滚珠丝杠

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：

T1：等速驱动扭矩kgf.mm；：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 】；：丝杠导程mm；：进给丝杠的正效率。

J:【J=Jm+Jg1+(N1/N2)】

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

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：

T1：等速驱动扭矩kgf.mm；：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 】；：丝杠导程mm；：进给丝杠的正效率。

J:【J=Jm+Jg1+(N1/N2)】

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

滚珠丝杠公称直径与公称导程组合、制造范围

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3 滚珠丝杠副的结构类型、编号方法

[img]/hydt/pic/4.18b1.jpg[/img]

5 滚珠丝杠副的精度

5.1 精密等级

根据使用范围及要求将滚珠丝杠副分为定位滚珠丝杠幅(P)传动滚珠丝杠副(T)，精度分为七个等级，即1、2、3、4、5、6、7、10级，1级精度最高，依次降低。

[img]/hydt/pic/4.18c1.jpg[/img]

5.2行程偏差和行程变动量

根据滚珠丝杠副类型按下表检验

[img]/hydt/pic/4.18d1.jpg[/img]

5.2.1 有效行程内的行程偏差ep与行程变动量VUP:

有效行程是有精度要求的行程长度LU

Lu=Lx+2La+LnLa安全行程La=(1-2)ph Lx机械最大行程Ln螺母的长度ph公称导程

E1-E2按国家标准GB/T17857.3-1998，―滚珠丝杠副的验收条件和验收检验‖。见附表1。

5.2.2 300mm行程内与2π弧度行程内行程变动量V300P与V2 π p

E3-E4按国家标准GB/T17857.3-1998，―滚珠丝杠副的验收条件和验收检验‖。见附表1续。

5.2.3 余程Le

余程是没有精度要求的行程长度。

余程表6

[img]/hydt/pic/4.18e1.jpg[/img]

6 行程补偿值C

6.1 滚珠丝杠的热变形将导致长度、定位精度变化，热变形可由下式给出：

δt=α*△t*Lu (公式1)

α-热膨胀系数(12.0*10-6)

△t -温升(一般取2-4℃)

Lu-有效行程(Lu=Lx+2La+Ln)或Lu=L1-2Le

L1-螺纹全长Le-余程Le见表6

6.2 目标行程Phs

为了补偿由于热膨胀或弹性变形引起的丝杠长度变化，将滚珠丝杠的导程制造得稍大于或小于公称导程，着根据实际需要提出得含有方向目标要求的导程叫目标导程。目标导程乘以丝杠上的有效圈数叫目标行程。

6.3 目标偏差C

目标行程和公称行程之差叫行程偏差C，为了补偿热变形的影响，行程偏差

C=δt(δt见公式1)并为负值。

6.4 丝杠的预拉伸力

规定了行程偏差C的滚珠丝杠副，在采用固定-固定安装方式时，还可以采用丝杠预拉伸的方法来进一步补偿热变形，预拉伸力Ft:

Ft=δt*A*E/ Lu=α*△t*E*(πd22/4)(公式2)

E-弹性模量2.1×105Mpa(即2.1×105N/mm2)

d2-丝杠底径(mm)

△t-温升(一般取2-4℃)

7 基本额定载荷及寿命