摘要：以实际需求为基础，对机械设计中实际遇到的X-Z两轴系统机型物理模型进行简化，对直线产品需求进行计算选型，提供伺服电机、行星减速机、电机座、丝杠支撑座、丝杠、导轨的选型。计算选型中有很多趋于安全的简化，使计算更安全，更具有可操作性。

    关键词：直线导轨、滚珠丝杠、伺服电机、丝杠支撑座、电机支撑座。
 
一、水平移动机构
负载重量：800kg；
速度：40mm/s；
重复精度：0.05mm
（一）导轨选型：
　　采用双轨道，4滑块的形式，每个滑块负载约为200kg，由于没有给出具体的使用寿命要求，试选滑块的基本动额定负荷是实际负载的5倍，则滑块的基本动额定负荷要求，大于1000kg，根据这个值，选择直线导轨。
导轨型号：HGH20CA2R1240ZAC    2根；（导轨长度可按照机械设计调整。）
（二）丝杠选型：
1、加速时间预设0.2s则加速度：
 a=0.04/0.2=0.2m/s^2
2、轴向力：F=MGμ+Ma=800*9.8*0.1+800*0.2=944N
根据轴线力，选择丝杠，丝杠基本动负荷是负载8倍。
丝杠型号：R20-5T4-FSI-800-1000-0.05 （HIWIN）
推荐丝杠支撑座：FK15、BF15    （华准）
（三）电机选型：
1、计算丝杠所需扭矩：T*2000*3.14=944*5
T=0.75nm;
2、计算系统惯量：
 
系统惯量：J=6.35KG;
根据扭矩判断，伺服电机的功率在400W就能满足要求，但是惯量不能满足要求，引入行星减速机：速比5，
则等效惯量：J1=6.35/5^2=0.254(KG.CM^2)
推荐伺服电机：ECMA-C10604RS   　　 （台达）
推荐减速机：AB060-5-S2-P2/60    （上海涟恒）
推荐电机座：M60D+FK15　　（华准）
推荐联轴器：LC-A-305SA-16B-12B 　　 （龙创）
二、垂直提升机构
提升重量1800kg；负载有偏心。
（一）、导轨选型：
1、重心偏心估算，前后方向：偏心300mm;左右方向：偏心1000mm；
2、则前后偏心产生的扭矩：1800*9.8*0.3=5292Nm；
3、偏心导致的滑块复负载为，滑块的间距：820mm
F*0.82=5292
F1=6435N，上面的滑块受拉力，下面的滑块受压力。
4、左右偏心产生的扭矩：1800*9.8*1=17640Nm;
5、偏心导致的滑块负载：F*0.82=17640
F2=21512N
6、滑块受力标量相加：F=F1+F2=6435+21512=27947N
　　由于上下各有2个滑块受力，理论上靠近偏心一侧的滑块受力更大，但是分析比较复杂，我们简化计算，预留大一点的安全系数。则单个滑块的受力为：13974N
7、滑块系数取值7倍，F=13974*6=83844N则推荐滑块
 推荐导轨：HGW55CC2R2260ZAC   2根（导轨长度可按照机械设计调整。）
（二）丝杠选型：
1、轴向力：F=Mg+F*μ+Ma=1800*9.8+27947*0.1+1800*0.2
 F=20795N
 根据轴向力，选择丝杠：R50-10T4-FSI-1500-1800-0.05 （HIWIN）
 丝杠支撑座：FK40、FF40  （华准）
 （三）电机选型：
1、丝杠需要扭矩：
 T*2000*3.14=20795*10
   T=33Nm
2、计算丝杠转速：40*60/10=240rpm
  推荐减速比：i=7
  则电机的转速：240*7=1680rpm，建议选择2000rpm额定转速的中惯量电机：电机扭矩大于：33/7=4.7NM
3、推荐电机：ECMA-E11315SS　　（台达）
4、推荐减速机：AB115-7-S2-P2/130 　　 （上海涟恒）
5、推荐联轴器：LC-A-060DA-32B-35B　　 （龙创）
6、惯量校核：略。根据经验，垂直提升丝杠机构，扭矩够了，惯量都足够。

以上，供参考！
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  成都海科工控技术部