要破坏形式是工作表面的疲劳点蚀，因此要进行动载强度计算，其计算动载荷应小于或等于滚珠丝杠螺母副的额定动负荷，见公式式式中动载荷系数，般当量动负荷滚珠丝杠螺母副的额定动载荷寿命，以转为单位,见式式式中使用寿命般机床可取，数控机床可取滚珠丝杠的当量转速见式式由题目给的参数可知，丝杠的最高转速为，丝杠的最小进给速度为，故最小转速可取。则平均转速，故丝杠的工作寿命见式式本题取，因此，计算动载荷•根据附录可以选择的滚珠丝杠螺母副的型号与参数，使得，初选择滚珠丝杠的直径为，基本导程，型号为,其额定动载荷是，强度足够用。效率计算根据机械原理的公式，丝杠螺母副的传动效率η见公式式式中螺纹的螺旋升角，该丝杠为摩擦角约等于。则故满足滚珠丝杠螺母副传动效率大于的要求。滚珠丝杠的精度选择滚珠丝杠的精度直接影响数控机床的定位精度，在滚珠丝杠的精度参数中，其导程误差对机床定位精度最明显。般的初步设计时，设定丝杠的任意行程变动量应小于目标设定定位精度值的所以，查表可知，滚珠丝杠的精度等级为级。滚珠丝杠的制动由于滚珠丝杠的传动效率高，无自锁功能特别是本次设计中的向传动，为了防止自重下降，必须装有制动装置。目前常用的制动方式有机械式和电气式两种。电气方式是采用电磁制动器，而且这种制动器就做在电动机内部。加工中心工作时，在制动器线圈电磁力的作用下，使两齿轮脱开，弹簧受压缩，当停机或停电时，电磁铁失电，在弹簧恢复力的作用下，两齿轮啮合，故与电机轴的联接的丝杠得到制动。机械制动是采用摩擦离合器。加工中心工作时，电磁铁通电，使摩擦离合器脱开，运动由伺服电机经联轴器传给丝杠，带动工作台移动。当加工完毕，伺服电机和电磁铁同时断电，借压力弹簧作用合上摩擦离合器，使丝杠不能转动，工作台便停止。本次设计采用电气方式。滚珠丝杠螺母副支承的选择滚珠丝杠两端的支承的配置情况有种情况如图所示的轴向固定方式。其中，图为端轴向固定端自由的支承配置方式，这种支承形式结构简单，丝杠的轴向刚度比两端固定低，丝杠的压杆稳定性和临界转速都较低，设计师时尽量使丝杠受拉伸。对于行程小转速较低的短丝杠和竖直丝杠可采用悬臂支成机构。图为端轴向固定端游动的支承配置方式，对于高精度中等转速的较长的卧式安装丝杠，为了防止热变形造成丝杠变长的影响，常采用端轴向固定的支承固定方式。图为两端固定方式，对于高精度高旋转的滚珠丝杠应该采用两端固定的安装方式，为了给丝杠施加预紧拉力，可采用两端固定方式，并在丝杠端安装碟形弹簧和调整螺母，既能对丝杠施加预紧力，又能让弹簧补偿丝杠热变形，保持预紧力近乎不变。图端固定端自由图端固定端游动图两端固定由于本设计的行程较短，转速较低，故采用端固定，段自由的支承形式。滚珠丝杠螺母副的间隙消除与预紧为了消除间隙和提高滚珠丝杆副的刚度，可以预加载荷，使它在过盈的条件下工作，常用的预紧方法有双螺母垫片式预紧双螺母螺纹式预紧双螺母齿差式预紧等。预紧后的刚度可提高到为无预紧时的倍。但是，预紧载荷过大，将使寿命下降和摩擦力矩加大。通常，滚珠丝杆在出厂时，就已经由制造厂调好预加载荷，并且预加载荷往往与丝杆副的额定动载荷有定的比例关系。双螺母垫片式预紧调整方法调整垫片厚度，使螺母产生轴向位移。特点结构见到，装卸方便，刚度高调整不便，滚道有磨损时，不能随时消除间隙和预紧，适用于高刚度重载传动。双螺母螺纹式预紧调整方法调整端部的圆螺母，使螺母产生轴向位移。结构紧凑，工作可靠，调整方便，丹准确性差，且易于松动，适用于刚度要求不高或随时调节预紧的传动。双螺母齿差式预紧调整方法两边的下螺母的凸缘上有外齿，分别与紧固的螺母座两端的内齿圈，两个螺母向相同方向旋转，每转过个齿，调整轴向位移。能够精确地调整预紧力，但结构尺寸较大，装配调整比较复杂，宜用于高度精度的传动机构。在垂直进给运动中要求要不定时调节预紧力，因而宜用双螺母螺纹式预紧。轴承的计算与选用轴承初选丝杠轴承的载荷主要是轴向载荷，径向除了丝杠自重外，般无外载荷。对丝杠轴承主要要求轴向精度和要求较高，摩擦力矩要尽量小，因此固定支承采用接触角推力角接触球轴承。它的特点有接触角大钢球数多承载能力大刚度高。既能承受轴向载荷，也能承受径向载荷，支承结构可以简化。根据载荷情况，轴承可以进行多种组合。轴承是按规定的预紧力供应的，使用时不需要自己调整。轴承启动摩擦力矩小，降低丝杠副驱动功率，提高进给系统的灵敏度。轴承的计算计算轴承的当量动载荷根据前面的计算可知轴向当量动载荷，丝杠的预紧力所以轴承的当量动载荷见式式计算轴承的径向负荷和轴向负荷和可由公式计算式计算轴承的判断系数判断系数可由公式计算公式计算轴承的当量动载荷由轴承的判断系数查机械设计手册可知，径向系数，轴向系数。故可由公式计算式计算轴承的基本额定动载荷基本额定动载荷可由公式计算式式中轴承的当量动载荷轴承的工作转速轴承的额定寿命已知轴承的工作转速，轴承所承受的当量动载荷，轴承的基本额定寿命。所以，计算轴承的额定动载荷确定轴承的规格型号因为滚珠丝杠螺母副采用拟采取预拉伸措施，所以角接触球轴承组背对背安装。由于滚珠丝杠的公称直径为，所以选择的轴承的内径为，以满足滚珠丝杠的结构需要。查附录，轴承的型号选择为哈尔滨轴承厂制造的轴承,额定动载荷,尺寸内径外径宽度为，选用脂润滑。传动系统的刚度计算伺服进给系统的传递刚度应该是整个系统折算到工作台上的当量刚度。由于系统最后的传动副般都是采用具有较大降速比的丝杠螺母齿轮齿条等机构，因此传动系统的当量刚度主要取决于最后传动件的刚度。丝杠螺母的传动刚度主要是由丝杠的拉压刚度，丝杠螺母间的接触刚度以及轴承和轴承座组成的支承刚度三部分组成。可分别计算出各部分的刚度，然后在根据轴向固定方式综合计算出丝杠螺母的总传动刚度。丝杠拉压刚度丝杠的拉压刚度的计算公式为式式中丝杠最小截面积弹性模量受力点到支承端的距离总行程长当时，此时的丝杠的拉压刚度最小，查阅机械设计手册可知，丝杠的弹性模量,根据选择丝杠的参数可知，当时，取得最小值。综上可得出。滚珠丝杠螺母副的轴向接触刚度根据前面所选的滚珠丝杠的参数可知,支承轴承的轴向刚度支承轴承的轴向刚度可以按计算公式式式中轴向载荷轴承钢球的直径接触角损和热焊，疲劳和压溃等几种形式。低速运动的平稳性。在低速运动时，作为运动部件的动导轨易产生爬行现象，进行进给爬行时，会降低工件精度，故要求导轨低速运动平稳，不产生爬行，这对高精度机床尤其重要。阻尼特性好。结构工艺性好。在可能的情况下，应尽量使导轨结构简单，便于制造和维护。对于刮研导轨，应尽量减少刮研量，对于镶装导轨，应做到更换容易。数控机床的导轨，除了满足以上的基本要求外，还有其特殊的要求速度范围宽，适应不同速度的变化移位准确，重复精度高。导轨的参数选取机床导轨的质量在定程度上决定了机床的加工精度工作能力和使用寿命。导轨的功用是导向和承载。车床的床身导轨属于进给导轨，进给运动导轨的动导轨与支承的静导轨之间的相对运动速度较低。直线运动滑动导轨截面形状主要有三角形矩形燕尾形和圆形，并可互相组合。由于矩形导轨制造简单，刚度高，承载能力大，具有两个相垂直的导轨面。且两个导轨面的误差不会相互影响，便于安装。再将矩形整体倾斜后，侧面磨损能自动补偿，克服了矩形导轨侧面磨损不能自动补偿的缺陷，使其导向性更好。本次设计我采用的是燕尾槽导轨,如图图燕尾槽导轨取滑块的导向面长度,查表得,，，,,,,。导轨的间隙调整导轨间隙调整装置广泛采用镶条和压板，结构形式很多，设计般要求如下调整方便，保证刚性，接触良好。镶条般放在应力较小侧，如要求调整后中心位置不变，可在捣鬼两侧各放根镶条导轨长度较长时，可采用两根镶条在两端调节，使结合面加工方便，接触良好。选择燕尾槽导轨的镶条时，应考虑装配的方式，即便于装配。镶条是用来调整矩形导轨和燕尾导轨的侧隙，以保证导轨面的正常接触。镶条应放在导轨受力较小的侧。压板用于调整辅助导轨面的间隙和承受颠覆力矩。本次设计采用梯形导轨，如图所示图梯形导轨为斜镶条小端厚度，滑座及镶条厚度为,镶条法向斜度，垂直于方向的斜度为由查表可得镶条尺寸，，，，，，由于镶条用于燕尾槽导轨中，强度高，不易折断，磨损小，所以采用钢，热处理方式采用正火。技术要求镶条上可开适当的油槽保证有足够的润滑油。导轨材料与热处理导轨材料用于机床导轨的材料应具有良好的耐磨性，摩擦系数小和动静摩擦系数小。加工和使用内应力产生的变形小，尺寸稳定性好等性能。机床滑动导轨常用材料主要是灰铸铁和耐磨铸铁。灰铸铁通常以或做固定导轨，以或做动导轨。导轨热处理般重要的导轨，铸件粗加工后进行次时效处理，高精度导轨铸件半精加工后还需进行第二次时效处理。常用导轨淬火方法有中频淬火，淬硬层深度。硬度。接触加热自冷表面淬火，淬硬深度,显微硬度左右。这种淬火方法主要用于大型铸件导轨。主要零件的校核滚珠丝杠螺母副的校核滚珠丝杠螺母副临界转速的校核对于丝杠有可能发生共振，需要验算其临界转速，不会发生共振的转速为临界转速可由公式计算式式中丝杠支承方式系数，当端固定端自由时当端固定端游动时当两端固定时，临界转速计算长度则所以，滚珠丝杠螺母副的临界转速的校核满足要求。滚珠丝杠螺母副寿命的校核滚珠螺母副的寿命，主要指疲劳寿命。它是指批尺寸规格精度相同的滚珠丝杠在相同的条件回转时其中不发生疲劳剥落的情况下运转的总速度。选用的滚珠丝杠的额定动载荷，运转条件系数，滚珠丝杠的懂载荷，滚珠丝杠螺母副的转速，则滚珠丝杠螺母副的寿命可由公式计算式即般来讲，在设计数控机床时，应该保证