本文章通過對TBI滾珠絲桿的選用分析，簡單地介紹了關于TBI滾珠絲桿選用的方法以及絲杠的計算校核的方法，同時還比較詳細的介紹了數控機床進給系統設計中TBI滾珠絲桿副的選用流程及校核項目的方法與計算方式。

TBI滾珠絲桿是一種精密、高效的傳動元件，它以其高速度、高剛性、可逆性、長壽命、同步性、高靈敏度、無間隙、維護簡單等優點而廣泛應用在當代數控機床進給伺服機構中，同時，TBI滾珠絲桿的使用也是數控機床區別于普通機床的根本特征之一。由于TBI滾珠絲桿直接影響數控機床的精度、參數以及制造成本，因此在機床的設計中必須合理地選用TBI滾珠絲桿副并進行一系列的計算校核。

一、TBI滾珠絲桿的選用

1.導程精度的選擇

TBI滾珠絲桿的精度直接影響數控機床的定位精度，在TBI滾珠絲桿精度參數中，其導程誤差對機床定位精度影響zui明顯。一般在初步設計時設定絲杠的任意300mm行程變動量v300p應小于目標設定位的定位精度值的l／3～1/2，在zui后精度驗算中確定。TBI滾珠絲桿分為7個精度等級，即1-7和10級，1級精度zui高，依次遞減。

2.支撐方式的選擇

數控機床設計中，TBI滾珠絲桿的支撐方式通常選擇“固定一支撐”或者“固定-固定”?！肮潭?支撐”的支撐方式裝配相對方便、剛性較好、精度較高，主要應用于中等轉速、較大行程、較重負載的環境下使用；“固定-固定”的支撐方式裝配相對困難、剛性好、精度高，常在高轉速、大行程、重承載的環境下使用。

3.公稱型號的選擇

公稱型號主要是指絲杠的公稱直徑和導程。設計初始階段可根據機床的技術要求(主要包括負載、快移速度、伺服電機轉速等)初步選擇TBI滾珠絲桿型號，然后進行計算校核，計算結果符合設計要求后才能zui終定型。

二、TBI滾珠絲桿的計算校核

1、允許軸向負荷的校核

(1)zui大軸向載荷

式中μ為導軌面的摩擦系數；m為運動部件的總質量；f為導軌面的阻力(無負荷時);其中a=v/t，v為機床快移速度；t為系統反應時間。

分別計算出去路加速時、去路等速時、去路減速時、回程加速時、回程等速時、回程減速時的軸向負荷，取絕對值zui大者為zui大軸向負載。

(2)TBI滾珠絲桿軸的壓曲負荷

式中η2為不同安裝方式的相關系數；d1-滾珠絲杠軸的溝槽直徑；la-安裝間距。

(3)TBI滾珠絲桿軸的允許壓縮拉伸負荷

如計算結果p1>;f1且p2>;fa，則可繼續進行其它項目校核，否則重新選定滾珠絲杠型號進行以上校核。

2、滾珠絲桿的允許轉速的計算

(1)滾珠絲桿zui大轉速

式中v為運動部件快移速度，m／min；s為絲杠導程。

(2)TBI滾珠絲桿臨界轉速

式中：lb安裝間距。

(3)值許用轉速：n2=dn／d式中，d為滾珠中心徑。如計算結果n1>;nmax且n2>;nmax，則滾珠絲桿可用，否則重新選定滾珠絲桿型號進行以上校核。

3、螺母的選用校核與壽命計算

螺母的允許軸向負荷

式中coa滾珠絲桿的基本額定靜負荷；如計算結果famax>;fa，則螺母可用，否則重新選定螺母型號進行以上校核。

4、螺母額定壽命的計算

平均軸向載荷計算

式中：f1、f2、f3分別為去路加速時、去路勻速時、回程減速時的軸向載荷(只取相同方向載荷)；l1、l2…l6分別為去路加速時、去路勻速時、去路減速時、回程加速時、回程勻速時、回程減速時螺母行程。