本文章通过对TBI滚珠丝杆的选用分析，简单地介绍了关于TBI滚珠丝杆选用的方法以及丝杠的计算校核的方法，同时还比较详细的介绍了数控机床进给系统设计中TBI滚珠丝杆副的选用流程及校核项目的方法与计算方式。

TBI滚珠丝杆是一种精密、高效的传动元件，它以其高速度、高刚性、可逆性、长寿命、同步性、高灵敏度、无间隙、维护简单等优点而广泛应用在当代数控机床进给伺服机构中，同时，TBI滚珠丝杆的使用也是数控机床区别于普通机床的根本特征之一。由于TBI滚珠丝杆直接影响数控机床的精度、参数以及制造成本，因此在机床的设计中必须合理地选用TBI滚珠丝杆副并进行一系列的计算校核。

一、TBI滚珠丝杆的选用

1.导程精度的选择

TBI滚珠丝杆的精度直接影响数控机床的定位精度，在TBI滚珠丝杆精度参数中，其导程误差对机床定位精度影响zui明显。一般在初步设计时设定丝杠的任意300mm行程变动量v300p应小于目标设定位的定位精度值的l／3～1/2，在zui后精度验算中确定。TBI滚珠丝杆分为7个精度等级，即1-7和10级，1级精度zui高，依次递减。

2.支撑方式的选择

数控机床设计中，TBI滚珠丝杆的支撑方式通常选择“固定一支撑”或者“固定-固定”。“固定-支撑”的支撑方式装配相对方便、刚性较好、精度较高，主要应用于中等转速、较大行程、较重负载的环境下使用；“固定-固定”的支撑方式装配相对困难、刚性好、精度高，常在高转速、大行程、重承载的环境下使用。

3.公称型号的选择

公称型号主要是指丝杠的公称直径和导程。设计初始阶段可根据机床的技术要求(主要包括负载、快移速度、伺服电机转速等)初步选择TBI滚珠丝杆型号，然后进行计算校核，计算结果符合设计要求后才能zui终定型。

二、TBI滚珠丝杆的计算校核

1、允许轴向负荷的校核

(1)zui大轴向载荷

式中μ为导轨面的摩擦系数；m为运动部件的总质量；f为导轨面的阻力(无负荷时);其中a=v/t，v为机床快移速度；t为系统反应时间。

分别计算出去路加速时、去路等速时、去路减速时、回程加速时、回程等速时、回程减速时的轴向负荷，取绝对值zui大者为zui大轴向负载。

(2)TBI滚珠丝杆轴的压曲负荷

式中η2为不同安装方式的相关系数；d1-滚珠丝杠轴的沟槽直径；la-安装间距。

(3)TBI滚珠丝杆轴的允许压缩拉伸负荷

如计算结果p1>;f1且p2>;fa，则可继续进行其它项目校核，否则重新选定滚珠丝杠型号进行以上校核。

2、滚珠丝杆的允许转速的计算

(1)滚珠丝杆zui大转速

式中v为运动部件快移速度，m／min；s为丝杠导程。

(2)TBI滚珠丝杆临界转速

式中：lb安装间距。

(3)值许用转速：n2=dn／d式中，d为滚珠中心径。如计算结果n1>;nmax且n2>;nmax，则滚珠丝杆可用，否则重新选定滚珠丝杆型号进行以上校核。

3、螺母的选用校核与寿命计算

螺母的允许轴向负荷

式中coa滚珠丝杆的基本额定静负荷；如计算结果famax>;fa，则螺母可用，否则重新选定螺母型号进行以上校核。

4、螺母额定寿命的计算

平均轴向载荷计算

式中：f1、f2、f3分别为去路加速时、去路匀速时、回程减速时的轴向载荷(只取相同方向载荷)；l1、l2…l6分别为去路加速时、去路匀速时、去路减速时、回程加速时、回程匀速时、回程减速时螺母行程。