滚珠丝杠的选择
数控车床滚珠丝杠副的选型计算
1 序言在卧式车床的数控化改造或数控车床的新设计中，滚珠丝杠副作为数控传动系统的关键部件之一，其选型及安装的合理性直接影响到数控车床（以下简称车床）的精度、寿命及性能。
目前国内关于一般滚珠丝杠副的选型计算较为充分，如黄育全针对滚珠丝杠副的选型提出了一个初步成熟的算法。
然而目前车床行业的发展趋于功能专业化，如高速、高精度的要求或大型重载的情况等，此时需要在螺母选择、螺母安装及丝杠支撑形式等方面作针对性选型。
2 滚珠丝杠副的螺母选择2.1 循环方式选择滚珠丝杠副按循环方式的不同分为内循环和外循环，滚珠在循环过程中始终不离开丝杠表面的称为内循环；反之，为外循环。
常见的浮动式、矩阵式结构为内循环，插管式及端块式或端盖式结构为外循环，如图1所示。
a）浮动式b）矩阵式c）插管式d）端块式或端盖式图1 常见滚珠螺母结构形式在相同导程与承载滚珠圈数的情况下，内循环存在无滚珠的滚道区域，故在轴向尺寸上较长；而外循环在轴向尺寸上结构相对紧凑，但滚珠的循环路线需要额外占用螺母的径向区域，即在相同情况下螺母的直径会增大，需要根据车床的具体安装部件的配合尺寸取舍。
值得注意的是，同等条件下，外循环方式的Dn值比内循环方式更大，相同负载工况下能获得更高的寿命。
2.2 预紧方式与预紧力选择为了保证丝杠副在车床上的重复定位精度，需保证滚珠螺母与丝杠之间无间隙，能够根据旋转角度和导程间接测量轴向行程。
此时在滚珠螺母与丝杠之间需维持预紧转矩。
螺母按预紧方式分为双螺母垫片预紧、单螺母增大滚珠直径预紧和单螺母变位导程预紧等。
车床大多数情况受力为单向，即可不考虑对反向间隙的控制，出于对成本及车床安装空间的考虑，推荐使用单螺母，预紧方式可以为增大滚珠直径预紧。
存在反向切削力，但相比正向时要小的多，高精度的应用场景下，可以使用非对称的双螺母预紧方式。
预紧方式仍为垫片式，但法兰螺母与直筒螺母的圈数可以不同；能在不影响正向进给预紧转矩需求的同时降低螺母副长度，如图2所示。
丝杠材料选择要求
梯形丝杠材料选用一般原则如下；
1.低精度、轻载荷丝杠常用碳素结构钢制造，经正火、调质处理，或用冷轧易削钢直接机城加工而成。
2.高精度、轻载荷丝杠常用碳素工具钢或合金工具钢制造，经调质或球化退火处理。
3.低精度、有耐磨性要求的可用中碳结构钢制造，经氮碳共渗处理直接使用。
4.高精度工作频繁的丝杠常用合金工具钢制造，整体淬火，还有采用高级渗氮钢制造、经渗氮处理。
渗氮丝杠可承受较高温度工作。
5.高精度，要求耐磨的小观格丝杠可用低合金钢制造，进行渗碳淬火。
6.用于测量，受力不大的丝杠可用感应淬火。
滚珠丝杠材料选用一般原则如下，
1.低精度、轻载荷滚珠丝杠用碳素结构钢制造．有些可冷轧成形直接使用。
2.高精度、大载荷滚珠丝杠多用合金工具钢和轴承钢制造，常采用感应淬火，也有采用火焰淬火和整体淬火的．
3.小规格滚珠丝杠有些厂家习惯用渗碳淬火。
4.某些热处理时易变形的高精度滚珠丝杠可用渗氮钢制造，经渗氮处理后使用。
5.在腐蚀和高温环境中工作的滚珠丝杠，可选用沉淀硬化不锈钢制造。
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滚珠丝杠型号及参数表 (2)[001]
![滚珠丝杠型号及参数表 (2)[001]](https://img.taocdn.com/s3/m/dbed9bdc6aec0975f46527d3240c844769eaa0a8.png)
滚珠丝杠型号及参数表一、介绍滚珠丝杠是一种常用于传递转动运动和直线运动的机械元件，广泛应用于机床、工业自动化设备和精密仪器等领域。
滚珠丝杠不仅具有高效传动、精度高的特点，还能承受较大的载荷。
本文将介绍滚珠丝杠的型号及参数，并提供一个参数表，以帮助读者了解和选择适合自己需求的滚珠丝杠。
二、滚珠丝杠型号及参数表以下是几种常见的滚珠丝杠型号及其参数的详细介绍：1. 滚珠丝杠型号A•直径（D）： 10mm•丝距（P）： 2mm•负载能力（C）： 500N•额定转速（N）： 3000rpm•回转精度（P0）： 0.01mm•重复定位精度（Ps）： 0.003mm•长度（L）： 200mm•推力力矩（Ma）： 10N·m•自锁力矩（Mr）： 5N·m2. 滚珠丝杠型号B•直径（D）： 16mm•丝距（P）： 4mm•负载能力（C）： 1000N•额定转速（N）： 4000rpm•回转精度（P0）： 0.02mm•重复定位精度（Ps）： 0.005mm•长度（L）： 300mm•推力力矩（Ma）： 20N·m•自锁力矩（Mr）： 10N·m3. 滚珠丝杠型号C•直径（D）： 20mm•丝距（P）： 5mm•负载能力（C）： 2000N•额定转速（N）： 5000rpm•回转精度（P0）： 0.03mm•重复定位精度（Ps）： 0.01mm•长度（L）： 400mm•推力力矩（Ma）： 30N·m•自锁力矩（Mr）： 15N·m4. 滚珠丝杠型号D•直径（D）： 25mm•丝距（P）： 6mm•负载能力（C）： 3000N•额定转速（N）： 6000rpm•回转精度（P0）： 0.04mm•重复定位精度（Ps）： 0.015mm•长度（L）： 500mm•推力力矩（Ma）： 40N·m•自锁力矩（Mr）： 20N·m5. 滚珠丝杠型号E•直径（D）： 30mm•丝距（P）： 8mm•负载能力（C）： 4000N•额定转速（N）： 7000rpm•回转精度（P0）： 0.05mm•重复定位精度（Ps）： 0.02mm•长度（L）： 600mm•推力力矩（Ma）： 50N·m•自锁力矩（Mr）： 25N·m三、选型指南选择合适的滚珠丝杠型号需要考虑如下因素：1.载荷能力：根据应用场景的负载要求，选择滚珠丝杠的负载能力。
滚珠丝杠设计说明说
滚珠丝杠设计说明说滚珠丝杠是一种常用于传递旋转运动和直线运动的机械元件，它通常由螺母、螺杆和滚珠组成。
滚珠丝杠具有高效率、高刚度、高精度、长寿命等优点，广泛应用于工程机械、航空航天、机床等领域。
1.长度选择：滚珠丝杠的长度应根据具体应用场景来确定。
较长的丝杠可以提供较大的行程，但也会增加自振频率和扭转刚度，影响系统的稳定性。
因此，在设计过程中需要综合考虑行程需求和系统稳定性。
2.直径选择：滚珠丝杠的直径决定了其负载能力，直径越大，负载能力越高。
选择直径时需要考虑负载情况和运动速度。
通常，通过计算负载系数和速度系数，可以确定滚珠丝杠的合适直径。
3.螺距选择：螺距是滚珠丝杠的重要参数，它决定了滚珠在一个螺旋周期内所传递的行程。
螺距越大，速度越快，但力矩也会增加。
在选择螺距时，需要综合考虑负载和速度要求。
4.滚珠选择：滚珠的选择直接影响滚珠丝杠的负载能力和精度。
一般来说，滚珠越大，负载能力越高，但精度可能降低；滚珠越小，精度越高，但负载能力降低。
根据具体应用要求，选择适当大小的滚珠。
5.轴承支撑方式：滚珠丝杠需要在两端通过轴承来支撑。
轴承的选择要考虑运动速度、负载和刚度等要求。
一般情况下，可以采用角接触球轴承或推力球轴承来支撑。
6.润滑方式：滚珠丝杠在工作时需要进行润滑以减小摩擦和磨损。
常见的润滑方式有油脂润滑和油润滑。
油脂润滑可以提供良好的密封性和冷却效果，适用于低速轴承；而油润滑适用于高速操作，可以提供更好的冷却和泄漏控制。
7.驱动方式：滚珠丝杠的驱动方式可以采用电动、液压或气动。
电动驱动是最常见和广泛应用的方式，它能够提供精确控制和较高的驱动效率。
液压和气动驱动方式适用于承载大负载和长行程的应用。
滚珠丝杠的设计需要根据具体应用需求来选择合适的参数和材料。
设计人员需要结合机械原理、材料力学、热力学等知识，进行系统分析和计算，确保滚珠丝杠能够满足设计要求，提供可靠的运动传递和精确的位置控制。
此外，在设计过程中还需要考虑制造成本、安装要求和维护方便等因素，并与其他机械元件进行协调和配合，以实现整体设计的一致性和优化。
滚珠丝杠材料
滚珠丝杠材料
滚珠丝杠是一种常用的传动装置，广泛应用于机床、工业机械等领域。
而滚珠
丝杠的性能和使用寿命，很大程度上取决于其所采用的材料。
本文将就滚珠丝杠材料的选择和特性进行介绍。
首先，滚珠丝杠的材料应具有较高的硬度和强度，以确保其在高速运动时不易
变形或磨损。
常见的滚珠丝杠材料包括碳素钢、合金钢和不锈钢等。
碳素钢具有良好的强度和硬度，适用于一般工业机械的传动系统；合金钢在碳素钢的基础上添加了合金元素，提高了其耐磨性和抗腐蚀性，适用于高负荷、高速度和恶劣环境下的工作条件；不锈钢则具有优良的耐腐蚀性能，适用于对环境要求较高的场合。
其次，滚珠丝杠的材料还应具有良好的表面质量和加工性能。
表面质量的好坏
直接影响到滚珠丝杠的传动效率和使用寿命，而材料的加工性能则决定了其加工难度和成本。
因此，在选择滚珠丝杠材料时，需要综合考虑其表面光洁度、硬度均匀性和加工难度等因素。
同时，还需要注意材料的热处理性能，以确保其在加工过程中不易产生变形或裂纹。
最后，滚珠丝杠的材料选择还应考虑到其成本和可供性。
不同材料的价格和供
货情况可能会有较大差异，因此需要根据实际情况进行综合考量。
在一般情况下，碳素钢是一种性价比较高的选择，而在对耐磨性和抗腐蚀性要求较高的场合，则需要考虑合金钢或不锈钢。
综上所述，滚珠丝杠材料的选择应综合考虑其硬度、强度、耐磨性、抗腐蚀性、加工性能、成本和可供性等因素。
只有在充分了解和考量这些因素的基础上，才能选择到最适合的滚珠丝杠材料，从而确保其在实际应用中能够发挥最佳的传动效果和使用寿命。
thk_滚珠丝杠全部选择过程
滚珠丝杠的外部设备 .................. A-801 支撑单元 EK、BK、FK、EF、BF和FF型 ..... A-802 ɾ结构与特长 ........................ A-802 ɾ种类 ............................. A-804 ɾ支撑单元的种类以及适用丝杠轴外径 ..... A-805 ɾ轴承型号和特性值 ................... A-806 ɾ安装例............................ A-807 ɾ安装步骤 .......................... A-808 ɾ推荐轴端形状的种类 ................. A-810 螺母座 MC型 ......................... A-812 ɾ结构与特长 ........................ A-812 ɾ种类 ............................. A-812 锁紧螺母RN型 ........................ A-813 ɾ结构与特长 ........................ A-813 ɾ种类 ............................. A-813
滚珠丝杠的设计计算
3.4 滚珠丝杠螺母副的计算和选型3.4.1 纵向进给丝杠滚珠丝杠的选型螺纹滚道型面的选择 1.单圆弧型面 2.双圆弧型面选择要求:经济易调试稳定选择方案 2双圆弧型面选择原因接触角Ъ不变双圆弧交接处尚有小空隙可容纳一些赃物这读滚珠丝杠有利而不致堵塞滚珠循环方式: 1内循环 2外循环选择方案:外循环选择原因:结构制造较易经济实用轴向间隙的调整和预紧力的选择1垫片式 2螺纹式 3齿差式选择要求: 经济可靠易拆装刚度高选择方案：双螺母垫片式预紧选择原因：结构简单可靠性好刚度高拆装方便丝杠的安装方式①计算进给率引力（N）纵向进给为三角形贴塑导轨：＝1.15×1873＋0.04（2491＋800）＝2500N式中： K－考虑颠复力矩影响的实验系数，综合导轨：K＝1.15－滑动导轨磨擦系数 0.03～0.05G－溜板及刀架重力G＝800N②计算最大动负载FF＝L＝(60×n×T)/10N=1000 /式中： -滚珠丝杠导程，初选＝6mm-最大切削力下的进给速度，可取最高进给速度的（1/2-1/3）, =1.5m/minT-使用寿命，按15000h-运动系数，取＝1.2L－寿命以转为1单位由式知：n=1000 / =(1000×1.5)/6=250r/min由式知：L=(60×N×T)=(60×250×15000)/ =255由式知：F= ×1.2×2500=18246.6N=1862kg③计算最大静负载＝×＝2×1862＝3724N＜＝69678N④滚珠丝杠螺母副的类型选用滚珠丝杠副的直径时，必须保证在一定轴向负载作用下，丝杠在回转100万转后，在它的滚道上不产生点蚀现象。
根据纵向进给丝杠的动负载来选取滚珠丝杠螺母副。
查阅文献附表A表3，可采用 3506型3.5圈一列外循环垫片调整预紧的双螺母滚珠丝杠副，其额定动载荷为19012N，额定静载荷为69678N，精度等级为3级。
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 。
滚珠丝杠材料
滚珠丝杠材料
滚珠丝杠是一种常用的转动与直运动转换装置，广泛应用于机械设备中。
滚珠丝杠的材料选择是影响其性能和使用寿命的重要因素之一。
滚珠丝杠一般采用的材料有以下几种：
1. 铬钢：滚珠丝杠的内外滚道通常采用铬钢制造，这是因为铬钢具有高硬度、高强度和较好的磨损性能。
铬钢的硬度可以达到HRC60-65，滚珠与滚道之间的接触面可以保持良好的强度
和硬度，从而减少磨损，提高滚珠丝杠的使用寿命。
2. 不锈钢：对于一些特殊环境和特定的需求，滚珠丝杠还可采用不锈钢材料制造。
不锈钢具有良好的耐腐蚀性能，适用于湿润、腐蚀性较强的环境中使用。
不锈钢滚珠丝杠对于某些行业，如食品加工、医疗设备等有着重要的应用价值。
3. 钛合金：钛合金是一种轻量、高强度、耐腐蚀的金属材料，适用于需要降低重量和提高耐腐蚀性能的场合。
钛合金滚珠丝杠丝杆可以减轻机械设备的重量，提高运行效率，同时能够在强酸、强碱等腐蚀环境中保持较好的稳定性，延长使用寿命。
4. 面硬化材料：为了进一步提高滚珠丝杠的使用寿命，滚道表面可以采用一些特殊的硬化材料进行处理，如渗碳淬火、高频淬火等技术。
这些表面硬化材料能够提高滚珠与滚道之间的硬度和耐磨性，减少磨损，从而延长滚珠丝杠的使用寿命。
综上所述，滚珠丝杠的材料选择需要根据实际的使用环境和要
求来确定，常用的材料包括铬钢、不锈钢、钛合金等。
为了提高滚珠丝杠的使用寿命，还可以采用一些特殊的硬化材料进行处理。
不同材料的滚珠丝杠在不同的应用场合中具有各自的优势，需要根据具体情况进行选择。
滚珠丝杆的选型
1.选择型号：BSS; 3.选择精度等级：C7;
2.选择丝杆外径：15； 4.选择螺距：10
misumi参考范例： misumi参考范例： (2).尺寸确认 (2).尺寸确认
misumi参考范例： misumi参考范例： (3).追加工确认 (3).追加工确认
2.滚珠丝杆在做Z轴（垂直运动）时如何选型？ （1）设定螺距
三. 滚珠丝杆的使用范例
滚珠丝杠的特点：
1、与滑动丝杠副相比驱动力矩为1/3 由于滚珠丝杠副的丝杠轴与丝母之间有很多滚珠在做滚动运动,所以能得到较高的运动效率。与过去的滑动 丝杠副相比驱动力矩达到1/3以下,即达到同样运动结果所需的动力为使用滚动丝杠副的1/3。在省电方面很 有帮助。 2、高精度的保证 滚珠丝杠副是用日本制造的世界最高水平的机械设备连贯生产出来的，特别是在研削、组装、检查各工序 的工厂环境方面,对温度·湿度进行了严格的控制,由于完善的品质管理体制使精度得以充分保证。 3、微进给可能 滚珠丝杠副由于是利用滚珠运动,所以启动力矩极小,不会出现滑动运动那样的爬行现象,能保证实现精确的 微进给。 4、无侧隙、刚性高 滚珠丝杠副可以加予压,由于予压力可使轴向间隙达到负值,进而得到较高的刚性(滚珠丝杠内通过给滚珠加 予压力,在实际用于机械装置等时,由于滚珠的斥力可使丝母部的刚性增强)。 5、高速进给可能 滚珠丝杠由于运动效率高、发热小、所以可实现高速进给(运动)。 ◎精度公差:P5 .P7 --
1.滚珠丝杆在做X轴（水平运动）时如何选型？ （1）设定螺距
1.设定螺距(L)
根据马达的最大转速与快速进给速度
1.设定螺距(L) 根据马达的最大转速与快速进给速度
（2）螺帽的选择：
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
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 。
滚珠丝杠的选用与校核
参考内容
滚珠丝杠副作为一种重要的传动元件，在现代化机械设备中发挥着至关重要 的作用。它具有高精度、高刚度、长寿命等特点，被广泛应用于各种高精度机床、 机器人、电子设备等场合。本次演示将介绍滚珠丝杠副的选型计算与应用技巧， 以期帮助读者更好地理解和应用这一重要传动元件。
一、滚珠丝杠副的选型计算
选型计算是滚珠丝杠副应用中的重要环节，需要根据实际应用场景和设备需 求进行选择。以下主要从直径、转速、载荷和工作环境等方面介绍选型计算的方 法。
珠丝杠副的应用知识，提高设备的综合性能和可靠性。
参考内容二
随着制造业的不断发展，数控机床已成为现代生产过程中不可缺少的重要设 备。而在数控机床中，滚珠丝杠副作为关键的传动部件，直接影响着机床的性能 和加工精度。因此，如何合理选择与计算滚珠丝杠副，成为了一个值得探讨的话 题。
一、滚珠丝杠副的原理与特点
在数控机床中，滚珠丝杠副的计算主要包括以下方面：
1、选型计算：根据机床的负载和行程需求，计算滚珠丝杠副的直径、长度、 精度等级等参数。
2、静力学计算：根据机床的工作状况，计算滚珠丝杠副的静力学性能，如 最大弯曲应力、最大剪切应力等，以确保其具有足够的强度和刚度。
3、动力学计算：根据机床的转速和负载情况，计算滚珠丝杠副的动力学性 能，如最大接触应力和最大转速等，以确保其具有稳定的运行性能。
4、热力学计算：根据机床的工作温度和环境条件，计算滚珠丝杠副的热力 学性能，如热膨胀系数和热容量等，以确保其具有较长的使用寿命。
感谢观看
失败案例：某电子设备在设计中，为了追求低成本，选择了直径较小的滚珠 丝杠副来控制设备运动。在使用过程中，丝杠副因负载过大而损坏，导致设备故 障。虽然厂家提供了售后服务，但因维修成本高且耗时长，给客户带来了较大损 失。
滚珠丝杠的精度等级和导程如何选择
在滚珠丝杠的世界里，精度等级与导程的选择犹如一场精心编排的舞蹈，既需要严谨的技术支持，又要融入艺术的灵动。
作为一名拥有三十年经验的工程师，我常常被这个领域的复杂性与美感所吸引。
让我们一起踏上这段探索之旅，深入了解如何在滚珠丝杠的设计中选择合适的精度等级与导程。
走进滚珠丝杠的世界想象一下，一个高精度的数控机床正在运转，金属切屑飞舞，机器的每一个动作都如同乐曲中的音符，精准而富有节奏。
这个过程中，滚珠丝杠扮演着至关重要的角色。
它不仅负责传递动力，更是实现运动精度的关键所在。
选择合适的精度等级与导程，犹如为这场舞蹈挑选合适的舞伴，二者之间的默契将直接影响到最终的表现。
精度等级的选择在选择滚珠丝杠的精度等级时，首先要考虑的是应用场景。
不同的工业需求对精度的要求各不相同。
例如，在航空航天领域，微米级的精度是必不可少的，而在一些普通的机械加工中，较低的精度等级可能就足够了。
这里的关键在于理解“精度”这一概念，它不仅仅是一个数字，更是对产品性能的全面评估。
在我多年的工作中，曾遇到过一个客户，他们需要一台高精度的激光切割机。
经过详细的需求分析，我们决定选择C5级的滚珠丝杠。
这一选择不仅满足了他们对切割精度的要求，还有效降低了生产成本。
这样的案例屡见不鲜，精度等级的选择往往需要在性能与成本之间找到一个平衡点。
导程的考量导程的选择同样重要。
它直接影响到设备的移动速度与定位精度。
导程越大，单位时间内的移动距离越长，但相应的定位精度可能会下降。
因此，在选择导程时，必须考虑到设备的工作性质与使用频率。
在一次项目中，我们为一家自动化生产线设计了thkguide滚珠丝杠系统。
经过讨论，我们决定采用5mm的导程。
这一选择使得设备在保持较高速度的同时，依然能够保证足够的定位精度。
这样的设计不仅提升了生产效率，也为客户带来了可观的经济效益。
结合实际案例的深入分析在实际应用中，精度等级与导程的选择往往是一个动态的过程。
以一台高端数控铣床为例，其设计初期，我们需要对市场需求进行深入调研。
滚珠丝杠选型方法
■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。
C3 代表移动量
误差
12 13 15 16
精度等级
变动
C5 代表移动量
误差
8
23
10
25
10
27
12
30
变动
18 20 20 23
t
630
800
18
13
35
25
-
800
1000
21
15
40
27
1000
1250
24
16
46
30
1250
1600
29
18
54
35
ep
■表2.定位用(C系列)相对于位移300mm的变动(V300)和螺距周期性误差(V2π)的标准值 单位: Om
12
5
10
0.20以下
32
32
0.15以下
8
2
标准型螺帽 精度等级C7
BSSE
15
10
5
0.030以下
10
10
2
0.05以下
20
12
4
5
紧凑型螺帽 精度等级C10
BSSC
15
5
10
0.10以下
20
10
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。
1mm导程滚珠丝杠 -回复
1mm导程滚珠丝杠-回复什么是1mm导程滚珠丝杠？如何选择适合的1mm导程滚珠丝杠？它在哪些领域有哪些应用？这些问题都将在本文中一一回答。
首先，什么是1mm导程滚珠丝杠？导程是指在一圈螺母被驱动时，螺纹杆前进的距离。
1mm导程滚珠丝杠意味着每转动一圈，螺纹杆将前进1mm的距离。
这种类型的滚珠丝杠通常由滚珠与螺纹杆之间的滚珠循环运动来实现。
滚珠丝杠具有传动效率高、精度高、寿命长等优点，因此在许多应用中得到广泛使用。
那么如何选择适合的1mm导程滚珠丝杠呢？要选择合适的1mm导程滚珠丝杠，需要考虑以下几个方面：1. 负载能力：滚珠丝杠的负载能力决定了其能够承受的最大负荷。
根据工作环境和应用要求，选择具有足够负载能力的1mm导程滚珠丝杠非常重要。
2. 速度要求：滚珠丝杠的速度取决于其工作转速和导程。
根据应用的速度要求，选择适当的1mm导程滚珠丝杠可以确保工作效率和精度。
3. 精度要求：滚珠丝杠的精度直接影响到机器的定位准确性。
根据应用的精度要求，选择具有适当精度的1mm导程滚珠丝杠非常重要。
4. 预紧力：预紧力是指滚珠丝杠中螺纹杆和滚珠之间的接触间隙的压力。
适当的预紧力可以提高滚珠丝杠的刚性和负载能力。
除了以上几个方面的考虑，还需要根据具体应用的要求，选择适当的滑动方式和润滑方式，以提高滚珠丝杠的性能和寿命。
那么1mm导程滚珠丝杠在哪些领域有应用呢？由于其高精度、高刚性和高负载能力，1mm导程滚珠丝杠在许多领域得到了广泛应用。
1. 机床行业：1mm导程滚珠丝杠被广泛应用于数控车床、数控铣床、数控磨床等机床设备的进给系统和定位系统中。
2. 自动化设备：1mm导程滚珠丝杠被广泛应用于机器人、自动化生产线等自动化设备中，用于实现定位、运动控制等功能。
3. 医疗设备：1mm导程滚珠丝杠被应用于医疗设备中，如手术机器人、X射线设备等，用于实现高精度运动和定位。
4. 光电设备：1mm导程滚珠丝杠被应用于光电设备中，如激光切割机、光学仪器等，用于实现高精度的运动和定位。
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日本THK公司
型号：MTF 06 01 + 70L C10 T
导程精度的选择：
因考虑到成本及本机构对精度要求不高，滚珠丝杠的精度选择C10（运行距离误差：±0.21mm/300mm）;
注射器的线容量：0.3ml/42mm
42mm的误差：42mm×0.21mm/300mm=0.0294mm
注射药物量误差：0.0294mm×0.3ml/42mm=2.1×10-4ml
此误差可以接受，故C10的精度可满足设计要求。
此精度要求低廉的轧制滚珠丝杠即可满足，故选择精度为C10的轧制滚珠丝杠。
导程的选择
据试验，42mm，0.3ml的注射器注射0.3ml的合适时间约为15-18s，取15s计算，则最高速度为42mm/15s=2.8mm/s;
选用直流电机的输出转速444min-1，滚珠丝杠的导程
2.8×60/444=0.378mm
考虑到此滚珠丝杠导程过小，查系列可发现MTF型微型型号的丝杠导程为1mm-2mm，去较小的1mm，因为轧制滚珠丝杠的轴径与导程的标准组合中2mm导程的标准组合丝杠轴外径是最小是8mm，考虑到重量，选择导程1mm，丝杠轴外径6mm。
以此推出电机的输出转速2.8×60/1=168 min-1.
故此方案选择滚珠丝杆导程为1mm的MTF型微型丝杠。
丝杠轴的选择
轴径：6mm；
轴长：根据注射器的推程42mm，定行程长度为45mm，MTF型螺母长21mm
丝杆轴支撑方法的选择
本设计应用中最高速度只有0.28mm/s,速度较低，精度要求也不高，轴向长度也较短，故比较适合应用“固定-自由”的丝杆轴的支撑方法。
因此,在此例中滚珠丝杠的支撑方法选择固定-自由的方式。
容许轴向负载讨论
丝杠轴的搓曲载荷：
滚珠丝杠在轴向上被施加最大压缩负荷时,应选择不发生挫曲的丝杠轴。
利用公式（1）：
P=η1π2E.L/ la2=η2d14104/la （1）
=1.3×5.34×104/（45+21）=155418.5N
P1 ∶挫曲载荷(N)
la ∶安装间距(mm)
E ∶杨氏模数(2.06 105N/mm2)
I ∶丝杠轴的最小断面二次矩(mm4)
d1 丝杠轴螺纹小径（mm）
η1, η2＝与安装方法相关的系数
固定—自由η1＝0.25 η2＝1.3
固定—支撑η1＝2 η2＝10
固定—固定η1＝4 η2＝20
丝杠轴的容许拉伸压缩载荷：
对滚珠丝杠施加轴向负荷时,有必要对于挫曲载荷以及丝杠轴的屈服应力容许拉伸压缩负荷进行探讨。
容许拉伸压缩负载可由公式（2）：
P2=σπd12=116d12 （2）
=116×5.32=3258.44N
P2 ∶容许拉伸压缩负荷(N)
σ∶容许拉伸压缩应力(147MPa)
d1∶丝杠轴螺纹小径(mm)
…
予压是预先在其内部施加一个压力，使得滚动体与沟道间为负间隙。
是通过采用稍稍加大的钢球，使螺母和丝杠轴沟道内的间隙消除。
施加予压旨在消除丝杠空转，以及减少滚动体由于受到外部负荷情况下，轴向弹性形变所造成的误差（加强整体刚性）。