副的驱动力矩减少至滑动丝杠副的1/3左右。因此，滚珠丝杠能够顺滑地实现两种传动方式——将旋转运动转化为直线运动或者将直线运动转化为旋转运动。但应注意，由于滚珠丝杠副不能自锁，有可逆性，丝杠立式和倾斜使用时，应增加制动装置或平衡装置。
精度高，由于滚珠丝杠副传动效率达到90%以上，因而发热率大大降低，热变形就小，若使用的丝杠螺母预紧后，可以完全消除间隙，使设备获得很高的定位精度和重复定位精度。
摩擦阻力小，几乎与运动速度无关，动静摩擦力之差极小，能保证运动平稳，不易产生低速爬行现象；
磨损小、寿命长。滚珠丝杠副中的主要零件，均经热处理，具有很高的硬度及表面光洁度，再加上滚动摩擦的摩损很小，因而具有良好的耐磨性，实际寿命往往大于理论寿命。
5.4纵向进给系统的设计计算 5.4.1切削力计算
最大切削功率
式中 ——主电动机功率，CQ6132车床 =7.5KW
——主传动系统的总效率，一般0.7~0.85，取 =0.8
切削功率应在各种加工情况下经常遇到的最大切削力（或转矩）和最大切削速度（或速）来计算，即
式中 ——主切削力， ；
——最大切削速度，按用硬质合金刀具半精车钢件时的速度取
=100m/min.
在一般外圆车削时=（0.1~0.55） ， =（0.15~0.65） 取=0.48 =1728N， =0.58 =2088N； 式中 、 ——纵向、横向切削力分力。
5.4.2滚珠丝杠副的选型和验算
滚珠丝杠副的选型和验算主要是型号的选择和性能验算。
滚珠丝杠的选用设计，一般必须已知下列条件：丝杠的最大轴向载荷 （或
平均工作载荷 ）、使用寿命T、丝杠的工作长度（或螺母的有效行程）、丝杠的转速 （或平均转速）、丝杠的运转状态等，以纵向为例，可按以下步骤计算：（1）滚珠丝杠轴向进给切削力的计算
纵向进给为综合型导轨，滚珠丝杠轴向进给切削力=K + （ +W）=2691.2N 式中 W——移动部件的质量，N；
——导轨上的摩擦因数，取 =0.16； K——考虑颠覆力矩影响的实验系数，K=1.15。
（2）滚珠丝杠平均转速的计算
最大切削力下的进给速度 （r/min），可取最高进给速度的1/2~1/3（取为1/2），纵向最大进给速度为0.6m/min，丝杠导程选 =6mm，则滚珠丝杠平均转速
（3）滚珠丝杠寿命的计算
丝杠使用寿命取T=20000h（2班工作制10a），则丝杠的计算寿命 （4）滚珠丝杠副承受的最大当量动载荷的计算
根据工作负载荷 、寿命L，滚珠丝杠副承受的最大当量动载荷 式中——运转系数，取 =1.2；
——精度系数，滚珠丝杠副精度取为3级，则取 =1
（5）从滚珠丝杠尺寸系列表（或产品样本）中找出额定动载荷 略大于当量动载荷 ，同时考虑刚度要求，初选滚珠丝杠副的型号及有关参数。
（6）根据机床结构和工作要求（即循环方式、预紧方式、传动精度、传动效率等方面）从初选的几个型号中挑选比较合适的公称直径、导程、负荷滚珠列数和滚珠圈数，确定某一型号。参照山东济宁博特精密丝杠制造有限公司的产品样本，CQ6132纵向进给滚珠丝杠副的型号选为：CDM4006—2.5—P3，是外循环插管埋入式双螺母垫片预紧丝杠副，其额定动载荷为14820N，强度足够，刚球循环列数为1x2.5x2，精度等级为3级。其几何参数如下：公称直径 = 40mm，导程 = 6mm，刚球直径 = 3.969mm，丝杠底径 = 35.2mm，预紧力 =2006N。
5.4.3刚度验算的计算
滚珠丝杠副刚度的验算，主要是验算丝杠的拉伸或压缩变形量 、滚珠与螺纹滚道接触变形量 和支承滚珠丝杠轴承的轴向接触变形 之和应不大于机床精度所允许变形量的1/2。否则，应考虑选用较大直径的滚珠丝杠副。滚珠丝杠的变形量计算步骤如下：
（1）丝杠的拉伸或压缩变形量 式中 ——工作负载 引起导程 的变化量，
由于两端均采用角接触球轴承，且丝杠又进行了预紧，故其拉压刚度可比一端固定的丝杠提高4倍。其实际变形量为=1/4 =0.494x mm
（2）滚珠与螺纹滚道间接触变形
滚珠丝杠副及轴承均进行预紧，滚珠与螺纹滚道接触变形 式中 ——滚珠数量， ；
——圈数； ——列数；
——每圈螺纹滚道内的滚珠数。 对于CDM4006C—2.5， ，取整为158个。
因丝杠加有预紧力，可减少1/2，因此实际变形量= 0.0059/2 =0.295x mm （3）支承滚珠丝杠的轴承轴向接触变形
支承滚珠丝杠的轴承为8107型推力球轴承，几何参数为 =3.5mm，滚动体直径 =6.35mm，滚动体数量 =18，轴承的轴向接触变形
因施加预紧力，故实际变形量= /2=0.0039mm 根据以上计算，总变形量= + + 11.8
三级精度滚珠丝杠允许的螺距误差为15 /m，故刚度足够。
因为滚珠丝杠两端都采用推力球轴承并预紧，因此不会产生失稳现象，故不需稳定性校核。
通过以上的计算，或得CDM4006—2.5—P3纵向进给系统的滚珠丝杠副，在数控改造CQ6132车床应用后，机床工作台运转平稳、灵活、精度高、噪音低，可以满足实际生产加工要求。
5.4.4.滚珠丝杠副及预紧方式的选择
滚珠丝杠副根据其滚珠的回转方式可以分为外循环和内循环两种，根据螺母的结构形式又可以分为双螺母和单螺母。在进行改造时应根据具体情况和结构形式来定，由于外循环式丝杠副螺母回珠器在螺母外边，所以很容易损坏而出现卡死现象，而内循环式的回珠器在螺母副内部，不存在卡死和脱落现象。由于双螺母不仅装配、预紧调整等比单螺母方便，而且其传动刚性比单螺母也好，所以只
要结构和机床空间满足要求，在普通机床数控化改造中多选内循环式双螺母结构。
按预加负载形式分，可分为单螺母无预紧、单螺母变位导程预紧、单螺母加大钢球径向预紧、双螺母垫片预紧、双螺母差齿预紧、双螺母螺纹预紧。数控机床上常用双螺母垫片式预紧，其预紧力一般为轴向载荷的1/3。
在本设计中，我们采用双螺母内循环的形式，用双螺母垫片预紧。
5.4.5滚珠丝杠的材料及热处理
根据《金属切削机床设计简明手册》P298表4-156，选择的材料为CrWMn，所选热处理为整体淬火。
5.5伺服驱动系统的选择
早期的数控机床采用电液伺服驱动的较多，而现代数控机床基本上都采用全电气伺服驱动系统。它可分为步进电机、直流伺服电动机和交流伺服电动机伺服驱动系统三类。
5.5.1步进驱动系统
步进驱动系统一般与脉冲增量插补算法相配合，目前均选用功率型步进电机作为驱动元件。它主要有反应式和混合式两类。反应式价格较低，混合式价格较高，但混合式步进电机的输出力矩大，运行频率及升降速度快，因而性能更好。为克服步进电机低频共振的缺点，进一步提高精度，出现了性能更好的带细分功能的步进电机驱动装置，并得到了广泛的应用。步进驱动系统在我国经济型数控领域和老式机床改造中起到了极其重要的作用。
5.5.2直流伺服驱动系统
直流伺服驱动系统从20世纪70年代到20世纪80年代中期，在数控机床领域占据了主导地位。大惯量直流电动机具有具有良好的宽调速特性，其输出转矩大，过载能力强。由于电动机自身惯量较大，与机床传动部件的惯量相当，因此，所构成的闭环系统安装到机床上。此类电动机大多配有晶闸管全控或半控桥SCR-D调速装置。为适于部分数控机床频繁启动、制动及快速定位的要求，又开发了直流中，小惯量伺服电动机以及大功率晶体管脉宽调制(PWM)驱动装置。
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