一、滾珠絲杠副計算托盤物品質量=1.4??，滑臺質量=10??，最快速度=20±0.05????，使用壽命??=15000?，絲杠副的工作載荷：=+=1.4+10=11.4N（1）絲杠副的設計計算：滾動絲杠摩擦系數：=0.009滾動絲杠摩擦力：????=????×??=11.4×0.009=0.1026??設：讓螺母在0.1秒內加速到0.017m/s由=+即0.017=0+??×0.1；??=0.017??m/s2牽引力：????=????=11.4×0.017/9.8=0.02??總工作負載：F=+=11.4+0.02=11.42N設傳動效率：=92%=F/=11.42/0.92=12.41N軸向載荷計算公式：=式中數，按下表查得，取=1.1表3-2.載荷性質無沖擊平穩轉動一般運動有沖擊和振動運轉1~1.21.2~1.51.5~2.5=1.0表3-3滾道實際硬度HRC≥58555045401.01.111.562.43.85精度系數，按下表查得，取精度系數C、DE、FGH1.01.11.251.43求得載荷????=????????????????=1.1×1.0×1.0×12.41=13.651????（2）根據壽命條件計算額定動載荷??初選導程??=1????，可得????=??/??=1×60/1=60??/??????，初選電機轉速nm=1440r/min。==13.651=148.73N（3）根據壽命條件計算額定動載荷選擇絲杠副尺寸，由查THK絲杠標準手冊得如下規格考慮各種因素，初選MDK1002-3滾珠絲杠副，其中：公稱直徑，導程：螺旋角：滾珠直徑：，圈數：3螺紋滾道半徑：R=0.52=偏心距：=0.050mm絲杠底徑：絲杠橫截面積：（4）穩定性驗算假設絲杠較短，用單推-單推式支撐方式式中實際承受荷載的能力，N；絲杠的彈性模量，對于鋼=210GPa；絲杠危險截面的軸慣性轉矩，壓桿穩定的支承系數（單推-單推式為1）取絲杠長：，絲杠是安全的不會失穩。（5）剛度驗算：滾珠絲杠在工作負載F(N)和轉矩T(Nm)共同作用下引起每個導程的變形量為：式中A絲杠的截面積，絲杠底徑的抗彎截面慣性矩；E鋼的彈性模量，對于鋼E=210GPa；“+”號用于拉伸時，“-”號用于壓縮時扭矩(N.cm),，其中為摩擦角，這里取，即按最不利的情況，即取F=絲杠在工作長度上的彈性變形所引起的導程誤差為MDK1002-3二、步進電機設計選擇4.1確定最高轉速快速行程的電機轉速必須嚴格限制在電動機的最高轉速之內式中：--電動機的最高轉速（r/min）;--快速行程中電動機的轉速（r/min）;--工作臺快速行程速度（m/min）;-i=1;-絲杠的導程（mm);根據已知條件：=1m/min，P=2mm，i=1則快速行程中的電機轉速所選電機最高轉速即可。4.2確定電動機轉動慣量轉換到電動機軸上的負載慣量應限制在2.5倍的電動機慣量之內（若超過則調整范圍將減小，時間常數將增加）。(匹配條件）式中：--電動機慣量（kg·m2）--轉換到電動機軸上的負載慣量（kg·m2）(1)計算折算到滾珠絲杠的等效轉動慣量式中：--滾珠絲杠的質量，=根據已知條件：材料密度，滾珠絲杠的公稱直徑，絲杠的工作長度L=0.02m,所以，帶入（2）計算折算到滾珠絲杠上的等效轉動慣量因為無齒輪傳動，所以.因為,所以驗算電機的選擇合理性4.3確定電動機的等效負載轉矩4.3.1快速空載起動時折算到電動機轉軸上的最大加速轉矩為電動機所用的加速時間4.3.2移動部件運動時折算到電動機上摩擦轉矩滾珠絲杠預緊后折算到電動機軸上的附加摩擦轉矩--預緊力4.3.3等效負載轉矩所以根據計算的等效轉動慣量以及等效負載轉矩，選步進電機型號為STM2832B。步距角；相數：2相；分配方式：2相4拍。三、齒輪的設計計算1.選精度等級、材料及齒數（1）選小齒輪材料為40Cr（調質），齒面硬度217～286HBS，大齒輪材料為45鋼（調質），齒面硬度為197～286HBS。（2）一般工作機器，選用8級精度。（3）選齒輪齒數Z1=20，（4）壓力角a=20°。2.按齒面接觸疲勞強度設計（1）由式試算小齒輪分度圓直徑，即d1）確定公式中的各參數值。①試選載荷系數KHt=1.3②計算小齒輪傳遞的轉矩T③選取齒寬系數jd=1。④由圖查取區域系數ZH=2.5。⑤查表得材料的彈性影響系數Z⑥計算接觸疲勞強度用重合度系數Z端面壓力角：αα端面重合度：ε重合度系數：Z⑦計算接觸疲勞許用應力[sH]查得小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分別為sHlim1=600MPa、sHlim2=550MPa。計算應力循環次數：NN查取接觸疲勞壽命系數:KHN1=0.92、KHN2=0.94。取失效概率為1%,安全系數S=1，得：σσ取[sH1]和[sH2]中的較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應力，即σ2）試算小齒輪分度圓直徑d（2）調整小齒輪分度圓直徑1）計算實際載荷系數前的數據準備①圓周速度vV=②齒寬bb=2）計算實際載荷系數KH①由表查得使用系數KA=1。②根據v=0.31m/s、8級精度，由圖查得動載系數KV=1.02。③齒輪的圓周力FK查表得齒間載荷分配系數K④由表用插值法查得8級精度、小齒輪相對支撐對稱布置時，K則載荷系數為：K=3）可得按實際載荷系數算的的分度圓直徑：d及相應的齒輪模數：m=模數取為標準值m=1.25mm。3.幾何尺寸計算（1）計算分度圓直徑d（2）計算中心距a=（3）計算齒輪寬度b=4.校核齒根彎曲疲勞強度（1）齒根彎曲疲勞強度條件σ1）確定公式中各參數值①計算彎曲疲勞強度用重合度系數YεY②由齒數，查圖得齒形系數和應力修正系數YY③計算實際載荷系數KF由表查得齒間載荷分配系數K根據KHβ=1.345，結合b/h=11.2，則載荷系數為K=④計算齒根彎曲疲勞許用應力[sF]查得小齒輪和大齒輪的彎曲疲勞極限分別為sFlim1=500MPa、sFlim2=380MPa。由圖查取彎曲疲勞壽命系數KFN1=0.89、KFN2