丝杆选型计算

丝杠水平运动选型计算表格机械结构参数：速度：Vl=20m/min滑动部分质量M=15kg丝杠长度L B=0.4m丝杠直径D B=0.016m丝杠导程P B=0.01m连轴器质量M C0.2kg连轴器直径D C0.04m摩擦系数μ=0.1移动距离L=0.4m机械效率η=0.9定位时间t=1s加减速时间比A=5%外力F A=0N移动方向与水平轴夹角a =0°1)速度曲线加速时间t0=t*A=0.05s2)电机转速N M =V l/P B=2000rpm 3)负荷转矩计算=14.7N=0.025995247Nm 4)克服惯量的加速转矩计算（也称做：启动转矩）直线运动平台与负载惯量J L=3.79953E-05kgm 2滚珠丝杠惯量J B=2.03314E-05kgm 2连轴器惯量J C=0.00004kgm 2总负荷惯量J L =J L +J B +J C=9.83267E-05kgm 2启动转矩T S ==2.338718864Nm 5)必须转矩必须转矩T M =(T L +T S )*S =4.729428222Nm6)电机选择负载转矩T L =根据计算，初步确定电机型号，然后输入转子惯量，确认T M7)负荷与电机惯量比惯量比I1=0.213753687 8)负荷与减速机惯量比当负荷与电机惯量比>5时，考虑采用减速装置，提高惯量匹配折算后的惯量比I2=0.03420059*其他常数*G=9.8m/s *pi= 3.1416*丝杠密度ρ=7900kg/m3 *******安全系数S=2电机惯量J M=0.00046kgm2减速机减速比i＝ 2.5。

丝杆选型计算公式

丝杆选型计算公式丝杆选型是机械设计中的重要环节，合理的丝杆选型可以保证机械的正常运行和性能的发挥。

丝杆选型的主要目标是确定丝杆的直径、螺距和材料等参数，以满足机械的运动要求，同时兼顾经济性和可靠性。

一、丝杆选型的基本参数1.丝杆直径：丝杆的直径决定了丝杆的承载能力，直径越大，丝杆的承载能力越大。

一般采用密歇根公式或者英国机械工程师协会公式来计算丝杆的承载能力。

2.螺距：螺距决定了每转一圈丝杆前进的距离，也就是丝杆的传动比。

螺距越大，传动比越大，同样的驱动力可以实现更大的位移。

3.丝杆材料：丝杆的材料直接关系到其强度和耐磨性。

常见的丝杆材料有碳钢、不锈钢和合金钢等。

二、丝杆选型的计算公式1.丝杆承载能力的计算公式：丝杆承载能力=π/4*(D^2-d^2)*σc式中，D为丝杆的外径，d为丝杆的芯径，σc为丝杆材料的屈服强度。

2.丝杆的传动比计算公式：传动比=π/p式中，p为丝杆的螺距。

三、丝杆选型的步骤1.确定所需的动力和运动参数，如负载力、转速、加速度等。

2.根据负载力和运动参数计算所需的丝杆承载能力，这时需要根据应力公式计算应力，然后根据选用的丝杆材料查找其屈服强度数值。

3.选择一个合适的丝杆直径，保证其承载能力能够满足需求。

4.根据所需的传动比计算丝杆的螺距，一般选择合理的传动比，既要满足运动要求，又要尽量减小负载力和功率的损耗。

5.最后根据所选的丝杆直径和螺距选择材料，一般根据经济性和耐磨性来选择。

以上就是丝杆选型的基本概念和计算公式，根据不同的应用和需求，丝杆选型的计算方法可能会有所不同。

因此，在实际应用中，需要根据具体情况进行综合考虑和调整，以确保选用的丝杆满足机械设计的要求。

丝杠的选型及计算

丝杠的选型及计算丝杠是一种将转动运动转换为直线运动的机械装置，广泛应用于各个行业中，例如自动化设备、数控机床、印刷机械等。

在选择丝杠时，需考虑以下几个方面的因素，包括传动效率、静态刚度、动态特性、尺寸等。

首先，选型时需要确定所需的传动效率。

一般来说，丝杠的传动效率较高且稳定，可以在0.8-0.9之间。

如果对传动效率有特殊要求，可以选择高效率的丝杠。

其次，需要考虑丝杠的静态刚度。

静态刚度是指在不考虑加速度和惯性的情况下，所施加的力与位移之间的关系。

静态刚度越高，丝杠系统的响应越快，精度越高。

因此，在需求较高的场合，要选择具有较高静态刚度的丝杠。

接下来，需要考虑丝杠的动态特性。

动态特性包括丝杠的加速度、速度和位置精度。

如果有较高的动态特性要求，应选择加速度、速度和位置精度较高的丝杠。

最后，需要考虑丝杠的尺寸。

尺寸包括丝杠的螺距、直径和长度。

螺距越大，丝杠的速度越快；直径越大，丝杠的静态刚度越高。

根据具体的应用需求，选择适当的螺距、直径和长度。

选定了丝杠型号后，还需要进行计算。

以下是一些常用的丝杠计算方法：1.传动效率的计算：传动效率=（输出力×轴向位移）/（输入力×轴向位移）。

其中，输入力为电机输出的力，轴向位移为丝杠的螺距。

2.静态刚度的计算：静态刚度=输出力/位移。

其中，输出力为施加在丝杠上的力，位移为丝杠的螺距。

3.动态特性的计算：动态特性包括加速度、速度和位置精度。

加速度=（终速度-初速度）/时间，速度=位移/时间，位置精度=测量误差/位移。

4.尺寸的计算：根据实际需求，选择适当的螺距、直径和长度。

螺距越大，速度越快；直径越大，静态刚度越高；长度越长，可承受的负载越大。

伺服电机和丝杆选型计算

伺服电机和丝杆选型计算1.伺服电机选型计算：伺服电机是一种将电能转化为机械能的装置，它通过电机驱动系统的精确控制，实现对机械位置、转速和力矩的精确控制。

在选型时，需要考虑以下几个方面：1.1额定输出功率：根据机械系统的工作要求和负载要求，确定伺服电机的额定输出功率。

通常，额定输出功率应略大于所需的最大功率。

1.2额定转速：根据工作要求和负载要求，确定伺服电机的额定转速。

通常，额定转速应略大于所需的最大转速。

1.3额定转矩：根据负载的特性和工作要求，确定伺服电机的额定转矩。

通常，额定转矩应略大于所需的最大转矩。

1.4动态响应速度：根据控制系统的要求，确定伺服电机的动态响应速度。

通常，要求动态响应速度能够满足系统的响应时间要求。

1.5额定电压：根据工作环境和电源供应的要求，确定伺服电机的额定电压。

通常，额定电压应与电源供应的电压相匹配。

2.丝杆选型计算：丝杆是一种将旋转运动转化为直线运动的装置，它通常由丝杆和螺母组成。

在选型时，需要考虑以下几个方面：2.1螺距：根据工作要求，确定丝杆的螺距。

螺距是丝杆每转一周所移动的距离，通常用毫米/转表示。

2.2进给速度：根据机械系统的工作要求，确定丝杆的进给速度。

进给速度是丝杆上点的线速度，通常用毫米/秒表示。

2.3进给力：根据工作负载和系统要求，确定丝杆的进给力。

进给力是丝杆在工作过程中所受的力，通常用牛顿表示。

2.4精度等级：根据工作要求，确定丝杆的精度等级。

精度等级决定了丝杆的运动精度，通常用C级、T级等表示。

2.5长度：根据机械系统的工作空间和要求，确定丝杆的长度。

丝杆的长度应能够满足系统的工作范围要求。

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 。

滚珠丝杠选型和电机选型计算

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 。

电机与滚珠丝杆通过联轴器连接，传动比为0.99。

X 向最大运动速度24m/min ，即24000mm/min 。

则丝杠导程为max max 24000/ 5.390.994500h P V i n =⋅=≈⨯ 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：000.0065009.84549.4F M g f N μ=⋅⋅+=⨯⨯+⨯=式中：M ——工件及工作台质量， M 为500kg 。

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：max min 60/6024/10144h n n v P rpm ≈=⋅=⨯=max min 049.4F F F N ≈≈=滚珠丝杠副的当量载荷：max min 0249.43m F F F F N +=≈= 滚珠丝杠副的当量转速：max min 1443m n n n rpm +== 1.3 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：49.41253.0310010011m w am a c F f C N f f ⨯===⨯⨯ 式中： m n ——当量转速，max min 1443m n n n rpm +== h 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：49.416784.0411m w am a c F f C N f f ⨯===⨯ 式中：s L ——预期运行距离，一般选择32410s L m =⨯1.3.3 按滚珠丝杠副的预加最大轴向负载计算：max 6.749.4303.98am C f F N ε==⨯=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0.03mm ，则10.030.00754m mm δ≤⨯=1.5 估计算滚珠丝杠副的螺纹底X 1.5.1 根据X 向运动行程为1000mm ，可计算出两个固定支承的最大距离：(1.1 1.2)(1014) 1.2100014101340h L l P mm ≈⋅+⋅=⨯+⨯=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=49.4NL ——滚珠螺母至滚珠丝杠固定端支承的最大距离，L=1340mm则有2 3.69m d mm ≥= 1.6 导程精度的选择根据X 向运动的定位精度要求达到0.08mm/1000mm ，则任意300mm 。

丝杆选型计算公式

丝杆选型计算公式
丝杆选型计算公式是机械设计领域中一个重要的公式，用于计算丝杆的选型参数。

其主要目的是根据负载、速度、力矩等因素确定适合的丝杆型号和规格，以保证机械设备的性能、精度和稳定性。

丝杆选型计算公式包括以下几个方面：
1.负载计算公式：根据负载的大小和方向，计算出丝杆的负载能力。

负载能力主要与丝杆的直径、丝距和材质有关。

2.速度计算公式：根据丝杆的转速和径向力，计算出丝杆的最大转速，以确定其适用于的工作环境。

3.力矩计算公式：根据丝杆的长度、直径和转速，计算出所需的扭矩，以保证丝杆能够满足负载情况下的正常工作。

4.噪声计算公式：根据丝杆的规格、转速和材质，计算出丝杆运行时产生的噪声水平，以确保机械设备能够正常工作。

以上几个方面是丝杆选型计算公式的主要内容，通过运用这些公式，可以选择适合的丝杆类型，并保证其在机械设备中的正常工作。

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

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。

(完整版)丝杠的选型及计算

丝杠的选型及计算3.1丝杠的介绍3.1.1丝杠螺母机构基本传动形式丝杠螺母机构又称螺旋传动机构。

它主要用来将旋转运动变为直线运动或将直线运动变为旋转运动，有以传递能量为主的（如螺旋压力机），也有以传递运动为主的（如工作台的进给丝杠）。

丝杠螺母机构有滑动摩擦和滚动摩擦之分。

滑动丝杠螺母机构结构简单，加工方便，制造成本低，具有自锁功能。

但其摩擦阻力大，传动效率低（30%~40%）。

滚动丝杠螺母机构虽然结构复杂制造成本高。

但其最大优点是摩擦阻力小，传动效率高（92%~98%），因此选用滚动丝杠螺母机构。

根据工作台运动情况，应选择丝杠传动螺母移动的形式，该传动形式需要限制螺母的转动，故需导向装置。

其特点是结构紧凑，丝杠刚性较好，适用于工作行程较大的场合。

3.1.2滚珠丝杠副的组成及特点滚珠丝杠副是一种新型螺旋传动机构，其具有螺旋槽的丝杠与螺母之间装有中间传动元件—滚珠。

滚珠丝杠螺母机构由丝杠，螺母，滚珠，和反向器等四部分组成。

当丝杠转动时，带动滚珠沿螺纹滚道滚动，为防止滚珠从滚道端面掉出，在螺母的螺旋槽两端设有滚珠回程引导装置构成滚珠的循环返回通道，从而形成滚珠流动的闭合通路。

滚珠丝杠副与滑动丝杠副相比，除上述优点外，还具有轴向刚度高，运动平稳，传动精度高，不易磨损，使用寿命长等优点。

但由于不能自锁，具有传动的可逆性，在用做升降传动机构时，需要采取制动等措施。

3.1.3滚珠丝杠的结构形式按照用途和制造工艺的不同,滚珠丝杠副的结构形式很多。

一般,根据钢球的循环形式,消除轴向间隙和调整预紧的方法以及螺纹滚道法向截面形状的不同,将其区分成不同的结构形式进行研究。

1)钢球循环方式按钢球返回时是否脱离丝杠表面可分为内循环和外循环两大类，见表3-1[1]。

若钢球在循环过程中，始终与丝杠表面保持接触，称内循环；否则，称外循环。

通常，把在同一螺母上所具有的循环回路的数目，称为钢球的列数，常用的有2~4列。

而把每一循环回路中钢球所经过的螺纹滚道圈数（导程数）称为工作圈。

丝杆传动电机选型计算公式

丝杆传动电机选型计算公式
丝杆传动电机选型需要考虑扭矩、转速和功率等因素。

根据不同的情况，可选择以下几种计算公式：
1. 扭矩（T）：T=Fd/2（N·m），其中，F为负载（N），d为丝杆导程（m）。

2. 转速（n）：n=v/d（r/min），其中，v为移动速度（m/min），d为丝杆导程（m）。

3. 功率（P）：P=Tn/9550（kW），其中，T为扭矩（N·m），n为转速
（r/min）。

4. 丝杆导程计算公式：导程= 1/螺距，其中，螺距是指螺旋线上两个相邻螺纹之间的距离。

5. 丝杆回转速度计算公式：回转速度=线速度/导程，其中，线速度等于丝
杆的长度除以转动时间。

6. 丝杆转动力矩计算公式：转动力矩=传递力（或负载）×丝杆半径，其中，丝杆半径等于丝杆直径除以2。

7. 丝杆输出功率计算公式：输出功率=转动力矩×回转速度，其中，转动力
矩可通过上述式进行计算，回转速度是指丝杆的旋转速度。

8. 计算电机所需的扭矩和功率：扭矩=T=（F×P）/（2×π×n），功率
=P=2×π×n×T/60。

以上信息仅供参考，具体可查阅专业书籍或咨询专业人士。

丝杆选型计算和校核案例

丝杆选型计算和校核案例一、计算我们需要为设备选择合适的丝杆。

该设备将需要一个能承受3000 lbf (pound-force Per Foot) 的丝杆，并要达到40" (inch) 长度。

我们有几个选择：1. AISI 4140合金钢2. 不锈钢管3. AISI 8620在这些选择中，我们需要计算每个丝杆的重量，然后选择最轻的。

二、校核假设我们选择了AISI 4140合金钢丝杆。

我们需要校核其强度。

1. 计算丝杆截面积：A = πd²/4 （其中d为直径）2. 计算丝杆应力：σ = P/A （其中P为施加的力）3. 比较应力与许用应力：许用应力通常为材料的屈服强度除以安全系数（通常为2-3）。

如果计算出的应力大于许用应力，则丝杆可能发生断裂。

三、案例假设我们选择了AISI 4140合金钢丝杆，其直径为1英寸，长度为40英寸。

1. 计算重量：重量= πd²hρ/4 （其中ρ为材料的密度）2. 校核强度：首先，我们需要知道AISI 4140的屈服强度。

假设该值为60,000 psi。

安全系数取3，则许用应力为20,000 psi。

丝杆承受的力为3000 lbf，转换为psi为3000 12 = 36,000 psi。

将力、截面积代入应力公式，计算出实际应力。

如果实际应力小于或等于许用应力，则丝杆满足要求。

如果实际应力大于许用应力，则需要增加安全系数或更换更粗的丝杆。

请注意，这只是一个简单的示例，实际情况可能更加复杂。

在选型和校核过程中，需要考虑许多其他因素，如丝杆的转速、负载的稳定性、工作温度等。

因此，建议在进行丝杆选型和校核时咨询专业工程师或制造商的技术支持团队。

丝杠选型相关计算

定
☆ 在满足滚珠丝杠系统单方向的弹性位移 ΔL≤ 8.0 (μm)
螺母规格
选
丝杠公称直径
节圆直径
定
轴底槽径
导程
滚
额定动负载
丝杠极限转速
珠
平均轴向负载
平均转速
丝
精度等级
杠
DFT3210-5
32
mm
33.4
mm
26.4
mm
10
mm
46300
N
1200
r/min
8411
N
140
r/min
C5
滚
珠
丝
移动量误差 0.035 /800
的
②. dm·n 值
根据丝杠制造供应商的许可 dm·n 值标准，一般使用情况下选择 dm·n ≤
计算得，dm·n = 40080 条件比较，结果 OK !
确
3.寿命[时间] 根据疲劳寿命的计算公式可得出:
认
式中: Ca : fw : Fm : Nm :
危险速度安全系数 ( N ) 负载系数平均轴向负载 ( mm ) 平均转速 ( mm )
根据上步所选用的 DFT32全
的轴底槽径 dr 为
26.4
(mm) 条件比较，结果 OK !
2.极限转速 ①.危险速度根据危险速度的计算公式可得出:
性
≤ 13090.9 (r/min) 条件比较，结果
能
式中:
f : 危险速度安全系数
的
能
dr : 节圆直径 ( mm ) L : 安装间距 ( mm )
15800
15800 16700
32 13600 24700
17500 31700

丝杆伺服电机选型计算

丝杆伺服电机选型计算
1.负载要求
负载要求是选型计算的首要考虑因素之一、负载包括工件的质量、摩擦力、惯性力等。

根据负载要求，可以计算出所需的最大扭矩。

最大扭矩的计算公式为：
最大扭矩=(重力力矩+摩擦力矩+加速度力矩)×安全系数
其中安全系数一般取1.5-2
2.速度要求
速度要求是选型计算的第二个重要因素。

速度要求可以根据工作环境和工作要求来确定。

根据速度要求，可以计算出所需的最大转速。

最大转速的计算公式为：
最大转速=工作行程/执行时间+额外增加的时间
其中额外增加的时间一般取10-20%。

3.加速度要求
加速度要求也是选型计算的重要因素之一、加速度要求可以根据工作要求和加速度时间来确定。

根据加速度要求，可以计算出所需的最大加速度。

最大加速度的计算公式为：
最大加速度=(最大速度-初始速度)/加速时间
4.环境条件
环境条件包括工作温度、湿度、振动等因素。

根据不同的环境条件，可以选择适合的保护等级的丝杆伺服电机。

在实际计算过程中，我们可以利用自动计算工具来完成丝杆伺服电机的选型计算。

自动计算工具可以根据输入的负载要求、速度要求、加速度要求等参数，自动计算出适合的丝杆伺服电机选型。

这样可以大大提高选型计算的效率和准确性。

总之，通过丝杆伺服电机选型计算，可以选择到适合的电机型号和参数，满足实际应用的需求。

自动计算工具可以帮助我们快速而准确地完成选型计算，提高工作效率。

在进行选型计算时，还需考虑到实际应用的要求和其他因素，以保证选型的准确性和可靠性。

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。

丝杆选型计算

丝杆选型计算丝杆选型计算1.如果电机额定转速为3000，最大转速为250mm/s，螺杆的导程为0.25*60*1000=5mm30002.根据100mm的行程长度，确定150mm3的丝杠长度，计算轴向允许载荷：c0a:基本额定静负荷（kn）famax:容许轴向最大负荷（kn）fs:静的安全系数coafamax=fsc0a=10*3.0=30kn4。

所选滚珠丝杠的轴直径为￠ 20mm5支承方式为固定自由6滚珠丝杠临界转速计算n1:临界转速（min-1)lb安装间距e：杨氏模量（2.06*105n/mm2)i:螺杆轴的最小断面二次矩(mm4)i=πd41/64(d1螺杆轴沟槽直径）r:密度(7.85*106kg/mm3)a:d：螺旋轴槽直径（mm）λ：安装方式系数d：球中心直径n1=λ*(d/l2b）*107=3.4*（17.2/1502)*107=51078.6rpmn2=7000/d=7000/20.75=3373.5rpm由于N2<N1，选择较小的一个作为临界转速，即滚珠丝杠的临界转速为N2，因此电机转速为3000rpm7。

丝杠轴刚度计算：ks螺杆轴轴向刚性e:杨氏模量（2.06*105N/mm2）d:螺杆轴槽直径（mm）l:安装间距（mm）ks=πd2e/(4*1000*l)=3.14*17.22*2.06*105/(4*1000*150）=318.9n/um而bnf2021的刚性为380n/um,故满足其要求。

8.定位精度当压头从LA移动到LB时，轴向刚度KS1=（π*17.22*2.06*105）/4000*50=956.8n/umks2=（π*17.22*2.06*105）/4000*150=318.9n/umδ1=1891/956.8=1.976umδ2=1891/318.9=8.929um则定位误差为：δ2-δ1=6.9um9.丝杆扭矩计算：T1摩擦力矩（n/mm）FA轴向载荷（n）ι丝杠导程（mm）η丝杆的效率（0.9~0.95）a减速比上模盖和球形螺母的质量和加速度（kg）g重力加速度tmax=t3=fa3*ι*a/（2*π*η）=3.63n/mfa1=m（a-g）=23.6*（5-9.8）=113.28nfa2=m（g+a）=23.6*（5+9.8）=349.28nfa3=10000+m(a+g)=10000+23.6(1.21+9.8)=10259.84nfa4=fa5=fa7=mg=23.6*9.8=231.28n fa6=fa2=349.28nla50lb150fa8=fa1=113.28n加速时所需的扭矩：J惯性矩（kg/m2）ω角加速度（rad/S2）m上模盖和滚珠螺母的质量之和（kg）丝杠的ι导程（mm）ｊa丝杆侧齿轮的惯性矩（kg/m2)ｊb马达侧齿轮的惯性矩N每分钟电机转速rpmt加速时间SD齿轮直径mm2ω=2π*n/（60*t）=2*3.14*3000/（60*0.05）=6280rad/sｊa=m齿轮*d2/(8*106)=1.1*1002/(8*106)=0.001375kg/m2ｊb=m齿轮*d2/(8*106)=0.13*402/(8*106)=2.6*10-5ｊ=m(l/2π)2*a2*106+ｊs*a2+ｊa*a2+ｊb=22.8*（5/2*3.14）2*（2/5）2*10-6+1.23*10-3*（2/5）2+1.3*10-3*（2/5）2+2.6*10-5=428.3*10-6kg/m2t加=ｊ*ω*103=428.3*10-6*6280*103=2.7n/mtn在行程ln阶段的扭矩t1=fa1*a/（2*π*η）-T plus=2.66n/mt2=fa2*a/（2*π*η）+Tplus=2.82n/mt3=fa3*a/（2*π*η）-T plus=3.3n/mt4=t5=t7=0.082n/mt6=t2=2.82n/mt8=t1=2.66n/mt1=0.05st2=0.043st3=0.029st4=0.1st5=0.057st6=0.05st7=0.108st8=0.05strms=[t21*t 1+t22*t2+t23*t3+t24*t4+t25*t5+t26*t6+t27*t7+t28]tmax=t3=3.63n/m10.电机转动惯量ｊ电机>1/5j=0.856*10-4kg/m211.联轴器选型：K1负载系数K2运行时间系数K3起停频率系数T耦合≥ t电机*K1*K2*K3=15.76n/mv(mm/s)l1250mm/s35mm/sl40。

丝杆选型计算范文

丝杆选型计算范文第一步：确定工作参数首先需要确定丝杆的工作条件和要求，包括负载大小、工作速度、行程长度、力矩和设备效率等。

负载大小：丝杆传动的负载指的是丝杆所承受的力或力矩。

可以根据具体应用场景的负载要求和实际工作条件来确定。

工作速度：丝杆传动的工作速度指的是负载的移动速度。

可以根据需要的速度要求来确定。

行程长度：丝杆传动的行程长度指的是负载的位移，即负载所需移动的距离。

力矩：丝杆传动中的力矩是指施加在负载上的扭矩。

根据实际应用需要，可以确定负载所需的力矩。

效率：丝杆传动的效率决定了传动系统的能量传递效率。

可以根据选型计算中所需的运行效率来确定。

第二步：计算传动比传动比是指丝杆传动的螺距与直径的比值，通常用来描述丝杆传动的力矩放大倍数。

传动比=螺距/直径选取合适的传动比是丝杆选型计算的重要一步，它会直接影响到丝杆传动的性能。

第三步：计算合力和合力矩在丝杆传动过程中，丝杆上施加的力会产生合力和合力矩，合力和合力矩的大小与工作参数有关。

合力=负载/传动比合力矩=合力×丝杆半径第四步：计算所需的驱动力和驱动力矩丝杆传动的驱动力和驱动力矩是由驱动装置（如电机）提供的输入力和力矩，与合力和合力矩相对应。

驱动力=合力驱动力矩=合力矩第五步：选取合适的丝杆规格根据计算出的所需驱动力和驱动力矩，选择与其相匹配的丝杆规格，包括丝杆直径、螺距和材料等。

丝杆直径：根据所需驱动力计算出的合力，选择能够承受该力的丝杆直径。

丝杆螺距：根据所需驱动力矩计算出的合力矩，选择能够承受该力矩的丝杆螺距。

丝杆材料：丝杆材料的选择要考虑负载的大小、传动效率和工作环境等因素。

总结：丝杆选型计算是一个综合考虑工作参数和要求的过程，其中需要确定工作条件及需求，计算传动比、合力和合力矩，选取相匹配的丝杆规格。

通过合理的丝杆选型计算，能够确保传动系统的性能和使用寿命，并满足特定应用的需求。

丝杆选型计算表

水平方向使用时选型计算使用工况工作台质量m1（kg）20工件质量（kg）10行程长度Ls（mm）650驱动马达伺服电机转速r/min3000加速时间t1（s）0.5减速机减速比i1无效行程mm0.15定位精度0.3/1000 mm重复定位精度0.1匀速运动时最低速度mm/s500减速时间s0.15直线导轨的摩擦系数μ=0.003导向面的阻力f（N)15需要选型确认的内容滚珠丝杆的直径导程精度轴向间隙滚珠丝杆支撑方式驱动马达导程精度的选择通常，滚珠丝杠的导程精度是规定的300mm的精度为了得到±0.1/1000mm的则300mm的精度为0.03因精度等级C6 既有轧制滚珠丝杠，又有精密滚珠丝杠，在此首先选择价格低廉的轧制滚珠丝杠。

为了满足0.15mm 无效行程的要求，必须选择轴向间隙在0.15mm 一下的滚珠丝杠。

因此，从满足轴向间隙0.15mm 一下的轧制滚珠丝杠里选择轴径32mm 以下的滚珠丝杠。

从上所述，选择丝杠轴之间在32mm 以下、精度等级C6 的轧制滚珠丝杠。

导程选择导程=(运动的最大速度x60x减速比i)/电机最大转速10轴向加速度a（m/s2)10001工作行程加速时Fa1=μ*（m1+m2）g+（m1+m2）*a+f45.9工作行程等速时Fa2=μ*（m1+m2）g+f15.9工作行程减速时Fa3=μ*（m1+m2）g-（m1+m2）*a+f-14.1滚珠丝杆最大轴向负载为Famax=Fa145.9预选丝杆丝杆直径d（mm）15丝杆导程Ph（mm）10安装间距la（mm）（行程+丝杠螺母的长度）670丝杠轴沟槽直径d1（mm）12.894与安装方法相关的系数η２20丝杠的弯曲载荷计算：P1=η２*(d1^4/la^2)*10^412314.9滚珠丝杠的容许拉伸压缩负荷：P=116*d1^219285.61最大轴向不得大于计算所得的弯曲载荷和容易拉伸压缩负荷。

因此，满足这些条件的滚珠丝杠在使用上没有问题。

丝杆伺服电机选型计算(自动计算)

×
[适
1.23E-05
用的惯量
比
=30]
0.5096 N.M
1.528 N.M
3000
r/mi n
条件满足条件满足条件满足条件满足
条件满足
有效转矩Trms 瞬时最大转矩T1 必要的最大转数N
1.91E-03 kg.m2
0.719 N.m 0.6243 N.m
0.3 r/min
编码器分辨率R=P.G/AP.S
1000 (脉冲/转)杆伺服电机选计算速度 (mm/s)
300
0
0.2
1
0.2 0.2
时间 (s)
kg.m2 kg.m2 kg.m2
①机械系统的决定
负载质量M（kg） ·滚珠丝杠节距P（mm） ·滚珠丝杠直径D（mm） ·滚珠丝杠质量MB（kg） ·滚珠丝杠摩擦系数μ ·因无减速器，所以G=1、η=1
②动作模式的决定
单一变化 ·负载移动速度V（mm/s） ·行程L（mm） ·行程时间tS（s） ·加减速时间tA（s） ·定位精度AP（mm）
N.m N.m r/min
kg.m2 ＞
初步
选择
定
R88M
-
U200
30(J
m=
根据
R88M
-
6.2E-01
U200 30的
额定
转矩
Tm=
N.m
N.m N.m N.m
N.m
1.23E-05
0.637
(N.m )
≦[电机的转子惯量JM
﹤[电机的额定转矩 ﹤[电机的瞬时最大转矩 ≦[电机的额定转数 U系列的编码器规格为2048 （脉冲/ 转），经编码器分频比设定至1000 （脉冲/ 转）的情况下使用。

丝杆选型计算

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