm/1000=x/300 则x=+-0.09mm.必須選擇±0.090mm／300mm以上的導程精度。参照丝杠精度等级，选择C7级丝杠。丝杠类型：根据机构确定丝杠类型是：轧制或研磨、定位或传动2.导程。（以直线速度和旋转速度确定滚珠丝杠导程） 导程和马达的*高转速

Ph>=60*1000*v/(N/A) 1.Ph:丝杆导程mm 2.V：预定的*高进给速度m/s 3.N：马达使用转速rpm 4.A：减速比3.直径。（负载确定直径）动载荷、静载荷；计算推力，一般只看动载荷

轴向负荷的计算：u摩擦系数；a=Vmax/t加速度；t加减速时间；

水平时：加速时承受*大轴向载荷，减速时承受*小载荷；垂直时：上升时承受*大轴向载荷，下降时承受*小载荷；

1.加速时（上升）N：Fmax=u*m*g+f-m*a 2.减速时（下降）N：Fmin=u*m*g+f-m*a 3.匀速时N：F匀=u*m*g+fu 因螺桿軸直徑越細，螺桿軸的容許軸向負荷越小 4.长度。（总长=工作行程+螺母长度+安全余量+安装长度+连接长度+余量）。如果增加了防护，比如护套，

需要把护套的伸缩比值（一般是1：8，即护套的*大伸长量除以8）考虑进去。5.支撑方式。固定-固定 固定-支撑 支撑-支撑 固定-自由6.螺母的选择：

7.许用转速计算：螺桿軸直徑20mm、導程Ph=20mm*高速度Vmax＝1m/s

则：*高轉速 Nmax=Vmax*60*/Ph 许用转速（临界转速） N1=r*（d1/）*

r安装方式决定的系数；d1=丝杠轴沟槽谷径；l=安装间距 所以有：*高转速 < 许用转速8.刚度的选择 9.选择马达

*验证：刚度验证、精度等级的验证、寿命选择、驱动转矩的选择

*滚珠丝杠副预紧：1.方式：双螺母垫片预紧、单螺母变位导程预紧、单螺母增大滚珠直径预紧；

2.目的：消除滚珠丝杠副的轴向间隙、增大滚珠丝杠副的刚性、*DN值： D：滚珠丝杠副的公称直径，也为滚珠中心处的直径（mm）; N：滚珠丝杠副的极限转速（rpm）*导程精度、定位精度、重复定位精度

导程精度：1.有效行程Lu内的平均行程偏差e（um），ep=2*（Lu/300）*V300<=C；

2.任意300mm行程内行程变动量V300(um)，V300<=定位精度：1）.导程精度2）.轴向间隙3）传动系统的轴向刚性 4)热变形 5）丝杠的运动姿势重复定位精度：预紧到负间隙的丝杠，重复定位精度趋于零；

直线导轨的选择

1.直线导轨的运动精度：

1）运动精度：a：滑块顶面中心对导轨基准底面的平行度；b:与导轨基准侧面同侧的滑块侧面对导轨基准侧面的平行度。
2）综合精度：a：滑块上顶面与导轨基准底面高度H的极限偏差；b：同一平面上多个滑块顶面高度H的变动量；c：与导轨基准侧面同侧的滑块侧面对导轨基准侧面间距离W1的极限偏差；d:：同一导轨上多个滑块侧面对导轨基准侧面W1的变动量。
3）导轨上有超过两个以上的导轨，只检验首尾两个滑块，中间的不做W1检验，但中间的W1应小于首尾的W1。

2.选择：

1---确定轨宽。

轨宽指滑轨的宽度。轨宽是决定其负载大小的关键因素之一2---确定轨长。

这个长度是轨的总长，不是行程。全长=有效行程+滑块间距（2个以上滑块）+滑块长度×滑块数量+两端的安全行程，如果增加了防护罩，需要加上两端防护罩的压缩长度。3---确定滑块类型和数量。

常用的滑块是两种：法兰型，方形。前者高度低一点，但是宽一点，安装孔是贯穿螺纹孔，后者高一点，窄一点，安装孔是螺纹盲孔。两者均有短型、标准型和加长型之分（有的品牌也称为中负荷、重负荷和超重负荷），主要的区别是滑块本体（金属部分）长度不同，当然安装孔的孔间距也可能不同，多数短型滑块只有2个安装孔。滑块的数量应由用户通过计算确定，在此只推荐一条：少到可以承载，多到可以安装。滑块类型和数量与滑轨宽度构成负载大小的三要素。4---确定精度等级。

任何厂家的产品都会标注精度等级，有些厂家的标注比较科学，一般采用该等级名称的第一个字母，如普通级标N，精密级标P。5---确定其他参数

除上述4个主要参数外，还有一些参数需要确定，例如组合高度类型、预压等级等。预压等级高的表示滑块和滑轨之间的间隙小或为负间隙，预压等级低的反之。感官区别就是等级高的滑块滑动阻力大，等级低的阻力小。表示方法得看厂家选型样本，等级数有3级的，也有5级的。等级的选择要看用户的实际使用场合，大致的原则是滑轨规格大、负载大、有冲击、精度高的场合可以选预压等级高一点的，反之选低一点。提示：1--预压等级与质量无关，2—预压等级与滑轨使用精度成正比，与使用寿命成反比。

尺寸链的基本术语

1.尺寸链——在机器装配或零件加工过程中，由相互连接的尺寸形成封闭的尺寸组，称为尺寸链。间隙A0与其它尺寸连接成的封闭尺寸组，形成尺寸链。
2.环——列入尺寸链中的每一个尺寸称为环,A0、A1、A2、A3都是环。长度环用大写斜体拉丁字母A，B，C表示；角度环用小写斜体希腊字母α，β等表示。
3.封闭环——尺寸链中在装配过程或加工过程后自然形成的一环称为封闭环。封闭环的下角标“0”表示。
4.组成环——尺寸链中对封闭环有影响的全部环，称为组成环。组成环的下角标用阿拉伯数字表示。
5.增环——尺寸链中某一类组成环，当其他组成环的大小不变，若封闭环随着某组成环的增大而增大，则该组成环为增环。
6.减环——尺寸链中某一类组成环，当其他组成环的大小不变，若封闭环随着某组成环的减小而减小，则该组成环为减环。
7.补偿环——尺寸链中预先选定某一组成环，可以通过改变其大小或位置，使封闭环达到规定的要求，该组成环为补偿环。
封闭环：基本尺寸：A0=Ap1+Ap2-Aq3 上偏差：ES0=ESp1+ESp2-EIq3 下偏差：EI0=EIp1+EIp2-ESq3A0:封闭环 Ap1、Ap2：增环 Aq3：减环封闭环基本尺寸＝所有增环基本尺寸－所有减环基本尺寸；封闭环的上偏差＝所有增环的上偏差－所有减环的下偏差；封闭环的下偏差＝所有增环的下偏差－所有减环的上偏差。

1．退火：指金属材料加热到适当的温度，保持一定的时间，然后缓慢冷却的热处理工艺（随炉冷却）。常见的退火工艺有：再结晶退火、去应力退火、球化退火、完全退火等。退火的目的：主要是降低金属材料的硬度，提高塑性，以利切削加工或压力加工，减少残余应力，提高组织和成分的均匀化，或为后道热处理作好组织准备等。
2．正火：指将钢材或钢件加热到或（钢的上临界点温度）以上，30～50℃保持适当时间后，在静止的空气中冷却的热处理的工艺。正火的目的：主要是提高低碳钢的力学性能，改善切削加工性，细化晶粒，消除组织缺陷，为后道热处理作好组织准备等。
3．淬火：指将钢件加热到Ac3或Ac1（钢的下临界点温度）以上某一温度，保持一定的时间，然后以适当的冷却速度，获得马氏体（或贝氏体）组织的热处理工艺。常见的淬火工艺有盐浴淬火，马氏体分级淬火，贝氏体等温淬火，表面淬火和局部淬火等。淬火的目的：使钢件获得所需的马氏体组织，提高工件的硬度，强度和耐磨性，为后道热处理作好组织准备等。
4．回火：指钢件经淬硬后，再加热到Ac1以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。常见的回火工艺有：低温回火，中温回火，高温回火和多次回火等。回火的目的：主要是消除钢件在淬火时所产生的应力，使钢件具有高的硬度和耐磨性外，并具有所需要的塑性和韧性等。
5．调质：指将钢材或钢件进行淬火及高温回火的复合热处理工艺。使用于调质处理的钢称调质钢。它一般是指中碳结构钢和中碳合金结构钢。
6．渗碳：渗碳是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层，再经过淬火和低温回火，使工件的表面层具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。 “四把火”随着加热温度和冷却方式的不同，又演变出不同的热处理工艺。为了获得一定的强度和韧性，把淬火和高温回火结合起来的工艺，称为调质。某些合金淬火形成过饱和固溶体后，将其置于室温或稍高的适当温度下保持较长时间，以提高合金的硬度、强度或电性磁性等。这样的热处理工艺称为时效处理。

7.渗氮：

正火：850淬火：840回火：600

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