滚珠丝杠驱动

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(完整word版)丝杆功率、扭矩计算

1）、例如：滚珠丝杆导程为10mm，外径为32mm，通过螺母转动提升重物300kg，每秒提升70mm。

m*g*v=n*w 由于实际操作过程中不要求精确计算，所以可依功率恒定来算题中已知信息可得：每秒提升70mm意味着，每秒丝杆转7*2π弧度即W=14π rad/s结果：n=mgv/w=300*10*70*0.001/14π=4.8nm则电机需要选择9.6NM以上的，估计步进电机都行省钱！（功率=转矩*角速度）2)、怎样计算滚珠丝杠驱动扭矩及电机功率(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。

1. 2(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，（200W 查样本得知，额定扭矩大于0.83N.M的伺服电机是400W。

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。

滚珠丝杠的扭矩和功率

•滚珠丝杠的直径，螺距，转速步骤/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+μm g，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。

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。

步进电机驱动滚珠丝杠与直线导轨工作原理

步进电机驱动滚珠丝杠与直线导轨工作原理
步进电机驱动滚珠丝杠与直线导轨是一种常见的传动方式，它能够转换电脉冲信号为机械运动，保证了精准和高效的控制，被广泛应用于数控机床、自动化设备和3D打印等领域中。

步进电机是一种定位精度高、结构简单的电机，它根据电脉冲信号的频率和方向控制逐步转动的角度或步数。

滚珠丝杠是一种高效的力转换装置，由螺纹轴和螺母构成，通过滚珠在螺纹轴和螺母之间滚动实现转换。

直线导轨是一种线性移动装置，由导轨和导轨滑块组成，通过导轨滑块在导轨上滑移实现线性运动。

在步进电机驱动滚珠丝杠的传动系统中，步进电机通过直接驱动滚珠丝杠使其旋转，滚珠丝杠的旋转转换为直线移动，并通过直线导轨的导向实现工作台等工件的移动。

在具体实现中，步进电机控制器产生一系列电脉冲信号，驱动电机旋转一定的角度或步数，从而带动滚珠丝杠旋转。

滚珠在丝杠与螺母之间的滚动转换为丝杠的线性运动，并通过导轨的导向实现工件的精准移动。

该传动系统具有结构简单、可靠性高、定位精度高等优点，适用于高精度定位和拉伸等应用场合。

但需要注意的是，在使用过程中要根据具体情况选择适当的步进电机和滚珠丝杠，并加强维护保养，以免因摩擦和磨损导致误差和故障。

高速滚珠丝杠进给驱动系统机械模型的仿真研究

关键词：高速；珠丝杠；给驱动系统滚进
中图分类号：３ＴＨ１２
文献标志码：Ｂ
ＷＵｈｍｉｇ．ＷＡＮＧｕｋｉＺｉｎＪｎｕ
ＴｈｅＳｍｕｌｔｏｏｌＭａｈｉｒｆＨｉｈＳｅｌＳｒｗｉｉｙｔｍｉａｉｎＭｄｅｃｎｅｙｏｇｐｅｄＢａｌｃｅＤｒｖｎｇＳｓｅ
ＫｅｒｓＨｉｈｓｅｄ，Ｂｌｓｒｗ，Ｄｒｖｎｙｔｍｙｗｏｄ：ｇｐｅａｌｃｅｉｉｇｓｓｅ
伴随着数控机床加工精度的不断提高，定位其
精度已经成为一个非常重要并急需解决的问题。由
２ＴｅｈｏｏｙＤｅｐｒｍｅｔｅＨａｂｎＥｌｅｒｍｏｏａｔＡＣ／ＤＣｔｒＣｏＭｏｏ．，ＬｔＨａｂｎ１０４ｄ，ｒｉ５００，Ｃｈｎ）ｉａ
ＡｂｔａｔＴｈｉａｐｒｅｔｌｓｄｔｇｐｅｌｓｒｗｅｄｉｇｓｓｅｅｈａｃｌｍｏｄ１Ｔｈｅｋｅｏａａｙｅｔｅｍｅｓｒｃ：ｓｐｅｓａｂｉｈｅｈｅｈｉｈｓｅｄｂａｌｃｅｆｅｎｙｔｍｍｃｎｉａｅ．ｙｔｎｌｚｈ — ｃｎｉａｙｓｅｏｈｈｅｉｉｎｇｓｓｅｎｆｕｎｃｎｄｂｙｕｓｎｇｆｈａｃｌｓｔｍｆｔｅｗｏｌｓｄｒｖｉｙｔｍｉｌｅｅａｉｏＭＡＴＩＡＢｃｐｅｉｕａｉｎｎａｙｓｓａｎｒ — ｏｍｕｔｒｓｍｌｔｏａｌｉｄｅ

滚珠丝杠的选择及电机选型计算

1.滚珠丝杠及电机选型计算1.1 确定滚珠丝杠副的导程根据电机额定转速和X 向滑板最大速度，计算丝杠导程。

X 向运动的驱动电机选择松下MDMA152P1V ，电机最高转速为4500rpm 。

电机与滚珠丝杆直连，传动比为1。

X 向最大运动速度25mm/s ，即1500mm/min 。

则丝杠导程为mm n i V P h 34.045001/1500/max max ≈⨯=⋅=实际取mm P h 10=，可满足速度要求。

1.2 滚珠丝杠副的载荷及转速计算滚动导轨承重时的滑动摩擦系数最大为0.004，静摩擦系数与摩擦系数差别不大，此处计算取静摩擦系数为0.006。

则导轨静摩擦力：N f g M F 2.108548.91500006.000=⨯+⨯⨯=+⋅⋅=μ式中：M ——工件及工作台质量，经计算M 约为1500kg 。

f ——导轨滑块密封阻力，按4个滑块，每个滑块密封阻力5N 。

由于该设备主要用于检测，丝杠工作时不受切削力，检测运动接近匀速，其阻力主要来自于导轨、滑块的摩擦力。

则有：15010/2560/60min max =⨯=⋅=≈h P v n n rpmN F F F 2.1080min max =≈≈滚珠丝杠副的当量载荷：32minmax F F F m +=≈0F =108.2N滚珠丝杠副的当量转速：1502minmax =+=n n n m rpm1.3 滚珠丝杠副预期额定动载荷1.3.1按滚珠丝杠副的预期工作时间计算：N f f f F L n C c a w m h m am 06.5551110012.10815000150601006033=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⋅=式中：m n ——当量转速，15010/2560/60=⨯=⋅=h m P v n rpmh L ——预期工作时间，测试机床选择15000小时w f ——负荷系数，平稳无冲击选择wf =1a f ——精度系数，2级精度选择a f =1c f ——可靠性系数，一般选择c f =11.3.2 按滚珠丝杠副的预期运行距离计算：N f f f F P L C c a w m h s am 9993.146841112.108101010253333=⨯⨯⨯⨯⨯=⋅=- 式中：s L ——预期运行距离，一般选择mL s 31025⨯=1.3.3 按滚珠丝杠副的预加最大轴向负载计算：N F f C e am 94.7292.1087.6max =⨯==式中：e f ——预加负荷系数，轻预载时，选择e f =6.7max F ——丝杠副最大载荷1.4 估算滚珠丝杠的最大允许轴向变形量 m()∙≤4/1~31m δ重复定位精度X 向运动的重复定位精度要求为0.005mm ，则00125.01.041=⨯≤m δmm1.5 估计算滚珠丝杠副的螺纹底X1.5.1 根据X 向运动行程为1200mm ，可计算出两个固定支承的最大距离：mm P l L h 1580101412002.1)14~10()2.1~1.1(=⨯+⨯=⋅+⋅≈1.5.2 按丝杠安装方式为轴向两端固定，则有丝杠螺纹底X ：mo m LF d δ1000039.02≥式中：F 0——导轨静摩擦力，F 0=108.2NL ——滚珠螺母至滚珠丝杠固定端支承的最大距离，L=1580mm则有mm d m 42.1400125.0100015802.108039.02=⨯⨯⨯≥1.6 导程精度的选择根据X 向运动的定位精度要求达到0.005mm/1000mm ，则任意300mm 。

滚珠丝杆导轨电机连接方法

滚珠丝杠导轨电机连接方法通常涉及到将电机与滚珠丝杠导轨系统正确地组装和连接在一起，以确保精确和高效的运动控制。

以下是一般的连接步骤：
1. 准备工作：
在开始之前，确保滚珠丝杠导轨系统干净，没有灰尘和杂质。

准备好所需的工具，如扳手、螺丝刀等。

2. 安装滚珠丝杠：
将滚珠丝杠安装到导轨上，通常需要使用螺丝将丝杠固定到导轨的螺纹孔中。

确保滚珠丝杠的安装位置和方向正确。

3. 安装电机：
将电机底座与滚珠丝杠的支架或导轨的特定位置对齐。

使用螺丝将电机底座固定到导轨或支架上。

4. 连接驱动器：
如果电机与驱动器是分离的，需要将电机与驱动器通过电缆或集线器连接起来。

确保连接符合制造商的规范和标准。

5. 调试和校准：
在电机与滚珠丝杠系统连接后，进行初步的调试和校准。

使用控制系统或调试软件来设置和优化电机参数，确保运动精度和稳定性。

6. 安全检查：
在操作前，进行安全检查，确保所有连接都牢固且正确。

检查电机和滚珠丝杠导轨系统是否有任何损坏或磨损。

7. 测试运行：
启动电机，测试滚珠丝杠导轨系统的运动是否平稳和准确。

检查是否有任何异常噪音、振动或限制运动的情况。

滚珠丝杠参数驱动模型及仿真

滚珠丝杠参数驱动模型及仿真滚珠丝杠是一种常用的转动运动与直线运动之间的转换装置。

它由滚珠、螺杆和螺母三部分组成。

滚珠丝杠通过滚珠在螺杆和螺母之间滚动来实现转动运动与直线运动之间的转换。

滚珠丝杠广泛应用于机床、机械手、印刷机、纺织机械等领域。

滚珠丝杠的参数对其驱动性能有着重要的影响。

主要参数包括螺纹螺距、滚珠直径、滚道半径、滚道角度等。

其中螺纹螺距是指螺纹每转一周时螺杆前进的距离，它决定了丝杠的传动速度。

滚珠直径决定了丝杠的承载能力，滚道半径和滚道角度决定了丝杠的摩擦特性。

滚珠丝杠的驱动模型可以分为力学模型和动力学模型两种。

力学模型主要考虑丝杠的几何结构和力学性质，动力学模型则考虑力学模型的基础上加入动力学效应。

力学模型的基本原理是利用切向力和法向力之间的关系推导滚珠丝杠的运动学和动力学方程。

对于滚珠丝杠的运动学方程，根据滚珠在螺纹沟槽中的运动轨迹，可以利用滚珠直径和滚道半径等参数计算出滚珠丝杠的位移、速度和加速度。

对于滚珠丝杠的动力学方程，需要考虑滚珠与滚道之间的滑动摩擦力和滚珠间的接触力等因素。

通过对滚珠丝杠的模型进行求解，可以得到滚珠丝杠的运动状态和力学性能。

仿真是研究滚珠丝杠性能的重要工具。

通过建立滚珠丝杠的仿真模型，可以模拟滚珠丝杠在各种工况下的运动和力学行为。

仿真可以用来分析滚珠丝杠的稳定性、刚度和响应时间等性能指标，为优化滚珠丝杠设计和控制提供参考。

滚珠丝杠的仿真可以采用多种方法，包括有限元分析、多体动力学模拟和系统动力学建模等。

有限元分析是一种基于数值计算的方法，可以对滚珠丝杠的结构和力学性能进行详细的分析。

多体动力学模拟是一种基于物理模型的方法，可以模拟滚珠丝杠系统的运动和力学行为。

系统动力学建模是一种基于系统理论的方法，可以对滚珠丝杠系统的动态行为进行建模和分析。

在滚珠丝杠的仿真分析中，需要考虑多个因素的影响，包括滚珠丝杠的结构参数、负载条件、工作速度和摩擦系数等。

通过对这些因素进行参数分析和优化，可以得到滚珠丝杠的最佳设计和控制策略。

滚珠丝杠负载计算

一、滚珠丝杠特点1、所需扭矩小滚珠丝杠是滚珠丝杠与螺母间的螺纹沟槽做滚动运动，因此摩擦力小，驱动扭矩仅为滑动丝杠的1/3以下。

如图所示图1：正效率（旋转→直线）图2：反效率（直线→旋转）1、1、1导程角的计算法……………………………………（1 ）β：导程角（度）d p：滚珠中心直径（mm）ρh：进给丝杠的导程（mm）2扭矩计算（1）水平推力转换为驱动扭矩T：驱动扭矩Fa：导向面的摩擦阻力Fa=μ×mgμ：导向面的摩擦系数g：重力加速度（9.8m/s2）m：运送物的质量（kg ）ρh：进给丝杠的导程（mm ）η：进给丝杠的正效率（图1）（2）施加扭矩时产生的推力Fa：产生的推力（N ）T：驱动扭矩（N mm ）ρh：进给丝杠的导程（mm ）η：进给丝杠的正效率（图1）T：驱动扭矩（N mm ）Fa：产生的推力（N ）ρh：进给丝杠的导程（mm ）η：进给丝杠的正效率（图2）3驱动扭矩的计算实例用有效直径是：32mm，导程：10mm（导程角：5O41’的丝杠，运送质量为500Kg的物体，其所需的扭矩如下（1）滚珠丝杠驱动（导轨0.003，丝杠μ=0.003，效率η=0.96）导向面的摩擦阻力Fa=0.003×500×9.8=14.7N驱动扭矩（2）滑动丝杠驱动（导轨0.003，丝杠μ=0.2，效率η=0.32）导向面的摩擦阻力Fa=0.003×500×9.8=14.7N驱动扭矩4 能微量进给滚珠丝杠由于滚动运动，起动扭矩极小，不产生如滑动运动中晚出现的蠕动现象，所以能进行正确的微量进给。

图4是让滚珠丝杠每1行进给0.1μm时的移动量。

（导向面使用的是LM导轨）图4 进给0.1μm的移动量数据5 无游隙高刚性因对滚珠丝杠施加预压，使轴向间隙为0以下，从而获得高刚性。

在图5中，如往（+）方向上施加轴向负荷，工作台（+）侧位移。

反之，往（—）方向上施加轴向负荷，工作台向（—）侧位移。

滚珠丝杠、滚珠丝杆与普通丝杠区别

1、传动效率。

滚珠丝杠的传动效率可高大90~96%，梯形丝杠的传动效率大约是26~46%。

即在相同大小的复杂下，采用滚珠丝杠可以使用更小的驱动功率，这样可以有效的降低生产成本，也能够降低损耗，给企业增加更多的效益。

2、传动速度。

滚珠丝杠是滚动摩擦，梯形丝杠是滑动摩擦，这样在工作的时候前者的升温远低于后者，因此可以承担高速传动任务。

3、使用寿命。

滚珠的滚动摩擦的表面摩擦力小，在各种清洁保养合理操作的前提下，滚珠丝杠比普通丝杠的使用寿命要更长一些。

4、自锁性。

自锁性一般与传动效率成反比，因此，滚珠丝杠几乎没有自锁性，而梯形丝杠具有一定的自锁性(视乎导程角的大小和工作面粗糙度)。

5、经济性。

滚珠丝杠较普通丝杠要复杂一些，因此价格要比普通丝杠的价格更高一些。

因为滚珠丝杠副具有上述优点，所以在各类中、小型数控机床的直线进给系统中普遍采用滚珠丝杠，但是由于滚珠丝杠副的摩擦因数小、不能自锁，所以当作用于垂直位置时. 为防止因突然停电而造成主轴箱自动下滑，必须加有制动装置。

皮带传动和滚珠丝杠：哪一个是您应用的？

皮带传动和滚珠丝杠：哪一个是您应用的？如今，线性致动器在广泛的先进自动化应用中发挥着重要作用。

从制造环境中原材料的简单移动到机床精确定位的高级机器人系统，线性致动器为各种任务提供快速、高效和可重复的运动。

两种泛使用的线性致动器类型是皮带传动和滚珠丝杠传动。

这两种类型都用于类似的应用，但它们在功能上有很大不同，尤其是在驱动机制方面。

选择线性致动器时，必须仔细考虑每种类型的优缺点，以便为特定的线性运动应用提供结果。

皮带传动滑台由皮带驱动的滑台通过连接在驱动装置两端的两个滑轮之间的同步带将旋转运动转换成线性运动。

同步带通常由纤维增强弹性体制成，用于轻型应用，或者由钢增强聚氨酯带制成，用于更严格的要求。

皮带包括与皮带轮啮合的齿，能有效传递扭矩，防止打滑。

皮带传动装置封装在铝制车体中，车架沿轨道安装在顶部。

与滚珠丝杠致动器不同，驱动轴垂直于致动器的侧面。

滚珠丝杠滑台在滚珠丝杠驱动滑台中，滚珠丝杠的旋转驱动滚珠螺母和安装支架，以实现所需的线性运动。

螺杆有一个螺旋槽，它被精确地研磨或轧制成内环。

螺母有一个用作外环的内槽。

硬化钢球回路在螺杆和螺母之间的凹槽中循环。

与皮带驱动致动器的结构类似，滚珠丝杠驱动致动器的驱动部分封装在铝制壳体中，支架在顶部移动。

与带传动执行机构相比，传动轴的接口与滚珠丝杠成一条直线，位于执行机构的末端。

以下六个因素突出了皮带传动和滚珠丝杠致动器的优缺点：1、冲程长度(行程)也许皮带传动系统为人知的是它们长距离行驶的能力。

通常，与使用类似长度的滚珠丝杠来驱动致动器相比，使用带传动可以更经济有效地实现更长的行程距离。

然而，尽管这些系统通常用于需要10至12米行程长度的应用，但是当它们达到更长的长度时，皮带下垂的问题开始出现，因为不可能在整个系统长度上保持张力。

从历看，螺旋驱动系统的问题是难以实现更长的冲程长度。

随着螺杆长度的增加，允许的速度会降低，因为螺杆在自重的作用下会下垂和晃动。

虽然滚珠丝杠致动器的长度通常为1000 mm或更小，但它可以提供高达5.5或6米的长度，使用一对轴承座来支撑丝杠，并在更高的转速下停止任何抖动效应。

滚珠丝杠驱动扭矩及电机功率的计算

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=0.1，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。

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。

行星滚柱丝杠汇总

一．载荷计算行星滚柱丝杠在实际使用中, 很多情况下丝杠的速度及所承受的轴向载荷都是变化的。

为计算当量动载荷, 首先须计算出丝杠所受的平均载荷。

当速度不变时, 所受载荷也是固定不变的，而当速度改变时, 载荷也随之而变。

此时作用在丝杠上的平均载荷可由下式计算：若速度及载荷方向不变, 而载荷大小在其最大值及最小值之间变化, 此时平均载荷可由下式计算：从而可计算出当量动载荷：根据计算出的当量动载荷, 就可以选取合适的丝杠。

此外, 还应进行静载荷计算。

二．驱动力矩丝杠加速时所需总的驱动力矩可由下式计算：行星滚柱丝杠的效率取决于其工作条件：它在任何条件下都不会自锁, 丝杠和螺母都可以作为主动件，因此,其效率有正效率，将旋转运动变为直线运动，和逆效率将直线运动，变为旋转运动, 其计算公式如下：三．临界速度行星滚柱丝杠的临界转速由下式计算：高速切削技术在我国尚处于起步阶段, 行星滚柱丝杠作为一种新型的高效丝杠将会逐步得到实际应用。

.------- 【一种新型的高速进给传动机构--行星滚柱丝杠】滚柱丝杠副具有较大接触半径的滚动体(图1, R 可看作为等效滚珠半径) , 这样在导程小到只有1 或2mm 时仍可获得很高的承载能力(约为滚珠丝杠副的20 倍) ,并且强度高, 可靠性好。

此外, 和滚珠丝杠副相比, 行星式滚柱丝杠副还具有寿命长、振动小、噪声低、螺母和螺杆易分离等优点行星式滚柱丝杠副的工作原理是螺杆转动, 推动滚柱沿螺杆和螺母组成的滚道作行星式运动。

当将螺杆、滚柱和螺母的接触半径及头数控制到一定的数值时, 螺母与滚柱在轴向近似无相对运动, 螺母与滚柱同步地沿螺杆的轴线运动。

滚柱与螺杆及螺母的接触为点接触, 滚柱两端有外齿轮; 内齿环4 安装于螺母的两端, 与滚柱两端的齿轮相啮合。

这两个齿轮副的啮合保证螺母与滚柱协调工作, 减小导向螺杆的滑动, 保持滚柱工作时的一致性; 导环5 保证各滚柱间有相同的间距, 避免相互间摩擦, 改善受力状态。

滚珠丝杠计算

滚珠丝杠计算
一、精度计算
1、某滚珠丝杠驱动的直线运动机构工作行程为1000mm，要求从一个方向进行定位时机构的定位精度为±0.3mm，使以日本THK 公司的滚珠丝杠为例选择滚珠丝杠导程精度。

解：查产品样本精度资料，在满足使用要求的情况下尽可能选择最低精度等级。

将1000mm工作行程误差±0.3mm换算为每300mm允许的误差：
±0.3/1000=±0.090/300
查样本，要满足±0.090mm/300mm的精度，选择THK公司精度等级为C7的轧制滚珠丝杠即可，其导程误差为±
0.050mm/300mm。

二、导程计算
导程的计算与驱动电机是否带减速器有关。

当电机带减速器通过弹性联轴器与丝杠连接（即直联）时，导程的计算方法如下。

PB≥Vmax x 10^3 x60/(NR*i)
式中：
PB一滚珠丝杠的导程，mm；
Vmax一最大进给速度，m/s；
NR一电机的额定转速，r/min；
i一电机所带减速器的减速比。

1、由某滚珠丝杠驱动的直线运动机构要求最高速度为1m/s，驱动电机的额定转速为3000r/min，电机与丝杠通过弹性联轴器直联连接，计算该机构至少需要选用多大导程的滚珠丝杠。

解：
PB≥Vmax x 10^3 x60/(NR*i)=1x10^3x60/3000/1=20 mm 根据计算结果可知，需要选用20mm或更大导程的滚珠丝杠。

注：当电机的额定转速NR、丝杠导程PB、减速器减速比i确定后，机构的最大运动速度Vmax也就确定了。

浅谈双滚珠丝杠同步驱动的应用

浅谈双滚珠丝杠同步驱动的应用-隆创日盛前言工具机的技术水平已经为生产力和工业实力的重要指标。

在工具机的开展中，为提升加工系统的产能与加工质量，高速与高精度为成为关键，如何提升加工速度与加工精度已成为工具机开展的重要课题。

提升工具机加工的生产效率，就必须要在有限的行程提高速度，但随着速度的提升，驱开工作平台或者主轴的驱动力也必然随着增大，在高速进给时，瞬间的驱动力很容易引起振动现象的产生，一旦加工过程中有振动产生，便会导致加工精度的降低，进而影响到工件的加工质量，因此往往无法同时兼顾高速度与高精度的需求，要求加工精度的同时就无法提升加工速度。

工具机瞬间加减速时的振动现象，起因主要来自于驱动系统的构造刚性及惯性匹配不佳所致，因此只要加强进给系统的构造刚性就可以有效的减少高速进给时所引起的振动。

当进给系统的构造刚性增加时，往往会造成载台基座的质量增加，进给系统的质量越大时，所需要的驱动动力就必须相应加大，由于受限于机台的空间设计(如主轴马达的配置空间考虑等)，使载台基座的质量受到限制。

由于上述的各项因素，工具机在驱动轴的设计上逐渐开场采用双螺杆的驱动架构，此方式不但可以增加进给系统的构造刚性，还可以减少因驱动力偏心所引起的力矩影响，双马达的驱动方式，除了可加强系统的驱动力外，也可提升系统的应答速度。

双轴同步驱动的优点:双轴驱动的应用通常是为了得到较大的负载能力或者针对大跨距的载卸系统所使用，因此在使用上的主要的需求并非着重在高速切削上。

但随着相关技术的开展，工具机需求的速度与精度不断提升，双轴驱动的设计也开场应用于高速的加工中心上，用以抑制因高速进给时所产生的振动。

总括目前双轴驱动的应用，主要有以下几项优点，以下将针对各项优点做更详细的讨论。

(1) 抑制高速时的振动(2) 提高系统刚性，延长螺杆使用寿命(3) 提升系统响应(1) 抑制高加减速时的振动如同前述所提的，于高速的应用下假设要降低高加减速所引起的振动现象，提升进给系统的构造刚性是最简易的解决方法，但由于往往受限于整体设计的零件与电控配置限制，使得载台基座的构造设计受限。

测量滚珠丝杠驱动的反向间隙手动测定

测量滚珠丝杠驱动的反向间隙手动测定
在三爪卡盘上或者夹钳上夹紧一个车过端面的圆形棒料。

2 在刀架上固定一个分辨率为1/1000的量表。

3 在夹紧的车削件上压表，直到测棒快接触到挡铁（进给f=200mm/min）。

4 滑台退回，直到量表的指针停在有效显示范围内（f=150mm/min）。

5 把表针对“0”。

6 滑台退回3mm（量表未压上）（f=150mm/min）。

7 滑台前进3mm，回到零位（f=150mm/min）。

8 在量表上读出显示值并记录（每个与“0”有出入的值即是反向间隙值）。

9 重复测量5次，求出平均值。

分别用G0和G1编程得出G0反向间隙和G1反向间隙值。

10 将计算出的平均值作为间隙补偿值输入系统参数#xx（G0间隙）和#xx（G1间隙）。

注: Mitsubishi T65 中，参数#xx和#xx的单位为<指令单位/2> ，即得出的反向间隙值
x2。

注意：如果X轴的反向间隙超过0、02mm，Z轴的反向间隙超过0、03mm，就应该由服务人员进行修正。

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驱动滚珠丝杠的伺服电机旋转扭矩计算

Ｆ．２￣ｍｇ－＋ｆｏ
３＝ｌａ．ｍｍｎ。
（２）
（３）
Ｆ．．＝－ｔｚｍｇ＿ｍｎ。
Байду номын сангаас
（４）
氏＝，ｎｇ－
（５）
为其它扭矩，Ｎ・ｎｌｌｌ。
加速时，Ｔｋ－Ｔｌ＋Ｔ３。（１６）
ａ＝Ｖ，．／ｔ１（１４）
式中：Ｖ．，为最高速度，ｉｒａｌｓ；ｔ，为加速时间，ｓ。
３伺服电机所需的旋转扭矩的计算
将滚珠螺杆的旋转运动转换成丝杠螺母的直线运动
ｌ＝ｍｇｍⅡ 。（１）
Ｆ．２＝ｍｇ＋ｆ￣
Ｆａ３－Ｄ鲁 ’ ＿ｍ０。
，
（９）
（１０）
４＝ｍ手ｍⅡ 。
＝，ｎ－／ ’
（Ｉ】）
（１２）
（１３）
中出现的爬行现象，所以能进行非常精确的微量进给。基于以Ｆ优点，目前伺服电机直接驱动滚珠丝杠带动负载
解决方寨
慰憨￡毫Ｔ芝，工装，黛具，诌断，强潮／维谨／蕊迮
驱动滚珠丝杠的伺服电机旋转扭矩计算
李林涛，李海龙，王冲，吕万会，刘强
（北京强度环境研究所，北京１０００７６）
应的公式。摘要：针对伺服电机直接驱动滚珠丝杠带动负载的应用介绍了伺服电机旋转扭矩的计算步骤，以及相关键词：伺服电机；滚珠丝杠；旋转扭矩中图分类号：ＴＭ３８３．４文献标志码：Ｂ文章编号：．１００２ — ２３３３（２。１４）０７．０２１４ — ０２

步进电机驱动滚珠丝杠与直线导轨工作原理

步进电机驱动滚珠丝杠与直线导轨工作原
理
步进电机是一种特殊的电机，它可以通过控制电流的方式来实现精确的位置控制。

而滚珠丝杠和直线导轨则是机械传动系统中常用的两种部件，它们可以实现高精度的直线运动。

将步进电机与滚珠丝杠和直线导轨结合起来，可以实现高精度的直线运动控制。

滚珠丝杠是一种将旋转运动转换为直线运动的机械传动部件。

它由螺纹杆和螺母组成，螺纹杆上有一定数量的滚珠，螺母内部有相应数量的滚道。

当螺纹杆旋转时，滚珠在螺纹杆和螺母之间滚动，从而实现螺纹杆的直线运动。

滚珠丝杠具有高精度、高刚性、高效率等优点，广泛应用于机床、自动化设备等领域。

直线导轨是一种将直线运动转换为直线运动的机械传动部件。

它由导轨和导轨滑块组成，导轨上有一定数量的滚珠或滑块，导轨滑块内部有相应数量的滚道或滑道。

当导轨滑块在导轨上滑动时，滚珠或滑块在导轨和导轨滑块之间滚动或滑动，从而实现导轨滑块的直线运动。

直线导轨具有高精度、高刚性、高速度等优点，广泛应用于机床、自动化设备等领域。

将步进电机与滚珠丝杠和直线导轨结合起来，可以实现高精度的直线运动控制。

步进电机通过控制电流的方式来实现精确的位置控制，滚珠丝杠和直线导轨则提供了高精度、高刚性、高速度的直线运动。

在实际应用中，可以通过控制步进电机的电流来控制滚珠丝杠和直线导轨的运动，从而实现高精度的直线运动控制。

步进电机驱动滚珠丝杠和直线导轨是一种高精度、高效率的直线运动控制方案，广泛应用于机床、自动化设备等领域。

怎样计算滚珠丝杠驱动扭矩及电机功率讲解

精品资料
Fa=F+μ mg，设切削力不考虑，设综合(zōnghé)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
精品资料
根据这个得数，可以(kěyǐ)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，
பைடு நூலகம்
小了。400W 额定 1.27N.M，是所需理论扭矩的 1.5
倍，满足要求）
zac0e 高效(ɡāo xiào)节能电机 /
精品资料
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(chū shǐ)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
T：实际驱动扭矩； T1：等速时的扭矩；
精品资料
T2：加速(jiā sù)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；
zac0e 高效节能(jié nénɡ)电机 /
精品资料
物体重量(zhòngliàng)(台+工件)kg，g:9.8）；
I：丝杠导程 mm；
精品资料
n1：进给丝杠的正效率(xiào lǜ)。
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：

滚珠丝杠和驱动马达扭矩的计算

③确定螺距精度可以发现满足使用条件中定位精度Ú0.05mm/720mm的为 C5等级(Ú0.040/800～1000mm)的丝杠。
2476
〔技術計算〕ボールねじの選定方法２
[技术计算] 滚珠丝杠的选型方法２
4. 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须小于容许轴向负载。容许轴向负载可通过下式进行计算。此外，也可通过表1.的容许轴向负载线图，简单确认各丝杠轴径的容许轴向负载。
代表实际移动量倾向的直线。根据表示实际移动量的曲线，用最小二乘法或简单适当的近似方法计算出的直线。
■表3.传送用(Ct系列)相对于位移300mm的变动(V300)的标准值单位: Om
精度等级
Ct7
Ct10
V300
52
210
E传送用(Ct系列)的代表移动量误差(ep)可根据 ep＝2 · Lu/300 · V300计算。
丝杠轴径
螺距
轴向间隙 (mm)
8
2
6
1
10 12
15
标准型螺帽精度等级C7
BSST
20
4
4
5
0.03以下
10
20
5
10
0.05以下
8
标准型螺帽精度等级C3
BSX
10
12
15 8
1
2
2
0 (预压件)
2
5
5
2
20 5
0.03以下
25
10
0.07以下
2
10
4
10
2
8
4
10
2 4