TBI滚珠丝杠选型计算举例讲解
丝杆水平运动选型计算案例
丝杆水平运动选型计算案例
昨天有朋友咨询丝杆设备驱动的计算，我们就来个案例来分析一下。
因为T形丝杠相对设计使用的比较少，本案例我们以滚珠丝杆为例。
一：丝杆将旋转运动转换成直线运动，但通常速度较慢，所以水平运动的功率一般都比较小，提升运动则大些；
二：滚珠丝杆的选择如果看样本的话，THK的样本比较全，包含刚度、精度和寿命的计算都比较详尽（介于文章幅面，本文对刚度和精度不一一分析）；
三：很多时候我们在计算滚珠丝杆时，为了偷懒，常常把静态扭矩计算出来，然后按照经验放大3倍选择扭矩。
这样基本问题不大。
可能大家一直说滚珠丝杆效率很高很高，直接选不就行了？其实考虑到安装精度、丝杆预压方面的要求，我们的理论计算和实际会出现较大的偏差。
所以我个人的经验来讲，如果考虑到了预压扭矩（如有），那么计算出来稳态扭矩+预压扭矩后，按1.6倍左右放大之和是合理的。
四：关于丝杆预压扭矩的计算可以参考文章《滚珠丝杆预压损失力矩计算》
关于丝杆驱动力矩的计算可以参考文章《滚珠丝杆驱动力矩功率计算》。
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。
(仅供参考)滚珠丝杠选型计算常用公式--
（9）减速运动时电机所需的扭矩计算公式：
式中： Tg 一减速运动状态下所需的扭矩，N*m； TL 一匀速运动状态下电机所需的扭矩，N*m； Ta 一加速运动状态下电机所需的扭矩，N*m。
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： JL 一折算到驱动电机上的总转动惯量，kg*m^2； Js 一丝杠的转动惯量，kg*m^2； JT 一工作台与工件的转动惯量，kg*m^2; i 一电机至丝杠的减速比。 (4)电机工作时的最高转速计算公式：
式中： nmax 一电机工作时的最高转速，r/min； Vmax 一最高运行速度，m/s； PB 一丝杠导程，mm。 （注：丝杠速度计算公式：v=n*PB） （5）旋转运动角加速度计算公式：
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。 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：
(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。
丝杠选型计算
滚珠丝杠选型的计算一、工作条件安装方式水平支撑方式两端支撑定位精度20 μm重复定位精度15 μmV up12 μmV3008 μm工作台质量(m1) 900kg工件与夹具(m2)300kg有效行程400mm二、初步选择最小导程Pℎ=v maxn max=10mm预期额定动载荷空载加速阶段,最大载荷计算：F max1=(μg+ɑ)(m1+m2)=(0.098+6）x1200=7320 N匀速阶段各阶段转速:n1=60r/min,n1=80r/min,n1=100r/min,n1=1500r/min,各阶段时间所占比：10%，30%，50%，10%，各个工况轴向切削负载为：2000N、1000N、500N、0N。
径向切削负载为：3560N、2680N、1815N、0N。
则各阶段载荷计算：F1=μ[(m1+m2)g+P Z1]+P X1=3790NF2=μ[(m1+m2)g+P Z2]+P X2=2810NF3=μ[(m1+m2)g+P Z3]+P X3=1940NF4=μ[(m1+m2)g+P Z4]+P X4=1110NF max2=3790 NF max=7320 N对应当量转速和当量载荷：n m =n 1t 1100+n 2t 2100+n 3t 3100+n 4t 4100=230 r/min F m =√F 31N 1t 1100+F 32N 2t 2100+F 33N 3t 3100+F 34N 4t 4100n m3=8533 N 按照预期工作时间估计预期额定动载荷：C am =√60N m L ℎ3×F m f w 100f a f c=164124 N 取预期工作时间L ℎ=2000h0；载荷系数f w =1.3；精度系数f a =1；可靠性系数f c =0.44（可靠度取97％）按照最大负载估算预期额定动载荷：C am =f e F max =4.5×732=32940 N所以 C am =32940 N最小底径定位精度 20սmδm1=0.2×20=4 μm重复定位精度 10սmδm2=0.25×15=3.75 սm根据优化设计选型算法理论此时取最小值，因此最大允许轴向变形量为3.75սm 。
（完整版）TBI滚珠丝杠选型计算举例讲解.docx
（完整版）TBI滚珠丝杠选型计算举例讲解.docx安昂传动 1传动世界深圳 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 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/sec 2( 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 ) 运转方式轴向载荷进给速度a w（ N）工作时间比例F =F+F(mm/min)安昂传动 2传动世界无切削轻切削普通切削重切削F1=2000F2=4000F3=7000F4=11000V1=14000q =15=10001V2q =252V =600q =5033V 4=120q4=10F 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 ho =10(mm)运转方式进给速度进给转速(mm/min)(r/min)无切削V 1=14000n1=1400轻切削V 22=1000n =100普通切削V 32=600n =60重切削V 4=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。
滚珠丝杠参数计算与选用
滚珠丝杠参数计算与选用本文由jxjaxy贡献doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。
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/html/gund/g1.htm 计算举例某台加工中心台进给用滚珠丝杠副的设计计算: 工作及夹具最大重量 W2=3000N 工作台已知: 工作台重量 W1=5000N 最大行程 LK=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 Vmax=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 切削方式强力切削一般切削精切削快速进给纵向切削力 Pxi(N) 2000 1000 500 0 垂向切削工作时间百进给速度力分比 Vi(m/min)Pzi(N) % 1200 200 200 0 0.6 0.8 1 15 10 30 50 10 丝杠轴向载丝杠转荷速 (N) r/min 2920 1850 1320 800 60 80 100 15001)确定滚珠丝杠副的导程 1)确定滚珠丝杠副的导程因电机与丝杠直联,i=1 由表 1 查得代入得,按第 2 页表,取2)确定当量转速与当量载荷 (1) 各种切削方式下,丝杠转速由表 1 查得代入得(1)各种切削方式下,丝杠轴向载荷由表 1 查得代入得(3)当量转速由表 1 查得代入得(2)当量载荷代入得3)预期额定动载荷 (1) 按预期工作时间估算按表 9 查得:轻微冲击取 fw=1.3 按表 7 查得:1～3 取按表 8 查得:可靠性 97%取 fc=0.44 已知:Lh=20000 小时代入得(2)拟采用预紧滚珠丝杠副,按最大负载 Fmax 计算:按表 10 查得:中预载取 Fe=4.5 代入得取以上两种结果的最大值4)确定允许的最小螺纹底径 (1) 估算丝杠允许的最大轴向变形量①≤(1/3～1/4)重复定位精度②≤(1/4～1/5)定位精度: 最大轴向变形量m已知:重复定位精度 10m, 定位精度25m ① =3②=6取两种结果的小值=3m(2)估算最小螺纹底径丝杠要求预拉伸,取两端固定的支承形式(1.1～1.2)行程+(10～14)已知:行程为 1000mm, 代入得5)确定滚珠丝杠副的规格代号 (1)选内循环浮动式法兰,直筒双螺母型垫片预形式 (2) 由计算出的在样本中取相应规格的滚珠丝杠副FFZD4010FFZD4010-36) 确定滚珠丝杠副预紧力其中7)行程补偿值与与拉伸力 (1) 行程补偿值式中:=(2～4)(2) 预拉伸力代入得8)确定滚珠丝杠副支承用的轴承代号,规格确定滚珠丝杠副支承用的轴承代号, (1) 轴承所承受的最大轴向载荷代入得(2)轴承类型两端固定的支承形式,选背对背60°角接触推力球轴承(3) 轴承内径 d 略小于取代入得(4)轴承预紧力预加负荷≥ (5)按样本选轴承型号规格当 d=30mm 预加负荷为:≥FBP所以选 7602030TVP 轴承 d=30mm 预加负荷为9 )滚珠丝杠副工作图设计(1) 丝杠螺纹长度 Ls: Ls=Lu+2Le 绘制工作图 (2)两固定支承距离 L1 按样本查出螺母安装联接尺寸丝杠全长 L (3)行程起点离固定支承距离 L0 由工作图得 Ls=1290 L1=1350 L=1410 由表二查得余程 Le=40 L0=30 电机选择( 10 ) 电机选择(略) 11 ) 传动系统刚度 (1)丝杠抗压刚度 1)丝杠最小抗压刚度Ksmin=6.6×10Ksmin :最小抗压刚度 d2 L1 :丝杠底径 :固定支承距离 mN/mKsmin=575 N/2)丝杠最大抗压刚度Ksmax=6.6×10Ksmax :最大抗压刚度N/mKsmax=6617 N/m(2) 支承轴承组合刚度 1)一对预紧轴承的组合刚度KBO=2×2.34 KBO:一对预紧轴承的组合刚度 N/ m dQ Z:滚珠直径 :滚珠数mmFamax :最大轴向工作载荷 :轴承接触角N由样本查出 7602030TUP 轴承是预加载荷的 3 倍dQ=7.144Z=17=60Kamax=8700N/mKBO=375N/m2)支承轴承组合刚度由表 13 两端固定支承 Kb=2 KBO Kb=750 N/ m Kb:支承轴承组合刚度N/m3)滚珠丝杠副滚珠和滚道的接触刚度K C= K C ( KC :滚珠和滚道的接触刚度 N/ mKC :查样本上的刚度 FP :滚珠丝杠副预紧力N/m NCa:额定动载荷N由样本查得: KC =1410 N/ FP=1000 得 KC=920 12) N N/ m m;Ca=3600N; 刚度验算及精度选择(1)==N/m= F 0=N/m已知 W1=5000 F0=1000 F0 : NN ,=0.2静摩擦力N:静摩擦系数 W1 :正压力 N(2)验算传动系统刚度KminKmin :传动系统刚度N已知反向差值或重复定位精度为 10 Kmin=222>160 (3)传动系统刚度变化引起的定位误差=1.7m(4)确定精度 V300p :任意 300mm 内的行程变动量对半闭环系统言, V300p≤0.8×定位精度-定位精度为 20m/300V300p<14.3m丝杠精度取为 3 级 V300p=12 m<14.3(5) 确定滚珠丝杠副的规格代号已确定的型号:FFZD 公称直径:40 螺纹长度:1290 丝杠全长:1410 导程:10P 类 3 级精度 FFZD4010-3-P3 13) Fc /1410×1290验算临界压缩载荷 : N丝杠所受最大轴向载荷 Fmax 小于丝杠预拉伸力 F 不用验算. 14 ) 验算临界转速nc=f nc f :×10 临界转速 n/min:与支承形式有关的系数 :丝杠底径:临界转速计算长度由表 14 得 f=21.9 由样本得 d2=34.3 由工作图及表 14 得:Lc2= L1- L0 4310>nmax=1500 验算: 15 ) 验算: Dn=Dpw nmax Dpwmm:滚珠丝杠副的节圆直径滚珠丝杠副最高转速mm n/minnmax :Dpw≈41.4mm nmax=1500r/min62100<70000 16) 表 1: 支承方式一端固定一端自由简图K2 λ f 滚珠丝杠副形位公差的标注 ( 略)0.251.8753.4一端固定一端游动23.92715.1二端支承13.1429.7二端固定44.73021.9。
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。
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)。
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。
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。
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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。
TBI滚珠丝杆的选型
优异的耐久性：TBI滚珠丝杆以累积多年的滚珠丝杆之生产技术荷基础，采用严谨的材 料藉由高度热处理及加工技术，可供给耐久性的制品。
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TBI滚珠丝丝杆的优点： 高信赖性：TBI滚珠丝杆是以多年来所累积的制品技术为基础，从材料、热处理、制造、 检查至出货，都是以严谨的品保制度来加以管理，因此具有高信赖性。
圆滑的动作性：TBI滚珠丝杆具有比滑动螺杆更高的效率，所需扭矩只有30%以下。可轻 易将直线运动变换为回转运动。滚珠丝杆即使给与预压，亦能维持圆滑的动作特性。
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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。
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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 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)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） 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 ho =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 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)。
得丝杠螺纹长度≥ 1364m。
在此取丝杠螺纹长度 L1=1400mm则轴承之间的距离L s=1400mm丝杠编号： FDG - 10R - P5 - 4.5 - 1600 × 1400丝杠公称直径公称直径由允许工作转速与工作容许轴向载荷来推算得出。
临界转速及允许工作转速：n kper≤0.8×ｎk n k≥ n kper/0.8以安装形式确定f nk取18.9。
可知丝杠螺母底径大于? 13.7当P ho=10(mm)、最高转速达到1400（r/min）时，系列表中适合的公称直径d0≥32mm 。
上述由额定动载荷C a求得的公称直径 d0=40mm>32 ，满足条件，否则公称直径还应加大。
丝杠编号：FDG 40 × 10R – P5 - 4.5 - 1600 × 1400滚珠丝杠传动系统刚度初始条件：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。
此时滚珠丝杠系统各元部件单边弹性变形量为：0.02mm。
此时为无切削运动时的轴向载荷2000N。
丝杠刚度当L s1=L k，R s为最小，一般情况下计算最小刚度值。
δ = F a/R s=2000/176≈11.4μm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 a=48244N,在此ε取0.1．δnu=F a/R nu=2000/1554 ≈1.3μｍ支承刚度支承轴承刚度R aL可从轴承生产厂产品样本中的查出。
在此R aL=1020N/μmR aL=F a/δaLδaL=F a/R aL= 2000/1020 ≈ 2μm轴向总刚度1/R tot = 1/R s + 1/R nu + 1/R aL=1/176 + 1/1554 + 1/1020≈1/138 R tot≈137 N/μm总弹性变形量(单边)δtot = δs + δnu + δaL=11.4+1.3+2=14.7μm ≤ 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，最佳提升刚性的方法是提高丝杠的刚度，而不是在螺母上施加太重的预紧载荷(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）式，轴向总刚度的最小刚度R tot≈305N/μm 、总弹性变形量(单边)δs=6.7μm 。
电机的选定驱动转矩F a为无切削轴向载荷2000N。
F a为轻切削轴向载荷4000N。
F a为普通切削轴向载荷7000N。
F a为重切削轴向载荷11000N。
由预加载荷而产生的转矩在此 K p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负荷的总惯性矩等)。
I = 1 （电机至丝杠的传动比）平均速度时最大驱动转矩M t1=M ta+M te=19.5+1.4≈21Nm在此马达转速最高设计为1500r/min电机的选定时，一般来说以平均速度时的 M t1在电机额定转矩的30%以内情况下使用。
检校丝杠理论容许轴向载荷以安装形式确定f Fk取20.4F k=f Fk× d24/L k2×104=20.4×33.92/1200×104≈187097 N丝杠工作容许轴向载荷F kzul = F k/2=187097/2≈93549N最大轴向载荷小于丝杠工作容许轴向载荷，合格。
临界转速以安装形式确定取18.9n k=f nk×d2/L n2×107=18.9×33.9/12002×107≈4449 r/min允许工作转速n kper≤ 0.8 × n k=0.8 × 4449 ≈ 3559 r/min最大运动转速小于允许工作转速，合格。
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。
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。
加速时的驱动扭矩：T2=T1+J*WT2: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/9549P：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，导致计算结果不合理（最开始扭矩结果应是0.083N.M，算成0.83是我单位换算错误），现将其修改为相对较合理的0.1。
修改原因是滚珠导轨内滚动体的理论摩擦系数大约是0.003~0.005，组装后因为增加了端部防尘件和预压的原因，摩擦系数大约为0.01~0.05，而多套多滑块同时使用因安装方面的影响，整体摩擦系数可能在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、震动以及其他非常因素的影响，而且螺旋升角对推力的影响反应似乎不够合理，因此这个结果只供参考。
同时，在此感谢“温暖海洋”和“茄子”网友提出的指导性意见，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，非常感谢！设计计算举例已知条件：机床工作台如图 5最大行程：1000mm全行程上定位精度：δg=0.025mm失动量：δs=0.01m m工作台最高速度Vmax=20m/min寿命20000小时（两班工作制10年）电机直联丝杠，最高转速nj=2000r/min初步考虑用滑动导轨，摩擦系数μ=0.1丝杠用固定--固定的安装方式设计计算过程，按18、滚珠丝杠副的设计计算程序（简称18，下同）进行更多详情咨询：150安1532昂1940。