刀架估计质量：150kg；
滑板的估计尺寸（长?宽?高）：400mm?200mm?80mm； 材料选为HT200。
3.2 滚珠丝杠的计算及选择 3.2.1 滚珠丝杠导程的确定
在本设计中，电机和丝杠直接相连，传动比为i?1，设电机的最高工作转速为nmax?1500r/min，则丝杠导程为：
Ph?vmaxnmax
(3.1)
8?103Ph??5.33，取 Ph?6
15003.2.2 确定丝杠的等效转速 n? (3.2)
由公式(3.2),最大进给速度时丝杠的转速：nmaxvr/min Phvmax8?103???1333.33r/min Ph6vmin1??0.167r/min Ph6最小进给速度时丝杠的转速：nmin?丝杠等效转速：（取 t1?2t2）
nm?nmaxt1?nmint2r/mint1?t2
(3.3)
t1，t2——转速nmax，nmin作用下的时间(s)。
nm?nmaxt1?nmint2?888.94r/min
t1?t2 - 13 -
3.2.3 估计工作台质量及工作台承重 刀架质量：G1?150?9.8?1470N
滑板：G2?400?200?80?7.85?103?9.81?10?9?520N 总质量：G?G1?G2?1470?520?2000N 3.2.4 确定丝杠的等效负载
工作负载是指机床工作时，实际作用在滚珠丝杠上的轴向压力，它的数值可用进给牵引力的试验公式计算。选定导轨为滑动导轨，取摩擦系数为0.03，K为颠覆力矩影响系数，一般取1.1?1.5，现取为1.1，则丝杠所受的力为（如图3.1所示）：
22G?FZ)?FY?G2222 ?1.1?1200?0.03?(?2000?4800)?1920??200022 =2013NFmax?KFX?f(
(3.4)
Fmin?0N
其等效负载可按下式估算 （取 t2?t1，n2?2n1 ）：
t1，t2——轴向载荷Fmax，Fmin作用下的时间(s)。
n1，n2——轴向载荷Fmax，Fmin作用下的转速(r/min)。
?Fnt?Fnt? Fm????1396N
n1t1?n2t2?? (3.5)
3.2.5 确定丝杠所受的最大动载荷 图3.1 受力分析
3max113min2213 - 14 -
1/3Ff?60Tn?mwhm?C?N?a?ffff??6?thak?10(3.6)
fw——负荷性质系数；（查表：当一般运转时，fw 为1.2?1.5，取fw=1.5。） ft——温度系数；（查表：）
fh——硬度系数；（查表：滚道实际硬度≥HRC58时，fh=1。） fa——精度系数；（查表：当精度等级为3时，fa=1.0。） fk——可靠性系数；(查表：可靠性为90%时，fk =1.00。) Fm——等效负荷(N)； nm——等效转速(r/min)；
Tn——工作寿命(h)。（查表得：数控机床：Th=15000。） 由公式(3.6) 60Thnm?60?15000?888.94?800?106
?60Thnm?ncr?Ca??Fmfw???16847N 610??133.2.6 选择滚珠丝杠型号
由文献[7,8]可知，查表选定丝杠为外循环插管式垫片预紧导珠管埋入型，型号： CDM3206-3。丝杠公称直径为φ32mm，基本导程Ph?6mm，其额定动载荷Ca?16917N，额定静载荷Coa?45968N，圈数?列数=1.5?2，丝杠螺母副的接触刚度为Kc?1130N/?m，丝杠底径27. 9mm，螺母长度为112mm，取丝杠的精度为3级。在本设计中采用双螺母垫片预紧。两边轴承分别为φ20mm和φ25mm。
本设计中丝杠采用两端固定的支承方式。选用成对丝杠专用轴承组合。 滚珠丝杠支承用专用轴承： 轴承特点：
1. 刚性大。由于采用特殊设计的尼龙成形保持架，增加了钢球数，且接触角为60°轴向刚性大。
2. 不需要预调整。对每种组合形式，生产厂家已作好了能得到最佳预紧力的间隙，故用户在装配时不需要再调整，只要按厂家作出的装置序列符号（＞）排列
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后，装紧即可。
3. 起动力矩小。与圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承相比，起动力矩小。
为了易于吸收滚珠螺母与轴承之间的不同轴度，推荐采用正面组合形式。（DF,DFD,DFF等） 3.3 校核
滚珠丝杠副的拉压系统刚度影响系统的定位精度和轴向拉压振动固有频率，其扭转刚度影响扭转固有频率。承受轴向负荷的滚珠丝杠副的拉压系统刚度Ke由丝杠本身的拉压刚度KS，丝杠副内滚道的接触刚度Kc，轴承的接触刚度KB，螺母座的刚度KH，按不同支承组合方式的计算而定。扭转刚度按丝杠的参数计算。
3.3.1 临界压缩负荷
丝杠的支承方式对丝杠的刚度影响很大，采用两端固定的支承方式并对丝杠进行预拉伸，可以最大限度地发挥丝杠的潜能。所以设计中采用两端固定的支承方式[9]。
临界压缩负荷按下式计算：
f1?2EIFcr?K1?FmaxNL20(3.7)
式中 E——材料的弹性模量E钢=2.1×1011(N/m2)；
L0——最大受压长度(m)； K1——安全系数，取K1=1/3； Fmax——最大轴向工作负荷(N)；
f1——丝杠支承方式系数；(支承方式为双推——双推时，见下图，
f1=4，f2=4.730)
I——丝杠最小截面惯性矩(m4)：
I?
?644d2??64?(d0?1.2dw)4
(3.8)
式中 d0——丝杠公称直径(mm)；
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