TBI滚珠丝杠选型计算举例讲解
(仅供参考)滚珠丝杠选型计算常用公式--
式中： Js 一滚珠丝杠转动惯量，kg*m^2 或 kg*cm^2 或 kg*m*s^2； m 一滚珠丝杠质量，kg； r 一滚珠丝杠半径，mm； W 一丝杠重量，kg； L 一丝杠长度，mm； ρ 一丝杠材料的质量密度，g/cm^3; g 一重力加速度，9.8m/s^2。
式中： Famax 一丝杠螺母允许的最大轴向载荷，N； Coa 一丝杠螺母额定静载荷，KN，查产品样册；
fs 一与安装方式有关的系数，查下表。
十、轴向平均载荷计算公式：
式中： Fm 一轴向平均载荷，N； Fi 一各运行阶段滚珠丝杠所受的轴向载荷，N； li 一各运行阶段所对应的行走距离，mm； l 一总运行距离（行程），mm。 十一、滚珠丝杠额定寿命计算公式: 1）用总转数表示的额定寿命：
式中： P1 一最大轴向允许载荷，N； η2 一与安装方式有关的系数，查下表； dr 一滚珠丝杠沟槽最小直径，mm； L 一滚珠丝杠安装间距，mm。
六、滚珠丝杠临界转速计算公式：
式中：
n1 一滚珠丝杠临界转速，r/min； f 一与安装方式有关的系数，见下表； dr 一丝杠沟槽最小直径，mm； L 一丝杠安装间距，mm。 七、由 DN 值决定的丝杠临界转速计算： DN 值一般在 50000 到 70000 之间。
式中： Lh 一由运行时间表示的额定疲劳寿命，h； Lr 一由总转数表示的额定疲劳寿命，r； N 一丝杠转速，r/min，（即丝杠每分钟的平均转速 nm）； 十二、驱动扭矩计算公式： 1)匀速运动状态下电机所需的扭矩计算公式：
式中：
TL 一匀速运动状态下电机所需要的驱动扭矩，N*m； F 一轴向负载，N； Fo 一滚珠螺母预压载荷，N； i 一电机至丝杠的减速比； PB 一丝杠导程，mm； μ0 一预压螺母内部的摩擦系数，通常为 0.1~0.3； η一滚珠丝杠副传动效率，一般取 0.9。 注：经过预压的滚珠丝杠，即使外部没有轴向载荷时，使丝杠连续旋转也需要一定的 扭矩，该扭矩的计算方法与因为其他轴向负载产生的扭矩计算方法是一样的。滚珠螺 母预压载荷一般按轴向负载的三分之一选取。即：
(完整版)TBI滚珠丝杠选型计算举例讲解
深圳tbi滚珠丝杠选型计算举例选取的滚珠丝杠转动系统为：磨制丝杠(右旋)轴承到螺母间距离(临界长度) ln= 1200mm固定端轴承到螺母间距离 Lk= 1200mm设计后丝杠总长 = 1600mm最大行程 = 1200mm工作台最高移动速度 Vman= 14（m/min）寿命定为 Lh= 24000工作小时。
μ= 0.1 （摩擦系数）电机最高转速 nmax= 1800 （r/min）定位精度：最大行程内行程误差 = 0.035mm300mm行程内行程误差 = 0.02mm失位量 = 0.045mm支承方式为(固定—支承)W = 1241kg+800kg （工作台重量+工件重量）g=9.8m/sec2(重力加速度)I=1 (电机至丝杠的传动比)Fw=μ×W ×g = 0.1×2041×9.8 ≈ 2000 N(摩擦阻力)运转方式轴向载荷F a=F+F w（N）进给速度(mm/min)工作时间比例无切削F1=2000V1=14000q1=15轻切削F2=4000V2=1000q2=25普通切削F3=7000V3=600q3=50重切削F4=11000V4=120q4=10F a --- 轴向载荷（N） F --- 切削阻力（N） Fw--- 摩擦阻力（N）从已知条件得丝杠编号：此设计丝杠副对刚度及失位都有所要求，所以螺母选形为：FDG（法兰式双螺磨制丝杠）从定位精度得出精度精度不得小于P5级丝杠FDG_-_X_R-_-P5-1600X____计算选定编号导程= 14000/18000≈7.7mm在此为了安全性考虑：P =10(mm)运转方式进给速度(mm/min)进给转速(r/min)无切削V1=14000n1=1400轻切削V2=1000n2=100普通切削V3=600n2=60重切削V4=120n2=12平均转速平均载荷时间寿命与回转寿命=24000×266×60=383040000转次额定动载荷以普通运动时确定fw取 1.4得：额定动载荷 Ca≥39673N以Ca值从FDG系列表及（丝杠直径和导程、丝杠长度表）中查出适合的类型为：公称直径： d0=40mm 丝杠底径： d=33.9mm 导程：Pho=10mm 循环圈数：4.5额定动载荷为：48244N。
滚珠丝杠的选型方法
滚珠丝杠的选型方法1.滚珠丝杠的螺距精度<使用条件>丝杆轴径螺距行程定位精度<选择>螺纹部分长度=行程+螺帽长度+余量余量为超程允许量，一般设定为螺距的1.5～2倍根据螺纹部分长度求出对应的代表移动量误差±e P2.滚珠丝杠的轴向间隙<使用条件>丝杠轴径螺距容许背隙量<选择>相应精度等级3.容许轴向负载容许轴向负载是指相对于可能使丝杠轴发生屈曲的负载，确保其安全性的负载。
施加于丝杠轴的最大轴向负载需小于容许轴向负载。
可用下式计算也可以通过容许轴向负载线图确认。
容许轴向负载（P）式中P：容许轴向负载（N）：负载作用点间距（mm）E：杨氏模量（）I：丝杠轴螺纹内径截面的最小惯性矩（mm4）d:丝杠轴螺纹内径（mm）α：安全系数=0.5必须根据所要求的安全状况进一步提高安全系数4.容许转速滚珠丝杠的转速取决于必要的进给速度和滚珠丝杠的螺距，且需小于容许转速。
需从转轴的危险速度和螺母内部循环滚珠的极限转速DmN值这两个方面对容许转速进行探讨。
危险速度滚珠丝杠的容许转速小于与丝杠轴固有振动一致的危险速度的80%。
可以通过下式计算或容许转速线图简单确认容许转速（min-1）式中：支撑间距（mm）fa：安全系数=0.8E：杨氏模量I：丝杠轴螺纹内径截面的最小惯性矩（mm4）d:丝杠轴螺纹内径（mm）：比重（）A：丝杠轴螺纹内径截面积（mm2）DmN值螺帽内部的钢珠公转速度变大时，产生的冲击力会损伤循环部。
该极限值即为DmN值。
精密滚珠丝杠压轧滚珠丝杠式中Dm：丝杠轴外径（mm）+A值-15.寿命指滚珠滚动面或任一滚珠因交变应力而产生疲劳，直至开始产生剥落现象时的总旋转次数、时间、距离。
滚珠丝杠的寿命可以通过基本动额定负载进行计算，计算公式如下：寿命时间（Lh）小时式中:寿命时间（小时）C：基本动额定负载（N）:轴向平均负载（N）：平均转速（min-1）：运行系数无冲击的静态运行1.0~1.2正常运行1.2~1.5伴随有冲击的运动1.5~2.0基本动额定负载：C指一组相同的滚珠丝杠运转时，其中90%未发生剥落，旋转寿命达到100万次时的轴向负载。
滚珠丝杠选择计算
滚珠丝杠选择计算滚珠丝杠副参数计算与选用1、计算步骤2、确定滚珠丝杠导程Ph根据工作台最高移动速度Vmax , 电机最高转速nmax, 传动比等确定Ph。
按下式计算，取较大圆整值。
Ph= (电机与滚珠丝杠副直联时，i=1)3、滚珠丝杠副载荷及转速计算这里的载荷及转速，是指滚珠丝杠的当量载荷Fm与当量转速nm。
滚珠丝杠副在n1、n2、n3nn转速下，各转速工作时间占总时间的百分比t1%、t2%、t3%tn%，所受载荷分别是F1、F2、F3Fn。
当负荷与转速接近正比变化时，各种转速使用机会均等，可按下列公式计算：(nmax: 最大转速，nmin: 最小转速，Fmax: 最大载荷（切削时），Fmin: 最小载荷（空载时）4、确定预期额定动载荷①按滚珠丝杠副预期工作时间Ln（小时）计算：②按滚珠丝杠副预期运行距离Ls（千米）计算：③有预加负荷的滚珠丝杠副还需按最大轴向负荷Fmax计算：Cam=feFmax(N)式中：Ln-预期工作时间（小时，见表5)Ls-预期运行距离(km),一般取250km。
fa-精度系数。
根据初定的精度等级（见表6)选。
fc-可靠性系数。
一般情况fc=1。
在重要场合，要求一组同样的滚珠丝杠副在同样条件下使用寿命超过希望寿命的90％以上时fc见表7选fw-负荷系数。
根据负荷性质（见表8）选。
fe-预加负荷系数。
（见表9)表－5 各类机械预期工作时间Ln 表－6 精度系数fa机械类型 Ln(小时）普通机械 5000～10000普通机床 10000～20000数控机床 20000精密机床 20000测示机械 15000航空机械 1000精度等级 1.2.3 4.5 7 10fa 1.0 0.9 0.8 0.7表－7 可靠性系数fc可靠性% 90 95 96 97 98 99fc 1 0.62 0.53 0.44 0.33 0.21表－8 负荷性质系数fw负荷性质无冲击(很平稳）轻微冲击伴有冲击或振动fw 1～1.2 1.2～1.5 1.5～2表－9 预加负荷系数fe预加负荷类型轻预载中预载重预载fe 6.7 4.5 3.4以上三种计算结果中，取较大值为滚珠丝杠副的Camm。
滚珠丝杆电机选型计算公式
滚珠丝杆电机选型计算公式
一、滚珠丝杆相关参数。
1. 负载力（F）计算。
- 垂直方向负载：如果滚珠丝杆用于垂直方向运动，需要考虑负载的重力。
F = mg+F_f，其中m是负载质量（kg），g = 9.81m/s²是重力加速度，F_f是摩擦力。
- 水平方向负载：F = F_f+F_a，其中F_a是加速力。
加速力F_a = ma，a是加速度（m/s²）。
摩擦力F_f=μ N，对于滚珠丝杆，摩擦系数μ较小，N是正压力（在水平方向时N = mg）。
2. 丝杆导程（P）
- 导程是丝杆旋转一周，螺母移动的距离，单位为mm。
3. 丝杆效率（eta）
- 滚珠丝杆的效率较高，一般在90% - 95%之间，可根据丝杆的质量和类型取值。
二、电机选型计算公式。
1. 扭矩（T）计算。
- 根据能量守恒原理，电机输出的扭矩转化为丝杆的轴向力来推动负载运动。
T=(F× P)/(2πeta)，其中F是负载力（N），P是丝杆导程（m），eta是丝杆效率。
2. 转速（n）计算。
- 电机转速n与丝杆的线速度v有关。
n=(v)/(P)，其中v是负载的线速度（mm/s），P是丝杆导程（mm）。
3. 电机功率（P_m）计算。
- P_m=(T× n)/(9550)，其中T是扭矩（N·m），n是转速（r/min），9550是一个换算系数。
在实际电机选型时，还需要考虑电机的过载能力、工作环境、精度要求等因素，并且所选电机的额定扭矩和额定转速应大于计算得到的数值，以确保系统稳定可靠地运行。
滚珠丝杠螺母副的计算和选型
Δ3一、进给传动部件的计算和选型进给传动部件的计算和选型主要包括:确定脉冲当量、计算切削力、选择滚珠丝杠螺母副、计算减速器、选择步进电机等。
1、脉冲当量的确定根据设计任务的要求，X方向的脉冲当量为δx=0.005mm/脉冲，Z 方向为δz=0.01mm/脉冲。
2、切削力的计算切削力的分析和计算过程如下：设工件材料为碳素结构钢，σb=650Mpa；选用刀具材料为硬质合金YT15；刀具几何参数为：主偏角κr=60°，前角γo=10°，刃倾角λs=-5°；切削用量为：背吃刀量a p=3mm，进给量f=0.6mm/r，切削速度vc=105m/min。
查表得：C Fc=2795，x Fc=1.0，y Fc=0.75，n Fc=-0.15。
查表得：主偏角κr的修正系数kκrFc=0.94；刃倾角、前角和刀尖圆弧半径的修正系数均为1.0。
由经验公式（3—2）,算得主切削力F c=2673.4N。
由经验公式F c：F f：F p=1：0.35：0.4，算得进给切削力F f=935.69N，背向力F p=1069.36N。
3、滚珠丝杠螺母副的计算和选型（1）工作载荷F m的计算已知移动部件总重G=1300N；车削力F c=2673.4N，F p=1069.36N，F f=935.69N。
根据F z=F c，F y=F p，F x=F f的对应关系，可得：F z=2673.4N，F y=1069.36N，F x=935.69N。
选用矩形—三角形组合滑动导轨，查表，取K=1.15，μ=0.16，代入F m=KF x+μ（F z+G），得工作载荷F m=1712N。
（2）最大动载荷F Q的计算设本车床Z向在最大切削力条件下最快的进给速度v=0.8m/min，初选丝杠基本导程P h=6mm，则此时丝杠转速n=1000v/P h=133r/min。
取滚珠丝杠的使用寿命T=15000h，代入L0=60nT/106，得丝杠系数L0=119.7×106r。
滚珠丝杠设计实例与计算(内容参考)
计算举例某台加工中心台进给用滚珠丝杠副的设计计算:已知: 工作台重量 W 1=5000N 工作及夹具最大重量W 2=3000N 工作台最大行程 L K =1000mm 工作台导轨的摩擦系数:动摩擦系数μ=0.1 静摩擦系数μ0=0.2 快速进给速度 V max =15m/min 定位精度20 μm /300mm 全行程25μm 重复定位精度10μm 要求寿命20000小时(两班制工作十年)。
表1 切削方式 纵向切削力 Pxi(N) 垂向切削力 Pzi(N) 进给速度Vi(m/min)工作时间百分比% 丝杠轴向载荷 (N) 丝杠转速 r/min 强力切削 2000 1200 0.6 10 2920 60 一般切削 1000 200 0.8 30 1850 80 精切削 500 200 1 50 1320 100 快速进给 015108001500解：1) 确定滚珠丝杠副的导程maxmaxhi n VP=⋅::/min :/min:hmaxmaxmm m r i PV n滚珠丝杠副的导程 工作台最高移动速度 电机最高转速 传动比因电机与丝杠直联，1i = 由表查得max15/min m V=max 1500/min n r =代入得，10hmm P=2)确定当量载荷331122121122112...3...()m s n n t n t F n t n t F F F F W W P μ++=++=+++可求得：12342920,1850,1320,800,1290m F N F N F N F N F N=====3)确定当量转速112212/min m n t n t n r t t ++⋅⋅⋅==++⋅⋅⋅2304）预期额定动载荷 ①按预期工作时间估算。
按表3-24查得：轻微冲击取.w f =13 按表3-22查得：精度等级1-3取.a f =10 按表3-23查得：可靠性97%取.c f =044 已知h L h =20000 得：w m m h nma cf F n L C N ==36024815②拟采用预紧滚珠丝杠，按最大负载max F 计算， 按表3-25查得：中预载取：.e f =45max F F N ==12920，代入得'max ame Cf F N ==13140 取以上两种结果的最大值m C N =248155)确定允许的最小螺纹小径①估算丝杠允许的最大轴向变形量。
广东TBI丝杠相关参数及计算介绍
TBI丝杠相关参数及运算介绍Tbi丝杠的直径，螺距，转速以及计算步骤和方法1.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。
2.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=0.1，得Fa=0.1*1000*9.8=980N；Ta=（Fa*I）/（2*3.14*n1），设n1=0.94，得Ta=980*5/5.9032≈830N.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)*eT：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。
滚珠丝杠选型计算实例
滚珠丝杠选型计算实例引言：滚珠丝杠广泛应用于各种机械设备中，用于传递力和运动。
在选择滚珠丝杠时，我们需根据所需的负载和速度来进行选型计算。
本文以一个葡萄压榨机为例，详细介绍滚珠丝杠选型的具体计算过程。
问题描述：葡萄压榨机需要进行滚珠丝杠选型，以下是该机器的技术参数：1.负载力：1000N2. 运动速度：500mm/s3. 滚珠丝杠长度：2000mm4.频繁启停次数：50次/分钟5.工作时间：8小时/天6.年工作天数：300天1.计算负载的动态载荷动态载荷C和速度系数fn的取值根据蜗轮原理计算得到。
根据所给的负载力1000N，查表可得C=15.2kN。
假设滚珠丝杠为M级精度，根据精度等级表可得速度系数fn=1所以动态载荷为：P=fn*C = 1*15.2kN = 15.2kN2.计算滚珠丝杠的选型参数根据公式，滚珠丝杠的选型参数可以通过以下公式计算得到：ηm = (L2/(9800*T))*(P+(Ffr*Dx))/Pηs = (L2/(9800*T))*(Mg+(Ffr*Dx))/Mgη=ηm*ηs其中ηm为滚珠丝杠的机械效率；L为滚珠丝杠的长度，单位为mm；T为转速，单位为rpm；P为动态载荷，单位为N；Ffr为滚珠丝杠的摩擦力；Dx为负载点至滚珠丝杠端部的距离，单位为mm；Mg为滚珠丝杠的总负载，即负载力与滚珠丝杠自身重力的和。
根据给定的参数，填入上述公式计算：L = 2000mmT=50次/分钟=0.833转/秒P=1000NMg=1000N+m*g（m为滚珠丝杠自身重力，g为重力加速度）假设m为100kg，则m * g = 100 * 9.8 = 980NFfr的计算需要知道滚珠丝杠的摩擦系数f以及角接触球轴承和螺纹直径Dm之间的比值（即尺寸系数），根据滚珠丝杠选型手册查表可得f = 0.005，尺寸系数为1.0。
Ffr = f * P = 0.005 * 1000N = 5NDx取滚珠丝杠长度的1/4，即Dx=2000mm/4 = 500mm代入公式计算得：ηm=(2000/(9800*0.833))*((15.2*1000)+(5*500))/(15.2*1000)=0. 54ηs=(2000/(9800*0.833))*((1000+980)+(5*500))/(1000+980)=0.57η=0.54*0.57=0.3083.计算寿命需求滚珠丝杠的寿命计算主要通过L10寿命来表示。
滚珠丝杠选型计算经典版
滚珠丝杠选型计算经典版滚珠丝杠选型计算经典版一、引言滚珠丝杠是一种重要的传动装置，在工业机械中广泛应用。
为了正确选型滚珠丝杠，本文提供了一个详细的计算方法。
二、滚珠丝杠的基本概念1.定义：滚珠丝杠是一种利用滚珠与螺纹互相作用而产生线性运动的机械元件。
2.结构：滚珠丝杠由滚珠螺纹副、螺母和导轨组成。
螺纹副由螺纹轴和螺纹套构成。
三、滚珠丝杠选型的基本步骤1.确定负载参数：包括负载力、负载力矩和负载速度等。
2.计算滚珠丝杠额定载荷：根据负载参数和选用的滚珠丝杠型号，计算出额定载荷。
3.确定滚珠丝杠动态特性：包括起始力矩、制动力矩和灵敏度等。
4.确定螺纹副尺寸：根据滚珠丝杠动态特性和选用的滚珠丝杠型号，确定螺纹副的尺寸。
5.确定滚珠丝杠的类型和精度等级：根据使用环境和要求，选择合适的滚珠丝杠类型和精度等级。
四、滚珠丝杠额定载荷的计算1.根据负载力的大小和方向，确定滚珠丝杠的负载系数：●单向轴承型滚珠丝杠：选择合适的负载系数，计算额定载荷。
●双向轴承型滚珠丝杠：根据负载方向和大小确定额定载荷。
2.根据滚珠丝杠型号和负载系数，计算滚珠丝杠的额定负载。
五、滚珠丝杠动态特性的计算1.起始力矩的计算：根据滚珠丝杠型号、负载系数和负载参数，计算起始力矩。
2.制动力矩的计算：根据滚珠丝杠型号和滚珠丝杠的制动性能，计算制动力矩。
3.灵敏度的计算：根据负载参数和滚珠丝杠的灵敏度要求，计算灵敏度。
六、螺纹副尺寸的确定1.根据滚珠丝杠型号和额定载荷，确定螺纹副的基本尺寸。
2.考虑螺纹副的寿命和刚度要求，进行螺纹副尺寸的优化设计。
七、滚珠丝杠的类型和精度等级选择1.根据使用环境和要求，选择合适的滚珠丝杠类型。
2.根据使用精度要求，选择合适的滚珠丝杠精度等级。
附件：1.滚珠丝杠选型计算表格：包括负载参数、滚珠丝杠额定载荷、滚珠丝杠动态特性等计算结果。
2.滚珠丝杠型录：包含各种滚珠丝杠型号的技术参数和性能。
法律名词及注释：1.版权：指作品的独创性表达形式的法律保护。
TBI滚珠丝杠选型计算举例讲解--实用.doc
深圳 tbi 滚珠丝杠选型计算举例选取的滚珠丝杠转动系统为：磨制丝杠 ( 右旋 )轴承到螺母间距离 ( 临界长度 ) l固定端轴承到螺母间距离L k = 1200mm设计后丝杠总长= 1600mm最大行程 = 1200mm工作台最高移动速度V man = 14 （m/min）寿命定为 L h = 24000 工作小时。
μ= 0.1 （摩擦系数）电机最高转速 n max = 1800 （r/min ）定位精度：最大行程内行程误差= 0.035mm300mm行程内行程误差= 0.02mm失位量 = 0.045mm支承方式为 ( 固定—支承 )W = 1241kg+800kg （工作台重量 +工件重量）2I=1 ( 电机至丝杠的传动比 )Fw=μ×W ×g = 0.1 ×2041×9.8 ≈ 2000 N( 摩擦阻力 )运转方式轴向载荷进给速度a w（ N）工作时间比例F =F+F (mm/min)n = 1200mm无切削 轻切削 普通切削重切削=2000V 1 =14000q =15F 1=10001=4000Vq =25 F 222F 3=7000 V 3=600q 3=50=11000V =120q =10F 444F a ---轴向载荷 （N ） F --- 切削阻力 （ N ） F w --- 摩擦阻力 （N ）从已知条件得丝杠编号：此设计丝杠副对刚度及失位都有所要求，所以螺母选形为： FDG （法兰式双螺磨制丝杠）从定位精度得出精度精度不得小于 P5 级丝杠 FDG_-_X_R-_-P5-1600X____计算选定编号导程= 14000/18000 ≈7.7mm在此为了安全性考虑： P =10(mm)ho运转方式 进给速度 进给转速 (mm/min)(r/min)无切削V 1=140001n =1400轻切削 V 22=1000n =100普通切削V 32重切削=600n =60V 42=120 n =12平均转速平均载荷时间寿命与回转寿命=24000×266×60=383040000转次额定动载荷以普通运动时确定fw 取 1.4得：额定动载荷C a≥39673N以C a值从 FDG系列表及（丝杠直径和导程、丝杠长度表）中查出适合的类型为：公称直径： d 0=40mm丝杠底径： d 0 =33.9mm 导程： P ho=10mm循环圈数：4.5额定动载荷为： 48244N。
例子滚珠丝杠的选择与计算
一、如图1所示滚珠丝杠的传动系统中，采用右旋丝杠，支承方式为双推-简支式，根据对刚度和失动量的要求，选用法兰式双螺母丝杠（FDG ），丝杠有效行程=800mm ，工作台最高移动速度V max =14（m/min ），寿命定为L h =24000工作小时，摩擦系数μ=0.1，电机最高转速n max =1800（r/min ），最大行程内行程误差小于0.02mm ，300mm 行程内行程误差小于0.02mm ，工作台重量为600kg ，工件与卡具最大重量总合为500kg ，重力加速度g=9.8m/s 2，丝杠的平均转速为266r/min,刀具切削加工时的平均切削力的水平分力为2000N ，切削时的最大载荷下分力为N F x 400=，N F y 9000=。
图1 滚珠丝杠副简图1、计算空载摩擦阻力f F 和切削加工时的摩擦阻力jf F】【或Kg 110)(10788.91.01100)500600(N g F f =⨯⨯=⨯⨯+=μ】【或Kg 1118)(11188.91.01500400)500600(N g F jf =⨯⨯=⨯+⨯⨯+=μμ2、确定滚珠丝杠副的导程0l 。
根据题目给定条件，步进电机直接与滚珠丝杠副连接，其传动比为1。
所以则有：)(8.7)(00778.0180014max max 0mm m n V l ==== 根据国际标准ISO/DIS 3408-2-1991或GB/T17587.2-1998，确定丝杠的基本导程为大于8mm 。
3、根据平均负载计算滚珠丝杠副的最大动载荷Q F ，硬度系数取1.0。
设滚珠丝杠副在工作时的平均工作载荷为cp F 。
则)(181300021118N F F F gcp jf cp =+=+=滚珠丝杠副的寿命系数万转）(04.383102662400060106066=⨯⨯==h nL L 则有：)(07.40759~686.326073470]5.1~2.1[2.126.73118]5.1~2.1[2.104.383F L 3W 3N F f F cp H Q =⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=4、结合最大静载荷，从附表中选择丝杠并写出丝杠的参数：丝杠的型号，公称直径，丝杠底径，导程，循环圈数，额定动载荷，额定静载荷，螺母的总长。
滚珠丝杠的计算与选用
滚珠丝杠的设计计算与选用滚珠丝杠滚珠丝杠是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。
滚珠丝杠由螺杆、螺母和滚珠组成。
它的功能是将旋转运动转化成直线运动，这是滚珠螺丝的进一步延伸和发展，这项发展的重要意义就是将轴承从滚动动作变成滑动动作。
由于具有很小的摩擦阻力，滚珠丝杠被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。
滚珠丝杠是工具机和精密机械上最常使用的传动元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反覆作用力，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。
1)与滑动丝杠副相比驱动力矩为1/3由于滚珠丝杠副的丝杠轴与丝母之间有很多滚珠在做滚动运动,所以能得到较高的运动效率。
与过去的滑动丝杠副相比驱动力矩达到1/3以下,即达到同样运动结果所需的动力为使用滚动丝杠副的1/3。
在省电方面很有帮助。
2)高精度的保证滚珠丝杠副是用日本制造的世界最高水平的机械设备连贯生产出来的，特别是在研削、组装、检查各工序的工厂环境方面,对温度·湿度进行了严格的控制,由于完善的品质管理体制使精度得以充分保证。
3)微进给可能滚珠丝杠副由于是利用滚珠运动,所以启动力矩极小,不会出现滑动运动那样的爬行现象,能保证实现精确的微进给。
4)无侧隙、刚性高滚珠丝杠副可以加予压,由于予压力可使轴向间隙达到负值,进而得到较高的刚性(滚珠丝杠内通过给滚珠加予压力,在实际用于机械装置等时,由于滚珠的斥力可使丝母部的刚性增强)。
5)高速进给可能滚珠丝杠由于运动效率高、发热小、所以可实现高速进给(运动)。
滚珠丝杠副特性•传动效率高滚珠丝杠传动系统的传动效率高达90%～98%，为传统的滑动丝杠系统的2～4倍，如图1.1.1所示，所以能以较小的扭矩得到较大的推力，亦可由直线运动转为旋转运动（运动可逆）。
•运动平稳滚珠丝杠传动系统为点接触滚动运动，工作中摩擦阻力小、灵敏度高、启动时无颤动、低速时无爬行现象，因此可精密地控制微量进给。
垂直使用的滚珠丝杠伺服电机选型计算实例
垂直使用的滚珠丝杠伺服电机选型计算实例
垂直使用的滚珠丝杠伺服电机选型计算实例如下：
一、伺服电机选型步骤
1. 确定电机的机械负载：机械负载主要包括工作台、工作物和丝杠的重量，以及可能的外部负载。
在本例中，工作台重量为50kgf，工作物重量最大为25kgf，丝杠重量可以根据具体型号确定。
2. 确定电机的运动参数：运动参数包括电机的最大行程、最大速度、加速度等。
在本例中，最大行程为1000mm，最大速度为50m/min，加速度可以根据具体应用确定。
3. 确定电机的控制参数：控制参数包括定位精度和重复定位精度。
在本例中，定位精度为±/最大行程，重复定位精度为±。
4. 确定电机的驱动参数：驱动参数包括电机的最大扭矩和最大电流等。
在本例中，电机的最大扭矩和最大电流可以根据具体应用确定。
二、伺服电机选型计算
1. 计算电机的轴向力：根据机械负载的重量和重力加速度，可以计算出电机的轴向力。
在本例中，等速度时轴向力F2=μ(W1+W2)xg=(50+25)=(N)，
其中μ为滑动摩擦系数，W1为工作台重量，W2为工作物重量，g为重力加速度。
2. 计算电机的转矩：根据电机的轴向力和转速，可以计算出电机的转矩。
在本例中，电机的转速可以根据具体应用确定，然后根据轴向力和转速计算出电机的转矩。
3. 确定电机型号：根据电机的运动参数、控制参数和驱动参数，以及计算出的转矩和可能的外部负载，选择适合的电机型号。
以上是垂直使用的滚珠丝杠伺服电机选型计算实例，具体计算过程可能需要根据具体情况进行调整和优化。
滚珠丝杆的选型计算
滚珠丝杆的选型计算设计原理：利用滚珠丝杆的工作原理设计一款用于高强玻纤板等墙体材料的自动存储的升降装置，该装置总共有20层，高强玻纤板通过双层运输平台输送到货架上，然后货架随着升降装置向上移动，完成20层玻纤板的存储。
实现的动作要领:货架每层之间的距离为100mm ，高强板的厚度为10mm ，升降装置上升1层，升降装置停止，玻纤板进入货架，当玻纤板完全停放在货架，升降装置迅速上升1层，完成接下来的存储，等到20层完成存储之后，货架通过小车向上提升一定距离，然后通过链条输送到仓库进行存储，升降装置快速复位到原点，等待另一个货架到来。
设计条件：升降装置是垂直运动工作模式，工作台质量为m 1=440kg ，货架的质量为m 2=460kg ，单个工件的质量m 3=80kg 。
丝杆的工作形成长度l s =2000mm 上升的最大速度V u max =80mm/s ，加速时间t 1=0.1s ，减速时间t 3=0.1s ，停止时间t 4=10s ；下降的最大速度V dmax =250mm/s ，加速时间t 5=0.1s ，减速时间t 7=0.1s 。
每分钟往返次数n =0.447min −1，定位精度±2.4mm/2000mm ，反复定位精度±0.3mm ，最小进给量s =0.1/脉冲，工作寿命时间20000h ，驱动马达 AC 伺服马达 额定转速N R =3000r/min ，马达的转动惯量（假设）J m =1×10−3kg ∙m 2；减速机减速比i =1.5：1，导向面上的摩擦系数u =0.003（滚动）；导向面的阻力f =20N （无负荷时）。
(1)选定丝杆精度要求的定位精度为±2.4mm/2000mm ，换算为300mm 时允许误差为±2.42000=±0.36300因此，为了满足要求的定位精度，必须选择误差低于±0.36mm/300mm 的导程精度。
广州tbi滚珠丝杠选型计算举例范文
广州tbi滚珠丝杠选型计算举例选取的滚珠丝杠转动系统为：磨制丝杠(右旋)轴承到螺母间距离(临界长度) l n = 1200mm固定端轴承到螺母间距离 L k = 1200mm设计后丝杠总长 = 1600mm最大行程 = 1200mm工作台最高移动速度 V man = 14（m/min）寿命定为 L h = 24000工作小时。
μ= 0.1 （摩擦系数）电机最高转速 n max = 1800 （r/min）定位精度：最大行程内行程误差 = 0.035mm300mm行程内行程误差 = 0.02mm失位量 = 0.045mm支承方式为(固定—支承)W = 1241kg+800kg （工作台重量+工件重量）g=9.8m/sec2(重力加速度)I=1 (电机至丝杠的传动比)Fw=μ×W ×g = 0.1×2041×9.8 ≈ 2000 N(摩擦阻力)F a --- 轴向载荷（N） F --- 切削阻力（N） F w --- 摩擦阻力（N）从已知条件得丝杠编号：此设计丝杠副对刚度及失位都有所要求，所以螺母选形为：FDG（法兰式双螺磨制丝杠）从定位精度得出精度精度不得小于P5级丝杠FDG_-_X_R-_-P5-1600X____计算选定编号导程= 14000/18000≈7.7mm平均转速平均载荷安昂传动3传动世界时间寿命与回转寿命=24000×266×60=转次额定动载荷以普通运动时确定fw取 1.4得：额定动载荷 C a≥39673N以C a值从FDG系列表及（丝杠直径和导程、丝杠长度表）中查出适合的类型为：公称直径： d0=40mm 丝杠底径： d0=33.9mm 导程：P ho=10mm 循环圈数：4.5额定动载荷为：48244N。
丝杠编号：FDG 40 × 10R - P5 - 4.5 - 1600 × ____预紧载荷F ao = F max/3=11000/3 ≈ 3666 N丝杠螺纹长度L u=L1-2L e L1=L u+2L e=1200+2×40=1280mm丝杠螺纹长度不得小于1280mm加上螺母总长一半84mm(从系列表中查出螺母总长168mm)。
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：等速时的扭矩；
：加速时的扭矩；
：裕量系数。
T1=（Fa*I）/（2*3.14*n1）
：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
m：移动物体重量(工作台+工件)kg，g:9.8 】；
：丝杠导程mm；
上述由额定动载荷C
求得的公称直径 d0=40mm>32 ，满足条件，否则
FDG 40 × 10R – P5 - 4.5 - 1600 × 1400
初始条件：失位量 = 0.045mm。
滚珠丝杠系统之间各元部件（丝杠、螺母、支承轴承），在此设为：0.04mm。
0.02mm。 此时为无切削运动时
：进给丝杠的正效率。
T2=T1+J*W
加速时的驱动扭矩kgf.m;
等速时的驱动扭矩kgf.m;
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］】
9传动世界
电机的角加速度rad/s2;
电机的惯性转矩kg.m2;
齿轮1的惯性转矩kg.m2;
平均转速
平均载荷
3传动世界
时间寿命与回转寿命
转次
额定动载荷
以普通运动时确定fw取 1.4
C
≥39673N
C
值从FDG系列表及（丝杠直径和导程、丝杠长度表） 中查出适合的类型为：
d
=40mm 丝杠底径： d0=33.9mm 导程：Pho=10mm 循环圈数：4.5
0.83N.M的伺服电机是400W。（200W是0.64N.M，小了。400W额定
，是所需理论扭矩的1.5倍，满足要求）
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，
如果是机床工作台等设备，还要考虑各向切
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
T=(T1+T2)*e
2传动世界
=2000 V1=14000 q1=15
=4000 V2=1000 q2=25
=7000 V3=600 q3=50
=11000 V4=120 q4=10
--- 轴向载荷 （N） F --- 切削阻力 （N） Fw --- 摩擦阻力 （N）
此设计丝杠副对刚度及失位都有所要求，所以螺母选形为：FDG（法兰
δs=0.01mm
Vmax=20m/min
20000小时 （两班工作制10年）
nj=2000r/min
μ=0.1
固定--固定的安装方式
18、滚珠丝杠副的设计计算程序（简称18，下同）进行
150安1532昂1940
。。
10传动世界
传
2000N。
丝杠刚度
当L
=Lk，Rs 为最小，一般情况下计算最小刚度值。
= F
/Rs
μm
5传动世界
螺母刚度
在此预紧载荷为额定动载荷的10%，螺母刚度从表中查出 R=2128N/μm
从表中查出额定动载荷C
=48244N,在此ε取0.1．
=Fa/Rnu
齿轮2的惯性转矩kg.m2;
丝杠的惯性转矩kg.m2
Jg1 、Jg2）
：功率；T：扭矩；N：转速
修正说明：原“计算举例”中综合摩擦系数设定为0.01，导致
（最开始扭矩结果应是0.083N.M，算成0.83是我单位换算错误），
0.1。修改原因是滚珠导轨内滚动体的理论摩擦系数
0.003~0.005，组装后因为增加了端部防尘件和预压的原因，摩擦系数大
从定位精度得出精度精度不得小于P5级丝杠
FDG_-_X_R-_-P5-1600X____
导程
在此为了安全性考虑：P
=10(mm)
进给速度
进给转速 (r/min)
V
=14000 n1=1400
=1000 n2=100
=600 n2=60
V
=120 n2=12
F
为轻切削轴向载荷4000N。
F
为普通切削轴向载荷7000N。
F
为重切削轴向载荷11000N。
由预加载荷而产生的转矩
在此 K
取 0.18
在精确设计中要考虑各方面的转矩(如：加速度时之负载转矩及马达所
)。
7传动世界
（电机至丝杠的传动比）
平均速度时最大驱动转矩
=Mta+Mte=19.5+1.4≈21Nm
1500r/min
电机的选定时，一般来说以平均速度时的 M
在电机额定转矩的30%以
丝杠理论容许轴向载荷
以安装形式确定f
取20.4
=fFk × d24/Lk2 ×104
2/1200×104
7097 N
丝杠工作容许轴向载荷
支承刚度
支承轴承刚度R
可从轴承生产厂产品样本中的查出。
R
=1020N/μm
=Fa/δaLδaL=Fa/RaL
μm
轴向总刚度
= 1/Rs + 1/Rnu + 1/RaL
R
≈137 N/μm
总弹性变形量(单边)
= δs + δnu + δaL
= Fk/2
临界转速
以安装形式确定取18.9
=fnk× d2/Ln2 ×107
2×107≈4449 r/min
允许工作转速
≤ 0.8 × nk
Ta=（Fa*I）/（2*3.14*n1）
8传动世界
：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：导向件的综合摩擦
48244N。
FDG 40 × 10R - P5 - 4.5 - 1600 × ____
预紧载荷
= Fmax/3=11000/3 ≈ 3666 N
丝杠螺纹长度
=L1-2Le L1=Lu+2Le
1280mm加上螺母总长一半84mm(从系列表中查出螺母总
168mm)。
≥ 1364m。
300mm行程内行程误差 = 0.02mm
失位量 = 0.045mm
(固定—支承)
（工作台重量+工件重量）
2(重力加速度)
电机至丝杠的传动比)
μ×W ×g = 0.1×2041×9.8 ≈ 2000 N(摩擦阻力)
轴向载荷
=F+Fw （N） 进给速度 (mm/min) 工作时间比例
0.01~0.05，而多套多滑块同时使用因安装方面的影响，整体摩擦系数可能
0.1~0.2之间，这里选0.1应该比较合理。应注意，计算结果没有考虑冲击、
同时，在此感谢“温暖海洋”和“茄子”网友提出的指
特别是“温暖海洋”网友指出了我计算过程中单位换算的错误，非常
5
1000mm
δg=0.025mm
1传动世界
tbi滚珠丝杠选型计算举例
(右旋)
(临界长度) l
= 1200mm
L
= 1200mm
= 1600mm
= 1200mm
V
= 14（m/min）
L
= 24000工作小时。
= 0.1 （摩擦系数）
n
= 1800 （r/min）
最大行程内行程误差 = 0.035mm
μm ≤ 20μm，合格。
从丝杠轴向总刚度的问题上来讲，丝杠的刚度有时比螺母的刚度重要，
预紧载荷最高为额定动载荷的10%)，如果将丝杠的安装方式改为（固定-固定）
R
≈305N/μm 、总弹性变形量(单边)δs=6.7μm 。
6传动世界
驱动转矩
F
为无切削轴向载荷2000N。
4传动世界
L
=1400mm
L
=1400mm
FDG - 10R - P5 - 4.5 - 1600 × 1400
≤0.8×nk nk ≥ per/0.8
f
取18.9。
? 13.7
当P
=10(mm)、最高转速达到1400（r/min） 时，系列表中适合的公称
d
≥32mm 。
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。
2005滚珠丝杠传动，25滚珠直线导
1000kg，求电机功率：
μmg，设切削力不考虑，设综合摩擦系数μ=0.1，得
；
（Fa*I）/（2*3.14*n1），设n1=0.94，得Ta=980*5/5.9032≈830N.mm=0.83N.M