滚珠丝杠的选型计算
TBI滚珠丝杠选型计算举例讲解
：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
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、引言滚珠丝杠广泛应用于机械传动中，通过滚珠和螺纹母摩擦作用，将旋转运动转换为直线运动。
滚珠丝杠选型计算是确定滚珠丝杠参数的重要环节，对机械传动系统的性能和寿命具有重要影响。
本文将详细介绍滚珠丝杠选型计算的步骤和方法。
二、滚珠丝杠选型计算的基本原理⑴滚珠丝杠的基本结构和工作原理在滚珠丝杠中，螺纹杠上有若干个弧形的凸台(滚珠槽)，滚珠在这些凸台上滚动，菱形母材左右移动。
利用滚珠的滚动来代替螺纹对螺纹杠进行滑动的方式，实现快速、高效的转换。
⑵滚珠丝杠的选型因素滚珠丝杠的选型需要考虑以下因素：●载荷：确定滚珠丝杠承受载荷的类型和大小。
●转速：根据应用的要求，确定滚珠丝杠的最大转速。
●刚性：考虑滚珠丝杠在系统中的刚性要求。
●寿命：根据使用寿命要求，计算滚珠丝杠的寿命。
●尺寸：根据安装空间和系统要求，确定滚珠丝杠的尺寸。
三、滚珠丝杠选型计算的步骤⑴确定载荷根据机械传动系统的工作条件和负载特点，确定滚珠丝杠所承受的载荷类型和大小。
⑵计算滚珠丝杠的转速根据机械传动系统的要求和滚珠丝杠的工作条件，计算滚珠丝杠的最大转速。
⑶根据载荷和转速计算动载荷根据已知的载荷和转速，计算滚珠丝杠的动载荷，以确定有效载荷。
⑷确定滚珠丝杠的额定载荷根据滚珠丝杠的质量、尺寸和材料等参数，根据滚珠丝杠的额定载荷公式，计算滚珠丝杠的额定载荷。
⑸根据滚珠丝杠的额定载荷和动载荷计算载荷系数根据滚珠丝杠的额定载荷和动载荷，计算载荷系数，以确定滚珠丝杠的使用寿命。
⑹根据滚珠丝杠的使用寿命和工作条件选取滚珠丝杠类型根据滚珠丝杠的使用寿命和工作条件，选择适合的滚珠丝杠类型，包括直径、螺距、导程等参数。
⑺验证滚珠丝杠选型的合理性根据已选定的滚珠丝杠类型和参数，验证滚珠丝杠选型的合理性，包括滚珠丝杠的轴向刚度、刚性、动态特性等。
四、本文档涉及附件本文档涉及的附件详见附件列表：⒉滚珠丝杠承受载荷计算公式⒊滚珠丝杠额定载荷计算公式⒋滚珠丝杠使用寿命计算公式⒌滚珠丝杠选型参数参考表五、法律名词及注释⒈滚珠丝杠：一种利用滚珠在螺纹杠和螺纹母之间的滚动转动来实现机械传动的装置。
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介绍滚珠丝杠是一种常见的传动装置，广泛应用于机械设备中。
正确选型滚珠丝杠对于机械设备的正常运行至关重要。
本文将介绍滚珠丝杠的选型计算方法，旨在帮助读者理解滚珠丝杠选型过程中需要考虑的关键因素。
选型计算滚珠丝杠的选型计算主要包括以下几个方面：负载计算、动态载荷计算、速度计算、精度要求和传动效率。
1.负载计算滚珠丝杠的负载计算是选型过程中的基础步骤。
一般来说，负载计算分为静载荷和动载荷两部分。
静载荷是指作用在丝杠轴上的固定力或扭矩。
在计算静载荷时，需要考虑负载方向、重力影响、斜面负载等因素。
动载荷是指作用在丝杠轴上的变动力或扭矩。
在计算动载荷时，需要考虑工作负载、加速度、减速度、振动力等因素。
2.动态载荷计算动态载荷是滚珠丝杠选型中的重要参数。
动态载荷是指在设定的工作条件下，丝杠所能承受的最大负载。
在动态载荷计算中，需要考虑负荷方向、负荷种类、工作时间等因素。
根据这些因素，可以计算出滚珠丝杠的额定动载荷。
3.速度计算速度是滚珠丝杠选型的另一个重要考虑因素。
滚珠丝杠的速度范围通常在制造商的产品手册中给出。
在进行速度计算时，需要考虑滚珠丝杠的传动形式、传动方式、旋转方向等因素。
根据这些因素，可以计算出滚珠丝杠的额定速度。
4.精度要求滚珠丝杠的精度要求是选型过程中不可忽视的因素。
滚珠丝杠的精度主要包括运动平稳性、重复定位精度和轮廓误差。
在进行精度要求计算时，需要考虑机械设备的应用要求、工作环境影响、传动误差等因素。
根据这些因素，可以选择适合的滚珠丝杠精度等级。
5.传动效率传动效率是评估滚珠丝杠性能的重要指标。
传动效率是指滚珠丝杠在传递功率时的能量损失情况。
在进行传动效率计算时，需要考虑滚珠丝杠的摩擦损失、滚珠与螺纹之间的接触损失等因素。
根据这些因素，可以评估滚珠丝杠的传动效率。
结论通过以上的选型计算，我们可以得出滚珠丝杠的合适尺寸和型号。
在实际选型过程中，还需考虑滚珠丝杠的价格、供货周期等因素，综合考虑后做出最佳选择。
(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。
滚珠丝杠选型计算经典版
滚珠丝杠及电机选型1.滚珠丝杠及电机选型计算1.1 确定滚珠丝杠副的导程据电机额定转速和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：32min max F F F m +=≈0F =108.2N 滚珠丝杠副当量转速：1502min max =+=n n n m rpm 1.3 滚珠丝杠副预期额定动载荷1.3.1按滚珠丝杠副预期工作时间计算：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w f =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m L 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 =6.7m ax 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δm()•≤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 L F 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最大距离，L=1580mm则有mm d m 42.1400125.010*******.108039.02=⨯⨯⨯≥ 1.6 导程精度的选择据X 向运动的定位精度要求达到0.005mm/1000mm ，则任意300mm 。
滚珠丝杠选型计算
滚珠丝杠1.滚珠丝杠计算1. 确定滚珠丝杠副的导程根据电机最高转速为3000min -1。
电机与滚珠丝杆直连， X 向最大运动速度V max 1000mm/s ，即60×1000=6000mm/min 。
则丝杠导程为mm n i V P h 2030001/6000/max max =⨯=⋅=即mm P h 20=，可满足速度要求。
2.螺帽的选择(1)所需基本动额定负载与容许转速(DmN 值)各动作模式下轴向负载的计算3.丝杠轴的选择丝杠轴全长(L)与危险速度(Nc)、屈曲载荷(Pk)的研讨1.8 电机选择条件：选择伺服电机驱动，伺服电机选取松下NAS A4系列MDMA152P1V 型大惯量电机，其功率：1.5KW, 额定转矩：7.15 N.m, 电机惯量JM ：0.00123 Kg.m 2X 向运动工件及工作台质量估计最大值约1500Kg 。
1.8.1 外部负荷的转动惯量：丝杆部分的转动惯量：22210151996565.0031.0633.312121m kg r m J ⋅=⨯⨯=⋅= 外部负荷的负荷转动惯量： 2221 090.01899920201.015000151996565.0)2(m kg P m J J h L ⋅=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+=⋅+=ππ 则有：45.1500123.0 090.01899920==M L J J 加在电机上的转动惯量：2 090.0202292000123.0 090.01899920m kg J J J M L ⋅=+=+=1.8.2 外部负荷产生的摩擦扭矩：m N P F T h p ⋅=⨯⨯⨯=⨯⋅⋅=-- 940.19133960109.02102.10810233πηπ 式中： h P ——滚珠丝杆副的导程η——未预紧的滚珠丝杆副的效率（2级精度η=0.9）F ——外加轴向载荷，含导轨摩擦力，其中含切削力为01.8.3 预紧力产生的摩擦扭矩：m N P F T h p D ⋅=⨯-⨯⨯=⨯-⋅⋅=-- 360.01346588109.09.0121007.361012322322πηηπ 式中：p F ——滚珠丝杆副间的预紧力，N F F p 07.363/2.1083/max ===1.8.4 支承轴承产生的摩擦扭矩：选择HRC 轴承，型号：7603050TN ，查轴承样本可得摩擦力矩：1b T =0.23N.m 。
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。
滚珠丝杠选型计算
滚珠丝杠的选型计算第一节、滚珠丝杠的主要尺寸参数公称直径(do)：指滚珠丝杠与螺纹滚道在理论角接触状态时包络滚珠球心的圆柱直径基本导程（ph）：指滚珠螺母相对于滚珠丝杠旋转一周时的行程。
行程：转动滚珠丝杠或螺母时，滚珠丝杠或滚珠螺母的轴向位移。
第一节、滚珠丝杠计算中的基本参数1、容许轴向载荷丝杠轴的挫曲载荷（P1）丝杠轴的容许拉伸压缩负荷（P2）2、容许转速丝杠轴的危险速度（N1）；DN值(N2)；3、静态安全系数（fs）4、滚珠丝杠的寿命额定寿命（总转数L）工作时间寿命（Lh）运行距离寿命（Ls）第一节、滚珠丝杠的选型流程流程选型案例高速搬送装置（水平使用）1、选择条件：工作台质量：m1=60kg 工件质量：m2=20kg 行程长度：ls=1000mm 最大速度：Vmax=1m/s 加速时间：t1=0.15s 减速时间：t2=0.15s每分钟往返次数：n=8min-1 无效行程：0.15mm定位精度：±0.3mm/1000mm(从单向进行定位)反复定位精度：±0.1mm导向面上的摩擦系数：u=0.003最小进给量：s=0.02mm/脉冲希望寿命时间：3000h导向面的阻力：f=15N（无负荷时）驱动马达：AC伺服马达、额定转速：3000min-1减速机：无（直接）A=1二选择项目：2、丝杠轴直径3、导程4、螺母型号5、精度6、轴向间隙7、丝杠轴支撑方式8、驱动马达三、导程精度与轴向间隙的选择：导程精度的选择：为了得出定位精度±0.3mm/1000mm:导程精度必须选择±0.09mm/300mm以上参照B15-20表1，滚珠丝杆的精度等级选择为：C7（运行距离误差：±0.05mm/300mm）因精度等级C7既有轧制滚珠丝杆，又有精密滚珠丝杆，因此选择价格低廉的轧制滚珠丝杆。
2)、轴向间隙的选择：为了满足0.15mm的无效行程的要求，必须选择轴向间隙在0.15mm以下的滚珠丝杠。
滚珠丝杠选型计算
1 丝杠许用轴向负载计算22L EI n P πα=464d I π=公式带入得42364d LE n P απ=2 丝杠许用转速AEIgL N γπλβ22260=kg N mm kg g /8.9*/10*7800·39-==ργ24d A π=公式推导如下：d Ld L d L E A EIg L N 2272293522221010*780010*10*08.214.3*260*8.01000*860260λλλρπβγπλβ≈===- 则d LN 22710λ≈公式推导过程仅适用于丝杠材料密度为7800kg/m 33 丝杠导程、丝杠长度、轴径、导程角 丝杠导程确定maxmaxN V l =丝杠长度确定轴端预留量螺帽长度最大行程++=L轴向最大负载计算丝杠竖直安装时，匀加速上升状态为轴向负载值最大。
ma mg mg F ++=μ丝杠水平安装时，匀加速移动状态为轴向负载值最大。
ma mg F +=μ丝杠轴径确定公式中，使F≤P ，逆运算求d 1。
4/132164⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛≥E n PL d απ根据长径比计算轴径d 2。
长径比通常必须小于60。
602≤d L得602L d ≥公式中，使N ≥Nmax ，逆运算求d 3。
（丝杠材料为钢）722310*max *-≥λL N d丝杠材料为其他时，使用下面公式 EL N d 32231060max*8ρβλπ≥取),,m ax (321d d d d ≥丝杠导程角dlπβ=)tan(4 基本额定载荷及寿命相关公式如下表：平均载荷计算如下：3/1332211333322321131⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++++=t N t N t N t N F t N F t N F F a a a am平均转速如下321332211t t t t N t N t N N m ++++=基本额定静载荷fs F F F Co a a a *),,m ax (321=基本额定寿命6310*⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=am fF Ca Lmam m h N fF Ca N L L 6010*6063⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==l fF Ca Ll L am d 3610⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==如果有已知的L h ，可以用公式反推Ca()23/110*60-=am h m fF L N Ca根据计算得到的Ca 、Co 选择丝杠，丝杠的响应参数要大于计算值。
滚珠丝杠选型计算
1 丝杠许用轴向负载计算(1.1)2 丝杠许用转速PL 24(1.2)N60 2 EIg2 L 2 A(2.1)n 2 EI3n 3E264L 2d 4(1.3)·60 2 EIg 60 E*1000 2d 0.8*60 2.08* 105 * 103 2 d 2 L 2 A 8 L 2 d 2* 3.14 7800*10 9 L 2 d3 丝杠导程、丝杠长度、轴径、导程角 3.1 丝杠导程确定V maxNmax4(2.2) 公式推导如下：2107 L 2dN 107L 2d(2.3)(2.3)公式推导过程仅适用于丝杠材料密度为7800kg/mmm(3.1)Ad 23.2 丝杠长度确定L 最大行程 螺帽长度 轴端预留量 (3.2)3.3 轴向最大负载计算丝杠竖直安装时，匀加速上升状态为轴向负载值最大。
丝杠水平安装时，匀加速移动状态为轴向负载值最大。
F mg ma (3.4)3.4 丝杠轴径确定公式 (1.3)中，使 F ≤P ，逆运算求 d 1。
根据长径比计算轴径 d 2。
长径比通常必须小于 60。
d L 2 60d2 6L公式(2.3)中，使 N ≥Nmax ，逆运算求 d 3。
(丝杠材料为钢)d3 Nma 2x* L 2*10 7d 164PL 2n 3E(3.5)(3.5)丝杠材料为其他时，使用下面公式4 基本额定载荷及寿命相关公式如下表：平均转速如下dtan( ) l(3.7)d 32 8 N max* L 260 2 103E (3.6)取3.5 丝杠导程角d max( d 1,d 2,d 3)amF a 31N 1t 1 F a 32 N 2t 2 F a 33 N 3t 3N 1t 1 N 2t 2 N 3t 31/3(4.1)基本额定静载荷Co max( F ,F ,F )* fs (4.3)Co 基本额定静载荷Nfs 静态安全系数正常运行 Fs=1~2 有振动、冲击Fs=2~3(4.4)几乎无振动、无冲击 f=1~1.2 稍有振动、冲击 f=1.2~1.5 强烈振动、冲击f=1.5~3如果有已知的 L h ，可以用公式 (4.5)反推 Ca1/3/3fF am * 10 2L 丝杠寿命- 转数r L h 丝杠寿命 - 小时hL d 丝杠寿命 - 行程kmf负载系数(4.6) N 1t 1 N 2t 2 N 3t 3t 1 t 2 t 3(4.2)(4.5)(4.7)LfF am*10L h60N m fF am 60N根据计算得到的Ca、Co 选择丝杠，丝杠的响应参数要大于计算值。
滚珠丝杠选型计算常用公式 -
一、精度等级计算：精度等级一般定义为长度300mm的滚珠丝杠的长度变动量。
机构的定位精度须换算为每300mm长度时的允许的误差。
例如：工作行程为1000mm，单方向定位精度要求为±0.3mm, 则精度选择计算公式为：根据计算精度选择合适的丝杠精度等级。
二、丝杠导程计算：式中：PB一丝杠导程,mm；Vmax一机构最大运行速度，m/s；NR一电机额定转速，r/min；i一电机到丝杠的传动比。
三、直线运动加速度计算公式：或式中：a一加速度，m/s^2；Vmax一最终速度，m/s；Vm一末速度，m/s；V0一初速度，m/s；t一运行时间，s。
四、直线运动的一些运动学公式：式中：F一运动物体所受的力，N；μ一摩擦系数；m一运动物体的质量，kg；g一重力加速度，m/s^2；a一运动物体的加速度，m/s^2五、滚珠丝杠的最大轴向允许载荷计算公式：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：N一滚珠中心直径，mm,查产品样册（例如，某品牌滚珠丝杠，丝杠直径为20mm、导程为20mm时，其滚珠中心直径D为20.75mm）。
八、实际最高转速计算公式：式中：nmax一实际最高转速，r/min；Vmax一最高转速，m/s；PB一丝杠导程，mm；i一电机到丝杠之间的减速比。
九、丝杠螺母允许的最大轴向载荷计算公式：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。
TBI滚珠丝杠选型计算举例讲解
TBI滚珠丝杠选型计算举例讲解1传动世界tbi滚珠丝杠选型计算举例(右旋)(临界长度) l= 1200mmL= 1200mm= 1600mm= 1200mmV= 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 = 0.035mm300mm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=60V=120 n2=12平均转速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 1.4C≥39673NC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：4.548244N。
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+2Le1280mm加上螺母总长⼀半84mm(从系列表中查出螺母总168mm)。
滚珠丝杠选型计算.docx
1 丝杠许用轴向负载计算22L EI n P πα= (1.1)464d I π=(1.2)公式(1.2)带入(1.1)得42364d LE n P απ= (1.3)2 丝杠许用转速AEIgL N γπλβ22260= (2.1)kg N mm kg g /8.9*/10*7800·39-==ργ24d A π=(2.2)d Ld L d L E A EIg L N 2272293522221010*780010*10*08.214.3*260*8.01000*860260λλλρπβγπλβ≈===- 则d LN 22710λ≈ (2.3)(2.3)公式推导过程仅适用于丝杠材料密度为7800kg/m 33 丝杠导程、丝杠长度、轴径、导程角 3.1 丝杠导程确定maxmaxN V l =(3.1)3.2 丝杠长度确定轴端预留量螺帽长度最大行程++=L (3.2)3.3 轴向最大负载计算丝杠竖直安装时，匀加速上升状态为轴向负载值最大。
ma mg mg F ++=μ(3.3)丝杠水平安装时，匀加速移动状态为轴向负载值最大。
ma mg F +=μ(3.4)3.4 丝杠轴径确定公式(1.3)中，使F≤P ，逆运算求d 1。
4/132164⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛≥E n PL d απ (3.5)根据长径比计算轴径d 2。
长径比通常必须小于60。
602≤d L得602L d ≥公式(2.3)中，使N ≥Nmax ，逆运算求d 3。
（丝杠材料为钢）722310*max *-≥λL N d(3.5)丝杠材料为其他时，使用下面公式 EL N d 32231060max*8ρβλπ≥(3.6)取),,m ax (321d d d d ≥3.5 丝杠导程角dlπβ=)tan( (3.7)4 基本额定载荷及寿命相关公式如下表：平均载荷计算如下：3/1332211333322321131⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++++=t N t N t N t N F t N F t N F F a a a am(4.1)平均转速如下321332211t t t t N t N t N N m ++++=(4.2)基本额定静载荷 fs F F F Co a a a *),,m ax (321= (4.3)基本额定寿命6310*⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=am fF Ca L(4.4)mam m h N fF Ca N L L 6010*6063⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛== (4.5)l fF Ca Ll L am d 3610⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛== (4.6)如果有已知的L h ，可以用公式(4.5)反推Ca()23/110*60-=am h m fF L N Ca(4.7)根据计算得到的Ca 、Co 选择丝杠，丝杠的响应参数要大于计算值。
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。
滚珠丝杠选型计算
1 丝杠许用轴向负载计算22L EI n P πα= (1.1)P 丝杠许用轴向负载 N α 安全系数 0.5E 杨氏模量 2.08*105 N/mm 2 (MPa) d 丝杠轴底径 mm L 安装距离mm I丝杠轴截面最小惯性矩mm 4464d I π=(1.2)n取决于丝杠安装方法的系数支撑-支撑 n=1 固定-支撑 n=2 固定-固定 n=4 固定-自由n=1/4公式(1.2)带入(1.1)得42364d LE n P απ= (1.3)2 丝杠许用转速AEIgL N γπλβ22260= (2.1)N 丝杠许用转速 r/min β 安全系数 0.8 g 重力加速度9.8*103 mm/s 2 γ丝杠材料比重(单位体积材料产生重力)N/mm 3kg N mm kg g /8.9*/10*7800·39-==ργA丝杠最小截面积mm 224d A π=(2.2)λ取决于丝杠安装方法的系数支撑-支撑 λ=π 固定-支撑 λ=3.927 固定-固定λ=4.730固定-自由 λ=1.875公式推导如下：d Ld L d L E A EIg L N 2272293522221010*780010*10*08.214.3*260*8.01000*860260λλλρπβγπλβ≈===- 则d LN 22710λ≈ (2.3)(2.3)公式推导过程仅适用于丝杠材料密度为7800kg/m 33 丝杠导程、丝杠长度、轴径、导程角 3.1 丝杠导程确定maxmaxN V l =(3.1)l 丝杠导程 mm Vmax 负载移动最大速度 mm/min Nmax丝杠最大转速r/min3.2 丝杠长度确定轴端预留量螺帽长度最大行程++=L (3.2)3.3 轴向最大负载计算丝杠竖直安装时，匀加速上升状态为轴向负载值最大。
ma mg mg F ++=μ(3.3)F 轴向最大负载 N m被移动物体重量kg丝杠水平安装时，匀加速移动状态为轴向负载值最大。
滚珠丝杆及电机选型计算
负载总质量（kg）
M
行程（mm）
L
快移速度（m/s）
V
加减速时间（s）
t
加速度（m/s2）
a
重力加速度（m/s2）
g
滑块阻力（N）
f
导轨面摩擦系数
µ
固定-固定安装方式系数
n2
固定-固定安装方式系数
λ2
静安全系数
Fs
滚珠丝杆沟槽直径（mm）
d1
滚珠丝杆直径（mm）
D
滚柱丝杆导程（mm）
6.3 cm 1.6 cm 330 cm
快移速度丝杆转速
n
丝ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ转动惯量JS=0.78D4L×10-6 (Kgf.cm.s2)
负载折算到丝杆上的转动惯量
J1=(S/2π)2*M/g (Kgf.cm.s2)
丝杆传动折算到电机上的总惯量
J=(JS+J1)/i2
(Kgf.cm.s2)
电机加速力矩Ma=Jn/9.6t×10-1（NM）
750.000 0.307 0.179
0.486
18.985
摩擦力矩Mf=（µMS+f）/2πηi×10-3 （NM）
附加摩擦力矩 M0=P0×S/2πηi×(1-η02)×10-3 （NM）
最大力矩Mmax=Ma+Mf+M0 （NM）
0.040 4.570 23.595
电机额定力矩MR=Mmax/λ（NM）
s
安装间距（mm）
La
加速轴向负载
Fa1=µMg+f+Ma（N） 匀速轴向负载
Fa2=µMg+f（N） 减速轴向负载
Fa3=µMg+f-Ma（N） 滚珠丝杆压曲负荷 P1=n2×d14 /La2×104（N） 滚珠丝杆压缩、拉伸负荷
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滚珠丝杠的选型计算
摘要：
随着机床及自动化行业的高速发展，滚珠丝杠的使用变得越来越广泛。
许多机械工程师在对自己的设备所需要的滚珠丝杠选型时，面对丝杠资料上给的复杂的计算公式和繁杂选型步骤，感觉无从下手，不知道那些是需要重点考虑的关键点。
为了使滚珠丝杠的选型步骤更为清晰简便，更既具备可操作性，我结合多年来丝杠的选型经验，对丝杠的选型做了一些归纳、简化，让丝杠的选型选型更为简单明了。
顺便对应的伺服电机的选型也做说明。
关键词：滚珠丝杠、计算选型、伺服电机、机床、自动化。
一、确认使用条件：
1、被移动负载的质量：M (KG)
2、丝杠的安装方向：水平、垂直、倾斜；
3、沉重导轨的形式：线轨、平面导轨、
4、丝杠的行程：L (mm)
5、负载移动的速度：v (m/s)
6、负载需要的加速度：a (m/s^2)
7、丝杠的精度：C3到C7级
8、丝杠使用的环境：特殊环境需求的考虑。
二、简化计算选型：
举例，使用条件如下：
1、被移动负载重量：M=50kg;
2、安装方向：垂直安装;
3、导轨形式：线性滑轨
4、速度：v=0.2m/s
5、加速时间：t=0.1s
6、行程：1000mm；
7、精度：0.1mm
三、计算过程：
1、计算加速度：a=v/t=0.2/0.1=2m/s^2 (v：速度；t：加速时间)
2、计算丝杠的最大轴向力：F=Mgμ+Ma +Mg (水平运动，去除Mg选型，M负载重
量；g重力加速度9.8；μ：摩擦系数，平面导轨取值0.1，线轨取值：0.05；a加速度) F=50*9.8*0.05+50*2+50*9.8=614.5N
3、计算出丝杠的轴向负载以后，选型会出现两个分支，一种情况是客户不知道设备的设
计寿命年限，以及每一年中丝杠的使用平率，不做精确的丝杠寿命校核。
那么我们推荐一种简单可行的方法，就是查询丝杠资料中的动负荷值C。
结合第7项精度0.1mm 的要求，我们推荐常备FSI螺帽形式的丝杠，尺寸参数表如下：
根据丝杠的轴向推力：F=614.5N=62.7kgf；我们推荐将F乘以4~8之间的一个系数，对于使用平率低，可靠度要求不高的情况，我们推荐4倍系数，对于可靠度要求较高，我们推荐8倍的系数。
根据举例：F*8=62.7*8=501.6kgf；查询丝杠的表格，16-5T3的丝杠，其动负荷是1000kgf；
大于501.6kgf，所以16-5T3的丝杠可以满足要求；该型号表示，丝杠的公称直径为16mm；丝杠导程为5mm；
4、对于丝杠寿命有明确要求的选型，举例如下：
根据此前的举例，丝杠用20s做一次往返运动，停留10s在进行下一个循环。
每天工作16小时，每年工作300天，设计寿命10年。
则计算丝杠的转数寿命为：
L=1000/5*2*2*60*16*300*10 (1000是行程，5是导程，2是往返，2是每分钟2次，
60是每小时60分钟，16是天工作16小时，300是每年工作300天，10是设计寿命
10年。
)
1、L=2304000000转，这是一个转数寿命，含义是，丝杠在这个转数范围内，能够保
证运行精度。
2、L/10^6=2304
3=13.2倍
3、√2304
4、C/F=13.2，C=13.2*62.7=828kgf 丝杠的动负荷大于828kgf就可以满足要求。
所以，还是选择16-5T3的滚珠丝杠满足要求。
四、校核临界转速：
根据上面的计算，直径16，导程5mm的丝杠能够满足我们的负载要求，但是丝杠使用中噪音是经常出现的一个故障，为了改善丝杠的噪音状况，我们要求校核丝杠的临界转速。
此前的案例，丝杠的行程为1000，则估算丝杠两端的支撑轴承的间距1200mm，1200为估计值，实际值可以以机械设计的安装位置为准。
临界转速：N C
N C=2,71*10^8*M f*d r/L t
丝杠根径：d r约定于丝杠的工程直径减去丝杠的钢珠直径，单位：mm
安装系数：M f M f=1 （固定+固定）M f=0.689 （固定+支撑）M f=0.157 （固定+自由）轴承间距：L t单位：mm
原式=2.71*10^8*1*12.8/1200^2=2409rpm。
使用转速N=N C*0.8=2409*0.8=1927
根据负载移动速度：200mm/s的要求，四缸转速：200/5*60=2400rpm，所以，R16-5T3的丝杠不能满足要求。
五、调整办法：
一、增加丝杠的直径d r使其达到速度要求为止；
二、增加丝杠导程，采用10mm导程的丝杠，则丝杠的使用转速为：200/10*60=1200rpm
可以满足要求。
六、特殊需求
举例是常规丝杠的简化选型过程，有的情况下，一些特殊的要求会改变丝杆的选型步骤，例如：丝杆需要表面特殊耐腐蚀处理，丝杆需要垂直提升时实现机械自锁，丝杆需要非常高的进给速度等等，这是后需要特殊情况具体分析。
以上过程供参看，成都海科工控技术部。