丝杆传力计算

如何计算丝杆传动方向的推力
推力P=2πηT/L
η:丝杆传动效率,大约为0.9~0.95
T:转矩
L:丝杆导程
济宁利兴丝杠希望能帮助
一、已知电机与滚珠丝杠参数,如何计算推力?
1.电机扭矩:35NM,额定转速1500转
2.丝杠螺距10mm,直径80. 如何得到在丝杠端产生的推力.
一位教授要我按照F = 2* M /(d*tan(A+B)) [M:力矩,D2丝杆中径,A为螺蚊升角,B为当量磨擦角] 但我计算的结果与机械设计的参数出入很大,不知道哪里有问题,这个公式是正确的吗?
此法不对。

1、丝杠中径在扭矩推力关系中没有直接联系，仅通过影响螺旋升角间接影响（但在校验时，须在计算推力与对应中径的丝杠的轴向额定负载中取小值）；2、当量摩擦角仅影响滚道受力状态（参与丝杠副受力分析），但对推力扭矩的关系不产生影响；3、上例为：F=2πM/P=18692 N；（相同扭矩下，推力仅是导程的函数）4、转速对推力没有影响，但对于运动过程表征其与机械效率的函数，功率校验时建议取η=0.85核定。

注：目前业内常常将机械效率在受力分析中体现，实为误区，效率是一个过程量，力则是点量，好比电压与电流分别跟电阻的关系。

祝成功。

二、已知电机扭矩0.39NM，减速比5.57，滚珠丝杆直径D=20mm.导程L=4mm 螺纹升角φ=3.65度，运动方式为：旋转运动改直线运动，计算丝杆直线运动的推力是多少?
1、输出扭矩T＝0.39X5.57=2.17NM T= FL / 2×3.1415926×0.9 F=2.17×6.28×0.9×1000÷4=3066N
2、tanρ＝0.0025 (ρ当量摩擦角) T= F×D×tan(φ+ρ)÷1000÷2 F=3277N
第一种算法，推力与导程有关（摘至丝杆选型手册），计算电机所需扭矩时，要考虑恒速和加速时扭矩；
第二算法，推力与丝杆直径和螺纹升角有关（摘至机械设计大典），计算电机所需扭矩时，要考虑轴承摩擦扭矩和零件惯性。

请教一下，上面两种算法，哪种正确，或者两种都不正确，具体该怎么算推力？
答：殊途同归两种算法是一样的计算结果的差异是效率的选择不同造成的
匀速运行，非精确计算可以套用以下公式：
Ta=（Fa*I）/（2*3.14*n1）
式中 Ta：驱动扭矩kgf.mm；
Fa：轴向负载N（Fa=F+μmg），
F：丝杠的轴向切削力N，
μ：导向件的综合摩擦系数，
m：移动物体重量(工作台+工件)kg，g=9.8 ；
I：丝杠导程mm；
n1：进给丝杠的正效率。

计算举例：假设工况：水平使用，伺服电机直接驱动，2005滚珠丝杠传动，25滚珠直线导轨承重和导向，理想安装，垂直均匀负载1000kg，求电机功率：Fa=F+μmg，设切削力不考虑，设综合摩擦系数μ=0.01，
得Fa=0.01*1000*9.8=98N；
Ta=（Fa*I）/（2*3.14*n1），
设n1=0.94，得Ta=98*5/5.9032≈83kgf.mm=0.83N.M
根据这个得数，可以选择电机功率。

以台湾产某品牌伺服为例，查样本得知，额定扭矩大于0.83N.M的伺服电机是400W。

（200W是0.64N.M，小了。

400W额定1.27N.M，是所需理论扭矩的1.5倍，满足要求）当然咯，端部安装部分和滚珠丝杠螺母预压以及润滑不良会对系统产生静态扭矩，也称初始扭矩，实际选择是需要考虑的。

另外，导向件的摩擦系数不能单计理论值，比如采用滚珠导轨，多套装配后的总摩擦系数一定大于样本参数。

而且，该结果仅考虑驱动这个静止的负载，如果是机床工作台等设备，还要考虑各向切削力的影响。

若考虑加速情况，较为详细的计算可以参考以下公式（个人整理修正的，希望业内朋友指点）：水平使用滚珠丝杠驱动扭矩及电机功率计算：
实际驱动扭矩：
T=(T1+T2)*e
T：实际驱动扭矩；
T1：等速时的扭矩；
T2：加速时的扭矩；
e：裕量系数。

等速时的驱动扭矩：T1=（Fa*I）/（2*3.14*n1）T1：等速驱动扭矩kgf.mm； Fa：轴向负载N【Fa=F+μmg，F：丝杠的轴向切削力N，μ：导向件综合摩擦系数，m：移动物体重量(工作台+工件)kg，g:9.8 】； I：丝杠导程mm； n1：进给丝杠的正效率。

加速时的驱动扭矩：T2=T1+J*W T2:加速时的驱动扭矩kgf.m; T1:等速时的驱动扭矩kgf.m; J:对电机施加的惯性转矩kg.m2【J=Jm+Jg1+(N1/N2)2*［Jg2+Js+m(1/2*3.14)2］】W:电机的角加速度rad/s2; Jm:电机的惯性转矩kg.m2 ；Jg1:齿轮1的惯性转矩kg.m2; Jg2:齿轮2的惯性转矩kg.m2; Js:丝杠的惯性转矩kg.m2 （电机直接驱动可忽略Jg1 、Jg2）若采用普通感应电机，功率根据以下公式计算：P=TN/9549 P：功率；T：扭矩；N：转速。