丝杠计算
丝杠轴向力计算
丝杠轴向力计算一、引言丝杠是一种常用的传动装置，广泛应用于机械、汽车、船舶等领域。
在丝杠传动中，轴向力的计算是很重要的，它直接影响到丝杠传动的可靠性和工作效率。
本文将介绍丝杠轴向力的计算方法及其相关内容。
二、丝杠轴向力的定义丝杠轴向力是指作用在丝杠上的沿轴向的力。
在丝杠传动中，轴向力通常由负载和摩擦力共同产生。
负载是指丝杠传动中需要承受的力，而摩擦力则是由于丝杠与螺母之间的摩擦所产生的力。
三、丝杠轴向力的计算方法1. 负载产生的轴向力计算负载产生的轴向力可以通过负载的大小和丝杠的螺距来计算。
当丝杠传动承受的负载增大时，轴向力也会相应增大。
计算公式如下：轴向力 = 负载× 螺距2. 摩擦力产生的轴向力计算摩擦力产生的轴向力是由丝杠与螺母之间的摩擦力所引起的。
摩擦力的大小与丝杠的材料、表面状态以及润滑情况有关。
通常情况下，摩擦力可以通过以下公式计算：轴向力 = 摩擦力3. 总轴向力计算总轴向力等于负载产生的轴向力与摩擦力产生的轴向力之和。
根据上述计算方法，我们可以得到总轴向力的计算公式：总轴向力 = 负载× 螺距 + 摩擦力四、丝杠轴向力的影响因素1. 负载大小：负载的增大会导致轴向力的增加，因此在设计丝杠传动时需要考虑负载的大小。
2. 螺距：螺距越大，负载相同的情况下轴向力也会增大。
3. 摩擦力：摩擦力的大小与丝杠的材料、表面状态以及润滑情况有关。
合理选择润滑方式和材料可以减小摩擦力，从而降低轴向力。
五、丝杠轴向力的应用丝杠轴向力的计算可以帮助工程师选择合适的丝杠传动装置，以满足实际工作条件下的要求。
在设计机械装置时，合理计算轴向力可以保证丝杠传动的稳定性和可靠性。
六、结论丝杠轴向力的计算是丝杠传动设计中的重要内容。
通过负载和摩擦力的计算，可以得到准确的轴向力值。
合理选择丝杠的螺距和润滑方式，可以降低轴向力，提高丝杠传动的效率和寿命。
在实际应用中，工程师应根据具体情况进行丝杠轴向力的计算和设计，以确保丝杠传动的可靠运行。
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。
丝杠和惯量计算
设定选取FANUC 伺服电机型号为α12/3000i ，输出功率3Kw,最大输出扭矩12N ·M ，转速3000r/min,转动惯量0.0062Kgm 2。
①X 向丝杠导程t=1000v/n =1000x24/3000=8 mm工作台的转动惯量Jg Jg=M 22⎪⎭⎫ ⎝⎛πt =(250+500)X 22008.0⎪⎭⎫ ⎝⎛π≈0.00167 Kgm 2 M:工作台与工件的重量和t:导程②丝杠转动惯量JsJs=πρd 4l/32=3.14X7.8X 10-3X44X111.5/32≈23 Kgcm 2≈0.0023 Kgm 2 ρ:丝杠密度d :丝杠直径l :丝杠长度③联轴器转动惯量J lJs=πρd 4l/32=3.14X7.8X 10-3X8.24X9.5/32≈31 Kgcm 2≈0.0031 Kgm 2 ρ: 联轴器密度d : 联轴器直径l : 联轴器长度总的转动惯量Jx=Jg+Js+Jl=0.00707 Kgm 231Jx<Jm=31X0.00707=0.00235<0.0062,符合惯性匹配要求故符合X 轴定载加速转速。
设定选取FANUC 伺服电机型号为α12/3000i ，输出功率3Kw,最大输出扭矩12N ·M ，转速3000r/min,转动惯量0.0062Kgm 2。
①Y 向丝杠导程t=1000v/n =1000x24/3000=8 mm工作台和滑座的转动惯量Jg Jg=M 22⎪⎭⎫ ⎝⎛πt =(250+500+360+13)X 22008.0⎪⎭⎫ ⎝⎛π≈0.0023 Kgm 2 M:工作台与工件及滑座、伺服电机的重量和t:导程②丝杠转动惯量JsJs=πρd 4l/32=3.14X7.8X 10-3X44X92.1/32≈18 Kgcm 2≈0.0018 Kgm 2 ρ:丝杠密度d :丝杠直径l :丝杠长度③联轴器转动惯量J lJs=πρd 4l/32=3.14X7.8X 10-3X8.24X9.5/32=33 Kgcm 2≈0.0031 Kgm 2 ρ: 联轴器密度d : 联轴器直径l : 联轴器长度③加长杆转动惯量J jJ j =πρd 14l/32 +πρd 24l/32=229+0.29=3.08 Kgcm 2≈0.000308 Kgm 2总的转动惯量Jy=Jg+Js+Jl=0.007508 Kgm 231Jy<Jm=31X0.007508=0.0025<0.0062,符合惯性匹配要求,故符合Y 轴定载加速转速。
滚珠丝杠计算
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。
滚珠丝杠是工具机械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复作用力。
滚珠丝杠计算:转矩和轴向力的换算公式如下：换算公式：N=Ec·A【K（fi2-f02）+b（Ti-T0）】轴向力*导程=电机输出扭矩*2*3.14*丝杠效率（90%以上）。
合格的主轴一般不会有轴向窜动。
但是在主轴的检验过程中有一道静刚度测试，分为轴向静刚度和径向静刚度。
径向静刚度就是在径向施加一定的推力，然后计算出一个单位为N/μ的数值即为检验标准。
用表指住端面前撬差值间隙基本认跳值要精测检验盘精校校误差静跳车跳差跳差值即轴向窜值。
机械元件在转矩作用下都会产生一定程度的扭转变形，故转矩有时又称为扭矩（torsional moment）。
转矩是各种工作机械传动轴的基本载荷形式，与动力机械的工作能力、能源消耗、效率、运转寿命及安全性能等因素紧密联系。
转矩的测量对传动轴载荷的确定与控制、传动系统工作零件的强度设计以及原动机容量的选择等都具有重要的意义。
转矩的原理使机械元件转动的力矩称为转动力矩，简称转矩。
机械元件在转矩作用下都会产生一定程度的扭转变形，故转矩有时又称为扭矩。
转矩是各种工作机械传动轴的基本载荷形式，与动力机械的工作能力、能源消耗、效率、运转寿命及安全性能等因素紧密联系，转矩的测量对传动轴载荷的确定与控制、传动系统工作零件的强度设计以及原动机容量的选择等都具有重要的意义。
此外,转矩与功率的关系T=9549P/n或T=P/Ω（Ω为角速度，单位为rad/s）。
电机的额定转矩表示额定条件下电机轴端输出转矩。
转矩等于力与力臂或力偶臂的乘积，在国际单位制(SI)中，转矩的计量单位为牛顿・米(N・m)，工程技术中也曾用过公斤力・米等作为转矩的计量单位。
电机轴端输出转矩等于转子输出的机械功率除以转子的机械角速度。
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。
(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。
丝杆扭矩、推力计算
丝杠水平运动选型计算表格机械结构参数：速度：Vl=10m/min *其他常数滑动部分质量M=8kg *G=9.8m/s 丝杠长度L B =0.6m *pi= 3.1416丝杠直径D B =0.04m *丝杠密度ρ=7900kg/m 3丝杠导程P B =0.019m *连轴器质量M C 2kg *连轴器直径D C 0.05m *摩擦系数μ=0.1*移动距离L=0.3m机械效率η=0.9*定位时间t =1s *加减速时间比A=25%*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t 0=t *A=0.25s2)电机转速N M =V l /P B=526.3157895rpm3)负荷转矩计算FA+=7.84N=0.02634185Nm0.0065854624)直线运动平台与负载惯量J L 7.31536E-05kgm 2滚珠丝杠惯量J B kgm 2连轴器惯量J C kgm 2总负荷惯量J L =J L +J B +J C=0.001889448kgm 2启动转矩T S 安全系数S=15)必须转矩必须转矩T M =(T L +T S )*S电机惯量J M =0.0011kgm 2=0.685405056Nm0.026341856)电机选择根据计算，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I 1= 1.7176802488)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I 2=0.107355015减速机减速比i＝4轴向负载F =负载转矩T L =(sin cos )A F mg a a ++μ。
丝杠负载惯量计算公式
丝杠负载惯量计算公式丝杠负载惯量的计算可是个挺重要的事儿呢，它对于机械设计和运动控制领域来说，那可是相当关键的。
咱先来说说啥是丝杠负载惯量。
简单来讲，就是跟丝杠连接的那些负载，在运动过程中因为自身质量分布和转动情况所具有的惯性特性。
这就好比你骑自行车，车的重量和轮子的转动情况都会影响你加速或者减速的感觉。
那丝杠负载惯量咋算呢？一般来说，有个比较常用的公式：$J =\sum_{i=1}^{n} m_i r_i^2$ 。
这里面，$J$就是咱要算的负载惯量，$m_i$是各个转动部件的质量，$r_i$则是它们到转动轴的距离。
给您举个例子哈，比如说有个小型的物料搬运装置，通过丝杠来实现上下移动。
这个装置上面有个托盘，托盘质量是 2kg，它到丝杠轴心的距离是 0.5m。
还有个固定在托盘上的夹具，质量 1kg，距离轴心0.3m。
那咱们来算算这个装置的丝杠负载惯量。
首先，托盘的惯量就是 $2×0.5^2 = 0.5$ ，夹具的惯量是 $1×0.3^2 = 0.09$ 。
把它们加起来，总的丝杠负载惯量就是 $0.5 + 0.09 = 0.59$ 。
在实际应用中，这计算可不能马虎。
就像上次我参与的一个自动化生产线改造项目，一开始就是因为丝杠负载惯量没算准，导致设备运行的时候总是出现卡顿和不稳定的情况。
那可把我们愁坏了，后来经过反复核算，重新调整了参数，才让设备正常运转起来。
还有啊，计算丝杠负载惯量的时候，要考虑到各种因素。
比如说负载的形状，如果不是简单的规则形状，那计算就会复杂一些。
还有转动速度的变化，快速转动和慢速转动时，惯量的影响也不一样。
另外，不同材料的密度也得考虑清楚。
万一您把铝的密度当成钢的来算了，那结果可就差得远啦。
总之，丝杠负载惯量的计算虽然有点麻烦，但只要您认真仔细，按照公式，把各种参数都搞准确，就一定能算出靠谱的结果，让您的设计或者控制更加精准有效。
希望我讲的这些能对您有所帮助，让您在面对丝杠负载惯量计算的时候不再头疼！。
丝杠选型计算公式推导
丝杠选型计算公式推导一、引言。
丝杠是一种常用的传动元件，广泛应用于机械设备中。
在进行丝杠选型时，需要根据具体的工作条件和要求来确定丝杠的规格和参数。
其中，丝杠的选型计算是非常重要的一部分，它涉及到丝杠的负载能力、速度、精度等方面的计算。
本文将从丝杠的基本原理出发，推导丝杠选型的计算公式，以便读者更好地理解丝杠选型的过程。
二、丝杠的基本原理。
丝杠是一种将旋转运动转换为直线运动的装置，它由螺纹杆和螺母组成。
当螺纹杆旋转时，螺母沿着螺纹杆的轴向移动，从而实现直线运动。
丝杠的性能主要取决于螺距、导程、螺纹角等参数，这些参数将影响丝杠的负载能力、速度和精度。
三、丝杠选型的基本计算公式。
1. 螺距和导程的计算。
螺距（P）是指螺纹上相邻两螺纹峰之间的距离，它的计算公式为：P = π× d。
其中，d为螺纹直径。
导程（L）是指螺母在一圈内所移动的距离，它的计算公式为：L = P × n。
其中，n为螺纹杆的转速。
2. 负载能力的计算。
负载能力是指丝杠在工作时所能承受的最大负载，它的计算公式为：F = π× d²×σ。
其中，F为负载能力，d为螺纹直径，σ为材料的抗拉强度。
3. 速度的计算。
丝杠的速度主要取决于螺距和转速，其计算公式为：V = P × n。
其中，V为速度，P为螺距，n为转速。
4. 精度的计算。
丝杠的精度主要取决于螺距和螺纹角，其计算公式为：δ = P × tan(α)。
其中，δ为精度，P为螺距，α为螺纹角。
四、丝杠选型的实例分析。
以某机械设备的丝杠选型为例，其工作条件和要求如下：1. 负载，1000N。
2. 速度，1000mm/s。
3. 精度，0.01mm。
根据上述工作条件和要求，可以先计算出所需的螺距和导程，然后根据负载能力、速度和精度的计算公式，确定所需的螺纹直径、转速和螺纹角。
最后，根据实际情况和可选的丝杠规格，选择合适的丝杠型号。
丝杆导程计算公式【秘籍】
丝杆导程怎么计算？还是直径怎么选？一般是根据外径大小及你要移动的速度来，如果要移动速度快，那螺距就可以设置大点，或者是设置多头丝杆。
导程=螺距*n头导程=螺距*线数，一般的滚珠丝杠都是导程与螺距相等的，但有些丝杠是多线数的，所以螺距乘以线数才等于导程。
行程就是螺母在丝杠上能运行的最长距离，即螺母的活.根据国家标准《GB/T 17587.1-1998 滚珠丝杠副第1部分：术语和符号》，关于“导程”有3种定义：【导程Ph】：滚珠螺母相对滚珠丝杠旋转2π弧度时的行程。
【公称导.滚珠丝杠导程也称螺距，即螺杆每旋转一周螺母直线运动的距离，常见导程有1、2、4、6、8、10、16、20、25、32、40，中小导程现货产品一般只有5、10，大导程一般.楼上回答有问题，导程不一定等于螺距的，首先要年丝杆的头数。
导程的种类有公制、英制和模数制（也就是pai制丝杆，如3.14、6.28等）导程对丝杆传动精度影响较大.一般小导程滚珠丝杠都采用单线，中，大或超大导程采用两线或多线。
上海曼鲁丝杆可以的~你用的这种可能是超大导程，即导程≥丝杠公称直径*2导程是指螺距，行程是指丝杠螺纹部分的长度。
导程就是螺母转一圈前进的距离，单头的就是螺纹的距离，多头的就是螺纹的距离x上头数，般的滚珠螺杆都是导程与螺距.丝杠导程就是丝杠转一圈，丝母行走的距离，对应就是丝杠的螺距。
没有丝杠，是链条的话，链轮是有齿数的，可以对照齿轮副的传动比计算所有的传动副减速比相乘，.一、承载能力寿命行星滚柱丝杠与滚珠丝杠的优势在于能够提供高于滚珠丝杠的额定动载和静载，螺纹滚柱替代滚珠将使负载通过众多接触线迅速zhidao释放，从而能有更.怎样确定丝杆螺纹的行程？滚珠螺杆的导程是指，螺母旋转一周行走的距离。
通常来说滚珠丝杠基本螺距就是导程了。
所以测一下螺距就知道导程了，最简单的方法就是在滚珠丝杠上用尺子量10个丝.通常来说你的丝杠基本螺距就是导程了。
所以你测一下螺距就知道导程了，最简单的方法就是你在丝杠上用尺子量10个丝扣的距离然后除10就是螺距（导程）了。
丝杠和惯量计算
X 向电机转动惯量计算:设定选取FANUC 伺服电机型号为α12/3000i ，输出功率3Kw,最大输出扭矩12N ·M ，转速3000r/min,转动惯量0.0062Kgm 2。
①X 向丝杠导程t=1000v/n =1000x24/3000=8 mm工作台的转动惯量Jg Jg=M 22⎪⎭⎫ ⎝⎛πt =(250+500)X 22008.0⎪⎭⎫ ⎝⎛π≈0.00167 Kgm 2 M:工作台与工件的重量和t:导程②丝杠转动惯量JsJs=πρd 4l/32=3.14X7.8X 10-3X44X111.5/32≈23 Kgcm 2≈0.0023 Kgm 2ρ:丝杠密度d :丝杠直径l :丝杠长度③联轴器转动惯量J lJs=πρd 4l/32=3.14X7.8X 10-3X8.24X9.5/32≈31 Kgcm 2≈0.0031 Kgm 2ρ: 联轴器密度d : 联轴器直径l : 联轴器长度总的转动惯量Jx=Jg+Js+Jl=0.00707 Kgm 231Jx<Jm=31X0.00707=0.00235<0.0062,符合惯性匹配要求故符合X 轴定载加速转速。
Y向电机转动惯量计算:设定选取FANUC伺服电机型号为α12/3000i，输出功率3Kw,最大输出扭矩12N·M，转速3000r/min,转动惯量0.0062Kgm2。
①Y向丝杠导程t=1000v/n =1000x24/3000=8 mm工作台和滑座的转动惯量JgJg=M22⎪⎭⎫⎝⎛πt=(250+500+360+13)X22008.0⎪⎭⎫⎝⎛π≈0.0023 Kgm2M:工作台与工件及滑座、伺服电机的重量和t:导程②丝杠转动惯量JsJs=πρd4l/32=3.14X7.8X 10-3X44X92.1/32≈18 Kgcm2≈0.0018 Kgm2ρ:丝杠密度d :丝杠直径l :丝杠长度③联轴器转动惯量J lJs=πρd4l/32=3.14X7.8X 10-3X8.24X9.5/32=33 Kgcm2≈0.0031 Kgm2ρ: 联轴器密度d : 联轴器直径l : 联轴器长度③加长杆转动惯量J jJ j=πρd14l/32 +πρd24l/32=229+0.29=3.08 Kgcm2≈0.000308 Kgm2总的转动惯量Jy=Jg+Js+Jl=0.007508 Kgm2速转速。
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。
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。
丝杠转动惯量计算公式
丝杠转动惯量计算公式丝杠转动惯量是指在丝杠旋转过程中，所具有的惯性作用力。
它是机械系统中一个重要的物理量，用来描述丝杠转动的惯性特性。
丝杠转动惯量的计算公式可以帮助我们准确地计算丝杠的转动惯量。
在机械系统中，丝杠是一种常用的传动装置。
它由螺纹杆和螺母组成，通过螺纹杆的旋转来实现线性运动。
丝杠转动惯量的计算公式可以通过以下步骤来推导得到。
我们需要了解丝杠的基本参数。
丝杠的直径可以用D表示，螺距可以用P表示。
丝杠的转动惯量可以用J表示。
我们需要知道丝杠的几何形状。
丝杠可以看作是一个圆柱体，其转动惯量可以通过计算其质量分布来得到。
假设丝杠的质量分布是均匀的，那么其转动惯量可以用以下公式来表示：J = (1/8) * π * D^4 * L,其中，J是丝杠的转动惯量，π是圆周率，D是丝杠的直径，L是丝杠的长度。
通过这个公式，我们可以根据丝杠的直径和长度来计算丝杠的转动惯量。
这个公式的推导过程是基于对丝杠的几何形状和质量分布的理论分析，因此可以得到较为准确的结果。
丝杠转动惯量的计算公式在机械设计和工程实践中具有重要的应用价值。
它可以帮助工程师们在设计和选择丝杠传动系统时，准确地计算丝杠的转动惯量，从而保证系统的稳定性和可靠性。
除了丝杠的直径和长度外，丝杠的材料和质量分布也会对转动惯量产生影响。
不同材料的丝杠具有不同的物理特性，因此其转动惯量也会有所不同。
此外，在实际应用中，丝杠的质量分布可能不是均匀的，因此需要根据实际情况进行修正。
总结起来，丝杠转动惯量的计算公式可以帮助我们准确地计算丝杠的转动惯量，从而在机械设计和工程实践中提供指导。
通过这个公式，工程师们可以选择合适的丝杠传动系统，保证系统的稳定性和可靠性。
同时，我们也需要注意丝杠的材料和质量分布对转动惯量的影响，以便进行相应的修正。
通过合理地计算和选择，我们可以设计出性能优良的丝杠传动系统，满足各种工程需求。
丝杠计算——精选推荐
Z方向滚珠丝杠选型计算工作条件：轴向负载质量：420kg行程长度：1000mm运动速度：50mm/min加速行程时间：0.1s减速行程时间：0.1s每分钟往返次数：无往复运动定位精度：±0.2mm/1000mm轴向游隙：0.15mm反复定位精度：0.08mm期望寿命：伺服电机额定转速：1000 rpm电机转动惯量（假设）：1×10-3kg·m2工作台与导轨摩擦系数：导向面阻力：（无负载时运动阻力）滚珠丝杠传动效率：0.9一、确定丝杠精度和导程定位器Z向移动速度：v max=50mm/min。
电机最高转速n max=1000rpm。
传动比：i=40丝杠转速n=25rpm滚珠丝杠导程P h =v max *i/n max =2mm二、允许的轴向负荷滚珠丝杠副在使用时，必须考虑在丝杠施加最大轴向负荷时，不使丝杠产生破坏的三因素： 1)丝杠临界压缩载荷（丝杠稳定性）。
2)丝杠拉伸、压缩应力引起的变形。
3)钢球接触部位的永久变形。
由于所设计Z 方向滚珠丝杠只承受拉载荷，因此不必校核临界压缩载荷。
轴向负载：319.8Kg(定位器Z 向移动载荷)+100Kg(壁板重量/2)=419.8Kg ，径向负载可以忽略。
1、滚珠丝杠拉伸应力下许可轴向载荷：P =α×σ× A式中: α：安全系数（α=0.8）σ：许用应力（σ=147Mpa ）（参考北京工研精机股份有限公司） A ：以滚珠丝杠螺纹滚道底径为直径的圆面积A = πd 12/4d 1：丝杠螺纹滚道底径(mm )。
计算得：d 1=6.7mm2、不致使钢球接触部位产生永久变形的轴向极限载荷如果滚珠丝杠副承受轴向载荷过大，钢球与滚道接触面就会出现永久变形，因此，必须控制轴向极限载荷。
oa0C P =sf （N ） 式中：f s ：静态允许负载系数取f s =1.2C oa ：额定静载荷 (N) ：使钢球与滚道面间承受最大的接触应力点处产生0.0001 倍钢球直径的永久变形时，所施加的轴向静态载荷。
丝杠推力计算总结
一、已知电机与滚珠丝杠参数,如何计算推力?1.电机扭矩:35NM,额定转速1500转2.丝杠螺距10mm,直径80.如何得到在丝杠端产生的推力.一位教授要我按照F = 2* M /(d*tan(A+B)) [M:力矩,D2丝杆中径,A为螺蚊升角,B为当量磨擦角]但我计算的结果与机械设计的参数出入很大,不知道哪里有问题,这个公式是正确的吗?此法不对。
1、丝杠中径在扭矩推力关系中没有直接联系，仅通过影响螺旋升角间接影响（但在校验时，须在计算推力与对应中径的丝杠的轴向额定负载中取小值）；2、当量摩擦角仅影响滚道受力状态（参与丝杠副受力分析），但对推力扭矩的关系不产生影响；3、上例为：F=2πM/P=18692 N；（相同扭矩下，推力仅是导程的函数）4、转速对推力没有影响，但对于运动过程表征其与机械效率的函数，功率校验时建议取η=0.85核定。
注：目前业内常常将机械效率在受力分析中体现，实为误区，效率是一个过程量，力则是点量，好比电压与电流分别跟电阻的关系。
祝成功。
二、已知电机扭矩0.39NM，减速比5.57，滚珠丝杆直径D=20mm.导程L=4mm 螺纹升角φ=3.65度，运动方式为：旋转运动改直线运动，计算丝杆直线运动的推力是多少?1、输出扭矩T＝0.39X5.57=2.17NMT= FL / 2×3.1415926×0.9F=2.17×6.28×0.9×1000÷4=3066N2、tanρ＝0.0025 (ρ当量摩擦角)T= F×D×tan(φ+ρ)÷1000÷2F=3277N第一种算法，推力与导程有关（摘至丝杆选型手册），计算电机所需扭矩时，要考虑恒速和加速时扭矩；第二算法，推力与丝杆直径和螺纹升角有关（摘至机械设计大典），计算电机所需扭矩时，要考虑轴承摩擦扭矩和零件惯性。
请教一下，上面两种算法，哪种正确，或者两种都不正确，具体该怎么算推力？答：殊途同归两种算法是一样的计算结果的差异是效率的选择不同造成的。
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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
15
10
800
1500
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f w=1.3
按表7查得：1～3取
按表8查得：可靠性97%取f c=0.44
已知：L h=20000小时
代入得
（2）拟采用预紧滚珠丝杠副，按最大负载F max计算：
按表10查得：中预载取F e=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µm
已知：重复定位精度10µm, 定位精度25µm
①=3
②=6
取两种结果的小值=3µm
(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FFZD4010-3
6) 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
（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：≥F BP
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L s：
L s=L u+2L e由表二查得余程Le=40 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
L 1=1350 L=1410 L 0=30
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 K smi n = 6.
6
×10
K smin ：最小抗压刚度 N/m
d 2 ：丝杠底径 L 1 ：固定支承距离 K smin =575 N/
m
2）丝杠最大抗压刚度
K smax
=6.6
×10
K smax ：最大抗压刚度 N/m
K smax =6617 N/
m
(2) 支承轴承组合刚度 1)一对预紧轴承的组合刚度
K BO=2×2.34
K BO：一对预紧轴承的组合刚度N/m
d Q：滚珠直径mm
Z ：滚珠数
Famax ：最大轴向工作载荷N
：轴承接触角
由样本查出7602030TUP轴承是预加载荷的3倍
d Q=7.144 Z=17 =60
K amax=8700 N/m
K BO=375 N/m
2）支承轴承组合刚度
由表13两端固定支承
K b=2 K BO
K b=750 N/m
K b ：支承轴承组合刚度N/m
3）滚珠丝杠副滚珠和滚道的接触刚度
K C= K C(
K C：滚珠和滚道的接触刚度N/m
K C：查样本上的刚度N/m F P：滚珠丝杠副预紧力N C a：额定动载荷N
由样本查得：
K C=1410 N/m；C a=3600N；
F P=1000 N
得K C=920 N/m
12) 刚度验算及精度选择
（1
=
）
= N/m
= N/m
F0=
已知W1=5000 N ，=0.2 F0=1000 N
F0 ：静摩擦力N
：静摩擦系数
W1：正压力N
（2）验算传动系统刚度
K min
K min：传动系统刚度N
已知反向差值或重复定位精度为10
K min=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/300
V300p＜14.3m
丝杠精度取为3级
V300p=12m＜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 导程：10
螺纹长度：1290
丝杠全长：1410
P类3级精度
FFZD4010-3-P3/1410×1290
13) 验算临界压缩载荷
F c：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
n c=f×10
n c: 临界转速n/min
f ：与支承形式有关的系数
：丝杠底径
：临界转速计算长度mm
由表14得f=21.9
由样本得d2=34.3
由工作图及表14得：L c2= L1- L0
4310＞n max=1500
15 ) 验算：
D n=D pw n max
D pw：滚珠丝杠副的节圆直径mm
n max : 滚珠丝杠副最高转速n/min
D pw≈41.4mm
n max=1500r/min
62100＜70000
16) 滚珠丝杠副形位公差的标注（略）
表1：
支承方式简图K2 λ f
一端固定
0.25 1.875 3.4
一端自由
一端固定
2 3.927 15.1
一端游动
二端支承 1 3.142 9.7 二端固定 4 4.730 21.9。