得Lo=18０(单位为：1０6r) 。查表，取载荷系数fW=1.2,滚道硬度６0HＲＣ时，取硬度系数fH
=1.0.，代入得滚动丝杠最大动载荷
≈24.4N
（3）初选型号
根据计算出的动载荷和丝杆导程，查表选择G系列2005—3型滚珠丝杆副,为内循环固定反向器螺母式,其公称直径为2０mｍ，导程为5mm,循环滚珠为3圈×1列,精度等级取５级,额定动载荷为9309N,大于FＱ，满足要求。
缺点：
同步带工作时候有温度要求,安装精度要求较高,中心间距要求较高，有时候需要张紧,安装麻烦。无刷直流电机启动时有震动,控制器要求高，价格高。采用开环精度较低。
方案三:
机械部分
传动:齿轮齿条
支撑：直线导轨
控制部分
控制器件:单片机
控制方式：闭环控制
伺服电机:直流无刷电机
优点：
齿轮齿条传动功率大，精度高，稳定性好,响应速度快。单片机控制直流无刷电机,无刷直流电机启动时有震动,控制器要求高,价格高。采用开环精度较低。采用闭环控制，精度高。双线导轨稳定。
2.2 直线滚动导轨副的计算与选型
(１)滑块承受工作载荷Fmａx的计算方法及导轨型号的选取
工作载荷是影响直线滚动导轨副使用寿命的重要因素。本例中的Ｘ-Ｙ工作台为水平布置，采用双导轨、四滑块的支承形式。单滑块所承受的最大垂直方向载荷为;
Ｆmaｘ= ＝2２5Ｎ
查表，根据工作载荷Fmax=0.22５kN,初选直线滚动导轨副的型号为KL系列的JAＳ-ＬG15型,其额定动载荷Ca=7.９４ｋN,额定静载荷C0a=９.5kN。
控制方式：开环控制
伺服电机:步进电动机
优点:
采用滚珠丝杠螺母副，可实现旋转运动与直线运动相互转换,在具有螺旋槽的丝杠螺母中装有滚珠作为中间传动元件，以减少摩擦。优点是摩擦系数小,传动效率高,灵敏度高，传动平稳，不易产生滑行，传动精度和定位精度高;磨损小，使用寿命长,精度保持性好。双推式支撑实现高精度传动,采用单片机控制步进电动机,响应快速而准确。
Ｘ-Y数控工作台设计说明书［1]
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1、总体方案设计
1.1 设计任务
课程设计任务：设计两轴联动的数控X-Ｙ运动平台，完成机械系统设计、控制系统设计与相应软件编程,根据实验条件进行调试,完成整个开发系统。
（4）传动效率η的计算
将公称直径d0=20mm,导程Ph＝5mm,传动效率
（5）刚度的验算
1)丝杠左右支承德中心距约为a=600ｍm;滚珠直径DW＝3.175mｍ；丝杆底径D2=1６.２ｍｍ；丝杆截面积S=206.1２ｍm²。滚珠丝杆满载时拉压变形量:
;
2)根据Z＝(πd０／DW)-３，得单圈滚珠数Ｚ=20;该型号丝杆为单螺母,滚珠的圈数×列数为3×1,ＦＹＪ＝FＭ/3=1．２N。得滚珠与螺纹滚道间的接触变形量
缺点:
齿轮齿条无自锁,需要外加自锁机构。噪音大，磨损较快。
1.2．2方案对比分析与确定
综合课程设计要求,精度为０.04ｍm，最大载荷是５０0N,相比同步带和齿轮齿条传动，滚珠丝杠传动更符合精度要求,因为丝杠传的动的精度可以达到±0.01mm,而同步带传动时会产生弹性变形,具有一定的蠕变性。齿轮齿条传动精度和滚轴丝杠精度相当，但是安装较麻烦,安装精度要求高。
主要参数见下表：
系列型号
行程
台面尺寸
底座外形尺寸
最大长度
L
负载重量
Ｎ
XY最大移动速度
重复定位
定位精度
X
Y
C
B
H
Ｃ１
B1
H1HBiblioteka Y-４0254778
500
1Ｍ/分
±0.02
0.04
1．2 总体方案确定
１.2.1方案确定思想
方案一:
机械部分
传动:滚珠丝杠螺母副
支撑：双推－双推式 滑动导轨
控制部分
控制器件:单片机
缺点：
滚珠丝杠螺母副的不足在于制造工艺复杂，成本高,不能自锁,故需附加制动装置。开环控制精度比较低。
方案二:
机械部分
传动:同步带传动
支撑:滑动导轨
控制部分
控制器件：单片机
控制方式:开环控制
伺服电机：直流无刷电机
优点：
同步带传动无相对滑动,传动比准确,传动精度高，齿形带的强度高，厚度小、重量轻，故可用于高速传动；传动比恒定,同步带无需特别涨紧,因而作用于轴和轴承等上的载荷小，传动效率高。单片机控制直流无刷电机,空载电流小,效率高。
远远大于50km，故距离额定寿命满足要求。
2.3 滚珠丝杠螺母副的选型与校核
（1）最大工作载荷Ｆm的计算
已知移动部件总重量Ｇ＝90０Ｎ，滚动导轨上的摩擦因素u＝0．004。求得滚珠丝杆副的最大工作载荷：Ｆm=μＧ=0.004×900=３．6N
（2）最大动载荷FQ的计算
该工作台的最快进给速度v=1０00mm/min，初选丝杆导程Ph＝5mm，则此时丝杆转数n＝v／Ｐh＝200r／ｍin,取滚珠丝杆的使用寿命Ｔ=1５000h,代入
3) 总＝+ 2=0 1.3ｕm
丝杆行程为315—４０0mm，允许到25uｍ,故丝杆刚度足够。
任务书规定工作台面尺寸为２40ｍm×2５4mｍ,加工范围为４0０mm×250mm,查表,按标准系列选取导轨的长度为640mm。
（２）距离额定寿命L的计算
所选导轨副的滚道硬度为60HRC,工作温度不超过100℃，精度为４级。查表取硬度系数fH=1．０、温度系数fT=1．００、接触系数fC=０.81、精度系数fR=0．9、载荷系数fＷ=１.5，代入式子
1.2.3总体方案系统组成
机械系统由滚珠丝杠螺母副、直线滚动导轨副、步进电机、单列角接触球轴承等组成。控制系统由单片机和计算机等组成。
2、机械系统设计
２．１导轨上移动部件的重量估算
按照下导轨上面移动部件的重量来进行估算。包括工件、夹具、工作平台、上层电动机、滚珠丝杆副、直线滚动导轨副、导轨座等,估计重量约为9０0N。
步进电动机和直流无刷电机相比,步进电动机控制简单，启动稳定，而直流无刷电机控制要求高，成本高,课程设计要求精度未达到微米级别,空载转速要求为1ｍ/min,因此采用低档的步进电动机就能满足要求。
开环控制结构简单控制容易，稳定性好,一般用于轻载变化不大的场合,根据最大载荷5０0N的要求，可以满足。
综合以上分析，决定选择第一种方案。采用单片机控制步进电动机提供动力，滚轴丝杠传递动力,总体采用开环控制。