精度等级为2级，查表1---6得精度系数fa?1。查表1---7得可靠性系数fc?0.44，额定寿命Lh?20000h代入式Cam?3得
Cam?360nmLhFmfw100fafc100?1?0.4460nmLhFmfw100fafc ?360?230?20000?381.95?1.3N
?7673.75N 表1---5 载荷性质系数fw
无冲击（很平载荷性质 稳） fw 伴有冲击或振轻微冲击 动 1.2~1.5
1.5~2 1~1.2 表1---6精度系数fa
精度等级 fa 1、2、3 1 4、5 0.9 7 0.8 10 0.7
表1---7可靠性系数fc
可靠性90 /(％) fc 95 0.62 96 0.53 97 0.44 98 0.33 99 0.21 1
（2）因对滚珠丝杆螺母副将实施预紧，所以可按式Cam?feFamax估
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算最大轴向载荷。查表1---8得欲加动载荷系数fe?4.5，则 Cam?feFamax?4.5?1302.4288N?5850.93N
表1---8 欲加动载荷系数fe
欲加载荷类型 轻预载 6.7 中预载 4.5 重预载 3.4 f e（3）确定滚珠丝杆预期的额定动载荷Cam。
取其最大值，即Cam=7673.75
4）按精度要求确定允许的滚珠丝杆的最小螺纹底经d2m （1）估算允许的滚珠丝杆的最大轴向变形。
已知工作台的定位精度为25?m，重复定位精度为18?m，根据公式?max?(0.3~0.5）重复定位精度?m和?max?(0.2~0.25）定位精度
?m以及定位精度和重复定位精度的要求，得
?18?m?(6~9)?m， ?max1?(0.3~0.5）?25?m?(5~6.25)?m ?max2?(0.2~0.25） 取二者较小值，?max?5?m。
（2）估算允许的滚珠丝杆的最小螺纹底经d2m。
本机床工作台（X）轴滚珠丝杆螺母副拟采用两端固定式的安装方式。滚珠丝杆螺母副的两个固定支承之间的距离为L=行程+安全行程+2×余程+螺母长度+支承长度≈（1.2～1.4）行程+（25～30）L0
取L=1.4×行程+30L0=（1.4×580+30×10）mm=1112mm，又
F0=90.75N，由式
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d2m?0.039F0L得d?max2m?0.039F0L?max?0.039?90.75?1112?5.55mm 55）初步确定滚珠丝杆螺母副的规格型号
根据计算所得的L0、Cam、d2m，初步选择FFZD型内循环垫片预紧螺母式滚珠丝杆螺母副FFZD5010-3,其公称直径d0、基本导程L0、额定动载荷Ca，丝杠底径d2分别为： d0?32mm L0?10mm，
Ca?25.7kN?Ca?7.7kN, d2?27.3mm?d2m?11.1mm， 符合要求。
6）由式Fp?1FamaxCa?Cam确定滚珠丝杆螺母副的预紧力Fp
3 Fp?Famax??1302.4288N?434.143N 7）计算滚珠丝杆螺母副的目标行程补偿值和预拉伸力 (1)按式?t???tLu?11?tLu?10?6mm计算目标行程补偿值?t 其中?t---目标行程补偿值(mm)；
?t---温度变化值（?C），一般情况下为
13132~3?C；
?---丝杆的线膨胀系数（1/?C）,一般情况下为
11?10?6/?C；
Lu---滚珠丝杆副的有效行程(mm)。
已知温度变化值
?t?2?C，丝杆的线膨胀系数
??11?10?6/?C，滚珠丝杆副的有效行程
Lu=工作台行程+安全行程+2×余程+螺母长度
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=（580+100+2×20+146）mm=866mm,
故?t???tLu?11?tLu?10?6mm?11?2?866?10?6mm?0.0191mm
(2)按式Ft?1.81?td22计算滚珠丝杆的预拉伸力Ft。
已知滚珠丝杆螺纹底径d2?27.3mm,滚珠丝杆的温度变化值
?t?2?C，则
Ft?1.81?td22?1.81?2?27.32N?2697.95N 8)确定滚珠丝杆螺母副支承用轴承的规格型号
（1）按式FBmax?Ft?1Famax计算轴承所承受的最大轴向载荷FBmax。
2 FBmax?Ft?Famax?(2697.95??1302.4288)N?3349.1644N (2)计算轴承的预紧力FBp
FBp?FBmax??3349.1644N?1116.388N (3)计算轴承的当量轴向载荷FBam
FBam?FBp?Fm?(1116.388?398.8965)N?1515.2845N (4)按式C?P360nLh计算轴承的基本额定动载荷C。
10013131212已知轴承的工作转n?nm?230r/min速,轴承所受的当量轴向载荷FBam?1515.2845N,轴承的基本额定寿命L?20000h。轴承的径向载荷Fr和轴向载荷Fa分别为
Fr?FBamcos60o?1515.2845?0.5N?757.64N Fa?FBamsin60o?1515.2845?0.87N?1312.24N 因为
Fa1312.24??1.732?2.17，所以查表Fr757.641---9得，径向系数
X=1.9，轴向系数Y=0.54，故
P?XFr?YFa?(1.9?757.64?0.54?1312.24)N?2148.1256N
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C?P32148.12563360nLh??60?230?20000N?13985.1N 100100
表1--9 载荷系数
组合列数 承载列数 组合形式 Fa?2.17Fr2列 3列 4列 1列 2列 1列 2列 3列 1列 2列 3列 4列 DF DT DFD DFD DTD DFT DFF DFT DTT X 1.9 --- 1.43 2.33 --- 1.17 2.33 2.53 --- Y 0.54 --- 0.77 0.35 --- 0.89 0.35 0.26 --- Fa?2.17Fr X 0.92 0.92 0.92 0.02 0.02 0.92 0.92 0.92 0.92 Y 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 (5)确定滚动轴承的规格型号
由于滚珠丝杆螺母副拟采取预拉伸措施，所以选用60°角接触球轴承组背对背安装。由于滚珠丝杆的螺纹底径d2为27.3mm，所以选择轴承的内径d为25mm。
在滚珠丝杆的两个固定端均选择60?角接触球轴承两件一组背对背安装，组成滚珠丝杆的两端固定支承方式。轴承的型号为760205TNI/P4DFB,尺寸（内径×外径×宽度）为25mm×52mm×15mm，选择脂润滑。该轴承的预载荷能力FBP,为1250N，大于计算所得的轴承预紧力FBP=1116.288N.并在脂润滑状态下的极限转速为2600r/min,等于滚珠丝杆的最高转速nmax?1500r/min，故满足要求。该轴承的额定动载荷为C'=22000N，而该轴承在20000h
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立式数控铣床工作台(X轴)设计
