HJG-S系列滚珠丝杠副的特点
1、HJG-S以欧美及日本等国家常用的结构为基础，发展成自己特有的系列。结构先进，性能良好，与老结构相比，轴向、径向尺寸都有明显的缩小。
2、HJG-S系列由内、外循环十一种不同结构形式组成，给顾客提供很大的选择空间。
3、HJG-S传动效率高，各种不同结构的滚珠丝杠副其机械效率可达90-95％，比梯形丝杠传动效率高3倍左右，如图
4、HJG-S精密滚珠丝杠副均经过精密磨削，精密装配和严格检测，因此可保证很好的运动精度和重复定位精度。
5、HJG-S系列中有增大钢球型、垫片型和变位螺距型消除间隙的预加负荷的方法，特别是采用“变位螺距型”实现了对整体螺母进行预加负荷，增加了滚珠丝杠副的刚度。
6、HJG-S结构先进，加工设备精良，工艺可靠，具有良好的抗振性，因此有较好的极限转速和承载能力。
7、HJG-S系列在润滑与防尘等辅助装置方面，均为用户作了周密的考虑。
8、HJG-S系列已配齐了为生产整个系列所需的全套工装和测试手段，因此，质量优良，价格公道，交货迅速，服务周到。
9、HJG-S可承接特殊结构及非标准滚珠丝杠副的加工，并可代客设计。
HJG-S 系列滚珠丝杠副系列的组成
1、回珠元件形式
在HJG-S系列中，C---外循环导管式（如图2）；N---内循环反向器式（如图3）。
2、预如负荷形式
在HJG-S系列中，B---变位螺距预加荷式；D---垫片预加负荷式；Z---增大钢球预加负荷式。
3、外形结构特征
在HFG-S系列中，Y---圆柱形；F---法兰形；FY---双螺母法兰、圆柱形；V---微形；FDL---大导程形。
4、HJG-S系列的结构组成形式(见下表)
上表列出了HJG-S系列中各类结构的代号及示意图，其具体尺寸及性能参数参阅“HJG-S系列滚珠丝杠副尺寸规格表。
5、HJG-S代号含义及实例
表示法兰凸出导管式，变位螺距预紧，公称直径Φ50mm,导程为6mm，螺母上的负荷滚珠总圈为5圈，精度2级，左旋螺纹，右旋可以不标注。
HJG-S 系列精密滚珠丝杠副各种结构介绍及选用意见
1、N型"采用欧、美及日本最常见的腰形式反向器，是目前最常见的结构，定位可靠性高，具有较高的
搞振性，其轴向尺寸紧凑，其螺母安装外圆与C1形径向尺寸相同，较C2型小，且安装滚珠螺母的螺
母座不需开缺口，因此，被广泛用于螺母径向尺寸小，且螺母座不需要开缺口的场合。
2、C1型：是目前常见的结构，特别是FC1B具有滚珠螺母的径向尺寸小，轴向尺寸短，系统刚性高等
优点，普通应用于中等载荷场合。C1型在安装螺母座上，需要开一个小缺口，以让开导管的位置，开
口大小的具体尺寸可查阅"HJG-S滚珠丝杠副尺寸规格表"中"X"，"Y"尺寸。因此，称之为外循环凸出
式。
3.C2型：也是目前常见的结构，与C1型的氏区别仅在于导管高度不超过螺母安装外圆，因此，安装
滚珠丝杠螺母的螺母座不需要开缺口，但是螺母安装外圆径向尺寸较C1大，适合于螺母径向尺寸较大
的场合，所以，称之为外循环内包式。
4、V型：当滚珠丝杠副的公称直径≤直径16时，称之为微型滚珠丝杠，HJG-S系列微型滚珠丝杠采
用先进的结构，质量可靠，性能优良。
5、FDL型：HJG-S系列大导程滚珠丝杠副适合于各种快速场合，传动效率高，能耗低。
6、HJG-S为顾客提供重型滚珠丝杠副和非标滚珠丝杠副，欢迎与HJG-S联系。
HJG-S系列滚珠丝杠副的精度
HJG-S系列滚珠丝杠副依据国标GB／T17587、3--1998，分为定位滚珠丝杠副(P)和传动滚珠丝杠
副(T)两大类，精度等级共分七个等级，即1、2、3、4、5、7、10级，1级精度最高，依次降低，滚
珠丝杠副的精度指标为：
2π行程内允许的行程变动量V2πp，300mm行程内允许的行程变动量V300p，有效行程内允许的行
程变动量Vup，目标行程公差ep，有效行程Lu内行程补偿值C。
1、行程偏差和行程变动量曲线示意图如下：
2、任意300行程内行程变动量V300p和2π弧度内行程变动量V2πp，如下表：
3、有效行程内的目标行程公差ep和行程变动量Vup，如下表：
HJG-S 系列滚珠丝杠副的主要性能选择
1、轴向载荷、寿命
（1）、额定动载荷Ca
一批相同的滚珠丝杠副，在轴向载荷Fa的作用F以较高的速度运转106转，其90%的滚珠丝杠副不产生疲劳剥伤，此时的轴向载荷Fa称为该规格的额定动载荷（Ca），此值可在HJG－S具体尺寸规格表中查得。
（2）额定静载荷Cao
Cao系指滚珠丝杠副在静止（或转速较低）状态下，承受最大接触应力的滚珠和滚道接触面的塑性变形量之和为钢球直径的万分之一时的轴向载荷，此值可在HJG－S具体尺寸规格表中查得。
（3）回转寿命L
式中：L---回转寿命；Ca---额定动载荷(N)；Fa---轴向载荷(N);fw---载荷系数。
无冲击载荷平滑运动时 fw=1.0-1.2
普通运动时fw=1.2-1.5
冲击振动时 fw＝1.5-2.5
(4)时间寿命Lh
式中：Lh---时间寿命；L---回转寿命；n---转速（转/分）。
2、按预期工作时间确定预期额定动载荷Cam
式中：L---预期工作时间(小时)见表a; fa---精度系数见表b; fc---可靠性系数一般fc=1; fw---负荷系数见表c.
n m---当量转速(转/分)
Fm表示当量载荷(N)
表a 各类机械预期工作时间Lh(小时)
表b
表c
3、滚珠丝杠副的预加负荷
(1)、滚珠丝杠、螺母间的预加负荷Fp
为了消除轴向间隙，增加滚珠丝杠副的刚性和定位精度，在丝杠螺母间加以预加负荷Fp。过大的Fp值将引起滚珠丝杠副寿命下降及磨擦力矩增大，而Fp过小，会出现轴向间隙，影响定位精度，因此在一般情况下：
取
式中;Fp---预加载荷(N)；Fm---当量载荷(N); 当轴向载荷不能确定时取
(2)、对预拉伸滚珠丝杠副的行程补偿值C和预拉伸力Fpl为补偿因工作温度升高而引起的丝杠伸长，保证滚珠丝杠在正常使用时的定位精度和滚珠丝杠的系统刚度要
求较高的高精度精密滚珠丝杠副，其丝杠轴需进行预加负荷拉伸。一般用下列方法实现。
1 ）、滚珠丝杠轴在制造时，可提出目标行程的行程补偿值C
C=a. △t.Lu=11.8 △tLu. 10-3
式中：C ---- 行程补尝值（um ）；△t ---- 温度变化值。一般取2 ℃—3℃；Lu----滚珠丝杠副的有效行程（mm）;
a----丝杠的线膨胀系数11.8× 10-6/度
2）、滚珠丝杠副安装时丝杠的拉伸力Fpl
式中：Fpl----预拉伸力（N）；△t ----滚珠丝杠的温升，一般为2-3；d2----滚珠丝杠螺纹底径（mm）；E----杨氏弹性模量2.1x105 (N/mm2) △Lt-全长总修正量，△Lt=a·Ls·△t(mm) Ls-丝杠在两支承间的距离（mm)
4、滚珠丝杠副的极限转速与允许转速
滚珠丝杠副的极限转速主要是指滚珠丝杠副在高速运转时，避免产生共振现象，使滚珠丝杠副正常运转。
式中：n c----极限转速（转速/分）；K----安全系数，一般取0.8；Lb----安装间距；
式中:A----丝杠横截面积；d2----滚珠丝杠螺纹底径；
式中：I----丝杠最小截面惯性距；E----杨氏弹性模量2.1x105N/mm2；
γ----材料密度钢的密度为
f ·λ表示与支承形式多样有关的系数
固定----自由λ=1.875 f=3.4
支持----支持λ=3.142 f=9.7
固定----支持λ=33927 f=15.1
固定----固定λ=4.703 f=21.9
滚珠丝杠副的允许转速从滚珠丝杠副的极限转速和Dn值中求得：Dn max≤70000
式中：D----滚珠丝杠的公称直径（mm）；n max----滚珠丝杠副的允许转速（转/分）。
5．电机选择：
（1）、外部载荷所产生的摩擦力距Tp
式中：Tp----外部载荷所产生的扭力矩（N.M）；Fa----轴向载荷（N）；
Fa=F+μw；F----切削力（N）；W----工作台总量+工件重量（N）；N----摩擦系数（滑动或滚动）；L----导程（m）；η----效率（0.85-0.9）。
2)、预紧力产生的摩擦力矩
式中：TD---预紧力产生的磨擦力矩(N.m) ; Fp---预紧力(N)；I---导程(m)；η---预紧滚珠丝杠副的效率(0.85-0.9)
(3)、支承轴承产生的摩擦力矩；查阅轴承样本Tb
(4)、加速度产生的负荷扭矩Tj
当电机转速从n1升至n2时；
当电机从静止升至n max时：
式中：j---加在电机上的惯性矩；n---电机转速(转/分)；nmax---电机最高转速(转/分)；ta---加速时间(秒)
(5)、电机总扭矩
Tm=Tp+TD+Tj+Tb
通常将Tp+TD限制在电机输出功率的10-30%左右，尤其是选用小电机时更要注意
(6)、进给系统的刚度K计算：
式中：K---进给系统的轴向刚性(N/μm);K1---滚珠丝杠的轴向刚性(N/μm);K2---螺母的轴向刚性(N/μm)；
K3---支承轴承的轴向刚性(N/μm)；K4---螺母座、轴承座的轴向刚性(N/μm)；
HJG-S 系列滚珠丝杠副的主要性能选择
HJG-S系列具体规格尺寸表-FYND内循环双螺母式
HJG-S系列具体规格尺寸表-FC1、FC1（Z）B外循环单螺母凸出式
HJG-S 系列具体规格尺寸表-FC2、 FC2（Z）FC2B外循环单螺母凸出式
HJG-S 系列具体规格尺寸表-FYC2D 外循环双螺母内包式
HJG-S 系列具体规格尺寸表-FDL大导程滚珠丝杠副
HJG-S 滚珠丝杠副的防尘与润滑
为防止灰尘、污物、铁屑等杂物进入丝杠螺母内，在丝杠轴上应安装防护装置，如螺旋式弹簧保护套，折叠式保护套等，避免丝杠损坏，HJG-S已在螺母两端安装防尘圈。
为保证滚珠丝杠副的正常工作，延长使用寿命，对滚珠丝杠副必须考虑充分润滑，HJG-S已在螺母法兰外圆上考虑了润滑油孔，供顾客使用。对于中载，中速滚珠丝杠副，可采用锂基润滑脂，20号、30号机油润滑。对于重载高速滚珠丝杠副，可采用NBU15高速润滑油，90号、180号透平油。对于温升要求较严的场合，可采用喷雾润滑和循环润滑。对于高温，高寒使用的滚珠丝杠副，可采用高温、高寒润滑脂或润滑油，以保证滚珠丝杠副在特殊情况下的正常使用。
HJG-S 滚珠丝杠副的使用注意事项
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=0.01，得 Fa=0.01*1000*9.8=98N； Ta=（Fa*I）/（2*3.14*n1），设n1=0.94，得Ta=98*5/5.9032≈83kgf.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： T1：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：导向件综合摩擦系数，m：移动物体重量(工作台+工件)kg，g:9.8 】；：丝杠导程mm；：进给丝杠的正效率。 J:【J=Jm+Jg1+(N1/N2)】 若采用普通感应电机，功率根据以下公式计算：
滚珠丝杠基础知识(上)滚珠丝杠由螺杆、螺母和滚珠组成。它的功能是将旋转运动转化成直线运动，这是滚珠螺丝的进一步延伸和发展，这项发展的重要意义就是将轴承从滚动动作变成滑动动作。由于具有很小的摩擦阻力，滚珠丝杠被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。 滚珠丝杠是工具机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覆作用力，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。滚珠丝杠的特点： 1、与滑动丝杠副相比驱动力矩为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。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)。 1滚珠丝杠公称直径与公称导程组合、制造范围3滚珠丝杠副的结构类型、编号方法5滚珠丝杠副的精度5.1精密等级根据使用范围及要求将滚珠丝杠副分为定位滚珠丝杠幅(P)传动滚珠丝杠副(T)，精度分为七个等级，即 1、2、 3、4、
研究意义： 行星滚柱丝杠作为一种新型的传动装置，具有摩擦小、效率高、寿命长、体积小、承载能力强等特点，被广泛的应用于精密仪器、数控机床、武器装备、工业机器人、医疗器械的制造和航空航天等领域。 性能优势： 滚柱丝杠与滚珠丝杠的传动原理类似，但是用螺纹滚柱代替了滚珠丝杠中的滚珠作为丝杠和螺母之间的传动体，增加了接触点的数量，所以比滚珠丝杠具有更优越的性能。 行星滚柱丝杠的中心丝杠与螺母分别与滚柱啮合，在滚柱与丝杠和螺母螺旋升角相同的情况下，传动过程中没有相对滑动，与滚柱丝杠副一样，各部件之间的摩擦都为滚动摩擦，将大大减小传动摩擦阻力，传动效率将得到很大提高，传动部件经过表面工艺处理后，滚动摩擦产生的磨损极小，因此将大大提高使用寿命。（滚动摩擦的优点、与滚珠丝杠共有） 滚柱丝杠副较滚珠丝杠副有更多的接触点，可以提供更高的额定动载和静载，并且接触点的增多将大幅提高刚度和抗冲击能力。在相同载荷条件下，滚柱丝杠相对于滚珠丝杠占用更小的空间，并且使用寿命延长了10倍以上。（多接触点的优点） 滚柱丝杠副的螺纹滚柱两端通过齿轮啮合，这可以保证滚柱与丝杠和螺母间啮合传动的同步性，避免个别滚柱打滑造成干涉。这种滚柱周向相对固定的结构使得滚柱丝杠相对滚珠丝杠可以提供更大的速度和加速度。（滚柱周向相对固定优点） 由于滚柱丝杠用螺纹滚柱代替了滚柱，克服了滚珠直径对传动机构的限制。由于没有了滚柱直径的限制，滚柱丝杠可以采用比滚珠丝杠更小的导程，实现在小导程下的高速传动，振动小，噪音低。丝杠是小导程角的非圆弧螺纹，有利于提高导程精度，实现精密微进给，提高传动精度。（小导程的优点） 应用前景： 行星滚柱丝杠以上诸多优点给其带来了广阔的应用前景。滚柱丝杠具有较高承载能力和较快速度，除了可以代替梯形丝杠，滚珠丝杠外，在一定情况下可以代替气缸和液压缸的作用。其配置简单，不需要诸如阀门、泵、过滤器、传感器
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 = 1200mm n = 1200mm 固定端轴承到螺母间距离 L k 设计后丝杠总长 = 1600mm 最大行程 = 1200mm = 14（m/min） 工作台最高移动速度 V man = 24000工作小时。 寿命定为 L h μ= 0.1 （摩擦系数） = 1800 （r/min） 电机最高转速 n max 定位精度： 最大行程内行程误差 = 0.035mm 300mm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
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 。 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 =L 1-2L e L 1=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。
4594412541049134410841525123211811512 1496 199515692006-3 3.969526 1788162111782010-3 3.9696810192513302505-3 3.175 47 5 193625983206-4 3.9695877.5 6421732035006-4 3.9696213.513.513.5 15667845933123136700 1623089571794575472126810168 23611 377558774834783521424342287753185399 100741704258122502772288136951924 340320461144
11441049199515122581170436952881340319247835 48344342214210074539912313593316230670017945895721268754723611 10168
4645 8751056 10131056 9441254 10491144 13441525 10841232 15121995 11782046 17042581 28813695 19243403 25984217 48347835 21424342 539910074 593312313 670016230 895717945 754721268 1016823611 17.5 23130 17.5 23 92 13017.5
10491144 15121995 17042581 28813695 19243403 48347835 21424342 539910074 593312313 670016230 895717945 754721268 1016823611 23 23 17.5 17.5
滚珠丝杠基础知识 1 滚珠丝杠公称直径与公称导程组合、制造范围 [img]https://www.doczj.com/doc/4518637896.html,/hydt/pic/4.18a1.jpg[/img] 3 滚珠丝杠副的结构类型、编号方法 [img]https://www.doczj.com/doc/4518637896.html,/hydt/pic/4.18b1.jpg[/img] 5 滚珠丝杠副的精度 5.1 精密等级 根据使用范围及要求将滚珠丝杠副分为定位滚珠丝杠幅(P)传动滚珠丝杠副(T)，精度分为七个等级，即1、2、3、4、5、6、7、10级，1级精度最高，依次降低。 [img]https://www.doczj.com/doc/4518637896.html,/hydt/pic/4.18c1.jpg[/img] 5.2行程偏差和行程变动量 根据滚珠丝杠副类型按下表检验 [img]https://www.doczj.com/doc/4518637896.html,/hydt/pic/4.18d1.jpg[/img] 5.2.1 有效行程内的行程偏差ep与行程变动量VUP: 有效行程是有精度要求的行程长度LU
Lu=Lx+2La+LnLa安全行程La=(1-2)ph Lx机械最大行程Ln螺母的长度ph 公称导程 E1-E2按国家标准GB/T17857.3-1998，―滚珠丝杠副的验收条件和验收检验‖。见附表1。 5.2.2 300mm行程内与2π弧度行程内行程变动量V300P与V2 π p E3-E4按国家标准GB/T17857.3-1998，―滚珠丝杠副的验收条件和验收检验‖。见附表1续。 5.2.3 余程Le 余程是没有精度要求的行程长度。 余程表6 [img]https://www.doczj.com/doc/4518637896.html,/hydt/pic/4.18e1.jpg[/img] 6 行程补偿值C 6.1 滚珠丝杠的热变形将导致长度、定位精度变化，热变形可由下式给出： δt=α*△t*Lu (公式1) α-热膨胀系数(12.0*10-6) △t -温升(一般取2-4℃)
理论上应该先选丝杠再选电机的，既然电机已经选完了，那就大致按以下步骤选丝杠吧： 1---以负载确定直径。电机性能参数中有输出扭矩，如果还带减速器也要算进去（考虑效率），计算一下实际工况中需要多大推力，滚珠丝杠样本（跟厂家要）有负载参数（即推力参数，一般标示为动负荷和静负荷，看前者即可），选择滚珠丝杠的公称直径。 2---以直线速度和旋转速度确定滚珠丝杠导程。电机确定了就知道输出转速，考虑一下你需要的最大直线速度，把电机转速（如果带减速器再除以减速比）乘以丝杠导程的值就是直线速度，该值大于需要值即可。 3---以实际需要确定确定滚珠丝杠长度（总长=工作行程+螺母长度+安全余量+安装长度+连接长度+余量。如果增加了防护，比如护套，需要把护套的伸缩比值（一般是1：8，即护套的最大伸长量除以8）考虑进去。 4---以实际需要确定滚珠丝杠精度。一般机械选C7以下即可，数控机床类选C5的比较多（对应国内标准一般是P5~P4和P4~P3级，具体参看样本）。 5---以安装条件和尺寸结构等确定滚珠丝杠螺母形式（螺母有很多结构，不同的螺母结构尺寸略有不同，视情况选择，建议不要选太特殊的，万一出点毛病维修换件无门）。 6---询问所选产品厂家的价格、付款条件和交货时间。这一点设计人员不要以为就是采购的事，事实上很多厂家（进口国产一个样）的产品样本上有的型号它根本就不生产或者不接小额订单，印上去大概是为了显示我是大厂，无所不能造。别等你选完了出完图了其他件按这个型号开始做配件了去购买的时候人家告诉你这个型号交货期需要3、4个月就完蛋了。 7---选择确定安装方式（端部）。这个安装件可以自己设计，也可以买现成的，有标准安装座可选。自己设计注意受力状态，轴承最好选择7000或3000系列的，因为丝杠工作时主要受轴向力，径向受力要尽力避免。 8---考虑导向件和安装能力。推荐和滚珠丝杠配套的导向件选择滚珠直线导轨，当然直线轴和直线轴承的搭配是相对经济的选择。 9---根据以上已确定条件绘出滚珠丝杠图纸（主要是端部安装尺寸，这个要详细，要提供形位尺寸和公差）。 DN值：D：滚珠丝杠副的公称直径，也为滚珠中心处的直径（mm）; N：滚珠丝杠副的极限转速（rpm） DN值得限制不是直径越小则转速越高，因为首先确定的进给速度，当通过进给速度计算的丝杠转速太高可通过增加导程以降低转速，来满足DN值要求， 滚珠丝杠规格型号选型 1、确定定位精度 2、通过马达及对速度的要求来确定丝杠导程 3、查看螺母尺寸确定行程及相关丝杠轴端数据 4、通过负载及速度分布（加减速）来确定平均轴向力和转速 5、通过平均轴向力确定预压力 6、预期寿命，轴向负荷，转速确定动额定负荷 7、基本动额定负荷，导程，临界转速，DmN值限制确定丝杠外径及螺母形式 8、外径，螺母，预压，负荷确定刚性（机台设计） 9、环境温度，螺母总长确定热变及累积导程 10、丝杠刚性，热变位确定预拉力 11、机床最高速度，温升时间，丝杠规格确定马达驱动扭矩及规格
一．载荷计算 行星滚柱丝杠在实际使用中, 很多情况下丝杠的速度及所承受的轴向载荷都是变化的。为计算当量动载荷, 首先须计算出丝杠所受的平均载荷。 当速度不变时, 所受载荷也是固定不变的，而当速度改变时, 载荷也随之而变。此时作用在丝杠上的平均载荷可由下式计算： 若速度及载荷方向不变, 而载荷大小在其最大值及最小值之间变化, 此时平均载荷可由下式计算： 从而可计算出当量动载荷： 根据计算出的当量动载荷, 就可以选取合适的丝杠。此外, 还应进行静载荷计算。
二．驱动力矩 丝杠加速时所需总的驱动力矩可由下式计算： 行星滚柱丝杠的效率取决于其工作条件： 它在任何条件下都不会自锁, 丝杠和螺母都可以作为主动件，因此,其效率有正效率，将旋转运动变为直线运动，和逆效率 直线运动，变为旋转运动, 其计算公式如下： 三．临界速度
行星滚柱丝杠的临界转速由下式计算： 高速切削技术在我国尚处于起步阶段, 行星滚柱丝杠作为一种新型的高效丝杠将会逐步得到实际应用。 . ------- 【一种新型的高速进给传动机构--行星滚柱丝杠】
滚柱丝杠副具有较大接触半径的滚动体(图1, R 可看作为等效滚珠半径) , 这样在导程小到只有1 或2mm 时仍可获得很高的承载能力(约为滚珠丝杠副的20 倍) ,并且强度高, 可靠性好。 此外, 和滚珠丝杠副相比, 行星式滚柱丝杠副还具有寿命长、振动小、噪声低、螺母和螺杆易分离等优点 行星式滚柱丝杠副的工作原理是螺杆转动, 推动滚柱沿螺杆和螺母组成的滚道作行星式运动。当将螺杆、滚柱和螺母的接触半径及头数控制到一定的数值时, 螺母与滚柱在轴向近似无相对运动, 螺母与滚柱同步地沿螺杆的轴线运动。 滚柱与螺杆及螺母的接触为点接触, 滚柱两端有外齿轮; 内齿环4 安装于螺母的两端, 与滚柱两端的齿轮相啮合。这两个齿轮副的啮合保证螺母与滚柱协调工作, 减小导向螺杆的滑动, 保持滚柱工作时的一致性; 导环5 保证各滚柱间有相同的间距, 避免相互间摩擦, 改善受力状态。 主要由丝杠、螺纹滚柱、齿圈、保持架和螺母等组成。螺纹滚柱为单头螺纹, 均匀排列在螺母的内螺纹圆周上, 其螺旋角与螺母相同, 以确保滚柱在螺母内不产生轴向窜动。
滚珠丝杠副参数计算与选用1、计算步骤
2、确定滚珠丝杠导程Ph 根据工作台最高移动速度Vmax , 电机最高转速nmax, 传动比等确定Ph。按下式计算，取较大圆整值。
Ph=(电机与滚珠丝杠副直联时，i=1) 3、滚珠丝杠副载荷及转速计算 这里的载荷及转速，是指滚珠丝杠的当量载荷Fm与当量转速nm。滚珠丝杠副在n1、n2、n3······nn转速下，各转速工作时间占总时间的百分比t1%、t2%、t3%······tn%，所受载荷分别是F1、F2、F3······Fn。 当负荷与转速接近正比变化时，各种转速使用机会均等，可按下列公式计算： (nmax: 最大转速，nmin: 最小转速，Fmax: 最大载荷（切削时），Fmin: 最小载荷（空载时） 4、确定预期额定动载荷 ①按滚珠丝杠副预期工作时间Ln（小时）计算： ②按滚珠丝杠副预期运行距离Ls（千米）计算： ③有预加负荷的滚珠丝杠副还需按最大轴向负荷Fmax计算：Cam=feFmax(N) 式中： Ln-预期工作时间（小时，见表5) Ls-预期运行距离(km),一般取250km。 fa-精度系数。根据初定的精度等级（见表6)选。 fc-可靠性系数。一般情况fc=1。在重要场合，要求一组同样的滚珠丝杠副在同样条件下使用寿命超过希望寿命的90％以上时fc见表7选
fw-负荷系数。根据负荷性质（见表8）选。 fe-预加负荷系数。（见表9) 表－5 各类机械预期工作时间Ln 表－6 精度系数fa 机械类型 Ln(小时） 普通机械 5000～10000 普通机床 10000～20000 数控机床 20000 精密机床 20000 测示机械 15000 航空机械 1000 精度等 级 1.2.3 4.5 7 10 fa 1.0 0.9 0.8 0.7 表－7 可靠性系数fc 可靠性% 90 95 96 97 98 99 fc 1 0.62 0.53 0.44 0.33 0.21 表－8 负荷性质系数fw 负荷性质 无冲击(很平 稳） 轻微冲击 伴有冲击或振动 fw 1～1.2 1.2～1.5 1.5～2 表－9 预加负荷系数fe 预加负荷类型 轻预载 中预载 重预载 fe 6.7 4.5 3.4 以上三种计算结果中，取较大值为滚珠丝杠副的Camm 。 5、按精度要求确定允许的滚珠丝杠最小螺纹底d2m a.滚珠丝杠副安装方式为一端固定，一端自由或游动时（见图-5） 式中：E-杨氏弹性模量21×105N/mm2 dm-估算的滚珠丝杠最大允许轴向变形量（mm ）
滚珠丝杠基础知识(上) 滚珠丝杠由螺杆、螺母和滚珠组成。它的功能是将旋转运动转化成直线运动,这是滚珠螺丝的进一步延伸和发展,这项发展的重要意义就是将轴承从滚动动作变成滑动动作。由于具有很小的摩擦阻力,滚珠丝杠被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。滚珠丝杠是工具机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覆作用力,同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。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)。
1 滚珠丝杠公称直径与公称导程组合、制造范围3 滚珠丝杠副的结构类型、 编号方法5 滚珠丝杠副的精度 5.1 精密等级根据使用范围及要求将滚珠丝杠副分 为定位滚珠丝杠幅(P)传动滚珠丝杠副(T),精度分为七个等级,即1、2、3、4、5、6、7、10级,1级精度最高,依次降低。5.2行程偏差和行程变动量根据滚珠丝杠副 类型按下表检验5.2.1 有效行程内的行程偏差ep与行程变动量VUP: 有效行程是 有精度要求的行程长度LU Lu=Lx+2La+LnLa 安全行程La=(1-2)ph Lx机械最大行 程Ln螺母的长度ph公称导程E1-E2按国家标准GB/T17857.3-1998,―滚珠丝杠副 的验收条件和验收检验‖。见附表1。5.2. 2 300mm行程内与2π弧度行程内行程变动量V300P与V2 π p E3-E4按国 家标准GB/T17857.3-1998,―滚珠丝杠副的验收条件和验收检验‖。见附表1续。5.2. 3 余程Le 余程是没有精度要求的行程长度。余程表6 6 行程补偿值C 6.1 滚珠丝杠的热变形将导致长度、定位精度变化,热变形可由下式给 出:δt=α*△t*Lu (公式1) α-热膨胀系数(12.0*10-6) △t -温升(一般取2-4℃) Lu-有效行程(Lu=Lx+2La+Ln)或Lu=L1-2Le L1-螺纹全长Le-余程Le见表6 6.2 目 标行程Phs 为了补偿由于热膨胀或弹性变形引起的丝杠长度变化,将滚珠丝杠的导 程制造得稍大于或小于公称导程,着根据实际需要提出得含有方向目标要求的导程 叫目标导程。目标导程乘以丝杠上的有效圈数叫目标行程。6.3 目标偏差C 目标 行程和公称行程之差叫行程偏差C,为了补偿热变形的影响,行程偏差C=δt(δt见 公式1)并为负值。6. 4 丝杠的预拉伸力规定了行程偏差C的滚珠丝杠副,在采用固定-固定安装方 式时,还可以采用丝杠预拉伸的方法来进一步补偿热变形,预拉伸力Ft: Ft=δt*A*E/ Lu=α*△t*E*(πd22/4)(公式2) E-弹性模量2.1×105Mpa(即 2.1×105N/mm2) d2-丝杠底径(mm) △t-温升(一般取2-4℃) 7 基本额定载荷及寿 命7.1 轴向基本额定静载荷Coa 滚珠丝杠副在承受最大接触应力处产生不大于 0.0001倍的钢球直径的永久变形时,所能承受的最大轴向载荷。7.2 轴向基本额定
HJG-S系列滚珠丝杠副的特点 1、HJG-S以欧美及日本等国家常用的结构为基础，发展成自己特有的系列。结构先进，性能良好，与老结构相比，轴向、径向尺寸都有明显的缩小。 2、HJG-S系列由内、外循环十一种不同结构形式组成，给顾客提供很大的选择空间。 3、HJG-S传动效率高，各种不同结构的滚珠丝杠副其机械效率可达90-95％，比梯形丝杠传动效率高3倍左右，如图 4、HJG-S精密滚珠丝杠副均经过精密磨削，精密装配和严格检测，因此可保证很好的运动精度和重复定位精度。 5、HJG-S系列中有增大钢球型、垫片型和变位螺距型消除间隙的预加负荷的方法，特别是采用“变位螺距型”实现了对整体螺母进行预加负荷，增加了滚珠丝杠副的刚度。 6、HJG-S结构先进，加工设备精良，工艺可靠，具有良好的抗振性，因此有较好的极限转速和承载能力。 7、HJG-S系列在润滑与防尘等辅助装置方面，均为用户作了周密的考虑。 8、HJG-S系列已配齐了为生产整个系列所需的全套工装和测试手段，因此，质量优良，价格公道，交货迅速，服务周到。 9、HJG-S可承接特殊结构及非标准滚珠丝杠副的加工，并可代客设计。
HJG-S 系列滚珠丝杠副系列的组成 1、回珠元件形式 在HJG-S系列中，C---外循环导管式（如图2）；N---内循环反向器式（如图3）。 2、预如负荷形式 在HJG-S系列中，B---变位螺距预加荷式；D---垫片预加负荷式；Z---增大钢球预加负荷式。 3、外形结构特征 在HFG-S系列中，Y---圆柱形；F---法兰形；FY---双螺母法兰、圆柱形；V---微形；FDL---大导程形。 4、HJG-S系列的结构组成形式(见下表)
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 W1=5000N 工作及夹具最大重量W2=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 0 0 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
滚珠丝杠的特长 滚珠丝杠中的钢球在丝杠轴与螺母间滚动,因此能获得高效率。与过去的滑动丝杠相比,所需驱动扭矩仅为前者的三分之一（参照图1和图2）。从而,不仅可以将旋转运动变为直线运动,也易将直线运动变为旋转运动。 图1 正效率（旋转→直线） 图2 反效率（直线→旋转） 【计算导程角】 β∶导程角(°)d P ∶钢球中心直径(mm)Ph ∶进给丝杠的导程 (mm)
特长与类型 滚珠丝杠的特长 滚珠丝杠 【推力与扭矩的关系】 当施加推力或扭矩时,所发生的扭矩或推力可用(2)～(4)式计算。 ●获得所需推力的驱动扭矩 T ∶驱动扭矩 (N ·mm) Fa ∶导向面上的摩擦阻力 (N) Fa=μ m g μ∶导向面上的摩擦系数 g ∶重力加速度(9.8m/s 2) m ∶运送物的质量(k g )Ph ∶进给丝杠的导程 (mm) η1 ∶进给丝杠的正效率(参照A 15-4上的 图1) ●施加扭矩时产生的推力 Fa ∶产生的推力(N)T ∶驱动扭矩(N ·mm)Ph ∶进给丝杠的导程 (mm) η1 ∶进给丝杠的正效率(参照A 15-4上的 图1) ●施加推力时产生的扭矩 T ∶产生的扭矩(N ·mm) Fa ∶产生的推力(N)Ph ∶进给丝杠的导程 (mm) η2 ∶进给丝杠的反效率(参照A 15-4上的 图2)
[驱动扭矩的计算例]
特长与类型 滚珠丝杠的特长 滚珠丝杠 滚珠丝杠在温度控制极为严格的工厂里,用最高水平的机器设备进行研磨,直到组装、检查,都实行彻底的质量管理,以保证其精度。 激光自动导程长度测量机 图3 导程精度测定数据 [使用条件] 使用型号∶BIF3205-10RRG0+903LC2 表1 导程精度测定数据 单位∶mm 项目 标准值实测值方向性目标值0—代表运行距离误差 ±0.011-0.0012变动 0.008 0.0017
滚珠丝杠基础知识(上) 来源: 微小型轴承网 2006-4-19 8:52:00 1 滚珠丝杠公称直径与公称导程组合、制造 范围 3 滚珠丝杠副的结构类型、编号方法
5 滚珠丝杠副的精度 5.1 精密等级 根据使用范围及要求将滚珠丝杠副分为定位滚珠丝杠幅(P)传动滚珠丝杠副(T)，精度分为七个等级，即1、2、3、4、5、6、7、10级，1级精度最高，依次降低。
5.2行程偏差和行程变动量 根据滚珠丝杠副类型按下表检验 5.2.1 有效行程内的行程偏差ep与行程变动量VUP: 有效行程是有精度要求的行程长度LU Lu=Lx+2La+LnLa安全行程La=(1-2)ph Lx机械最大行程Ln螺母的长度ph公称导程
E1-E2按国家标准GB/T17857.3-1998，―滚珠丝杠副的验收条件和验收检验‖。见附表1。 5.2.2 300mm行程内与2π弧度行程内行程变动量V300P与V2 π p E3-E4按国家标准GB/T17857.3-1998，―滚珠丝杠副的验收条件和验收检验‖。见附表1续。 5.2.3 余程Le 余程是没有精度要求的行程长度。 余程表6 6 行程补偿值C 6.1 滚珠丝杠的热变形将导致长度、定位精度变化，热变形可由下式给出： δt=α*△t*Lu (公式1) α-热膨胀系数(12.0*10-6) △t -温升(一般取2-4℃) Lu-有效行程(Lu=Lx+2La+Ln)或Lu=L1-2Le L1-螺纹全长Le-余程Le见表6
6.2 目标行程Phs 为了补偿由于热膨胀或弹性变形引起的丝杠长度变化，将滚珠丝杠的导程制造得稍大于或小于公称导程，着根据实际需要提出得含有方向目标要求的导程叫目标导程。目标导程乘以丝杠上的有效圈数叫目标行程。 6.3 目标偏差C 目标行程和公称行程之差叫行程偏差C，为了补偿热变形的影响，行程偏差C=δt(δt见公式1)并为负值。 6.4 丝杠的预拉伸力 规定了行程偏差C的滚珠丝杠副，在采用固定-固定安装方式时，还可以采用丝杠预拉伸的方法来进一步补偿热变形，预拉伸力Ft: Ft=δt*A*E/ Lu=α*△t*E*(πd22/4)(公式2) E-弹性模量2.1×105Mpa(即2.1×105N/mm2) d2-丝杠底径(mm) △t-温升(一般取2-4℃) 7 基本额定载荷及寿命 7.1 轴向基本额定静载荷Coa 滚珠丝杠副在承受最大接触应力处产生不大于0.000 1倍的钢球直径的永久变形时，所能承受的最大轴向载荷。 7.2 轴向基本额定载荷Ca：一组(相当数量)相同参数的滚珠丝杠副，在相同的条件下，运转106转时，90%的滚珠丝杠副的螺纹滚道的表面或钢球的表面不发生疲劳
滚珠丝杠选型培训教材 一.培训内容 1.根据用户的要求,结合样本选择合适的滚珠丝杠副参数 2. 滚珠丝杠副在机床上的装配 二.滚珠丝杠副的设计步骤和方法 滚珠丝杠副已经标准化，一般由设计人员参照《机械设计手册》等相关资料确定.因此它的设计归结为滚珠丝杠副型号的选择。 1.选型的主要参数 公称直径,导程,循环方式,预紧方式,各段轴径的长度,行程精度,螺母安装尺寸,润滑密封方式，预拉伸，校核。 2.各参数的确定: 1)确定滚珠丝杠规格 滚珠丝杠副设计时一般根据不同的使用条件和要求来确定滚珠丝杠副的尺寸规格。 当滚珠丝杠副在较高转速下运转时,常见的失效形式是钢球或螺纹滚道接触疲劳点蚀.通常用额定动载荷表示螺旋传动的抗点蚀能力,所以我们根据额定动载荷来确定来滚珠丝杠副的尺寸规格。额定动载荷是指一批相同规格的滚珠丝杠经过运转一百万次后, 90%的丝杠副(螺纹表面或滚珠) 不产生疲劳剥伤(点蚀) 时的轴向载荷。在实际运用中额定动载荷值可按下式计算 式中: fh 为寿命系数, 按滚珠丝杠预期寿命选取;
fd为载荷性质系数, 按工作载荷性质选取; fH 为动载荷硬度影响系数, 按滚珠及滚道表面硬度选取; fn 为转速系数, 按丝杠平均转速nd 选取; Pd 为平均轴向载荷。 不同工况下, 平均轴向载荷及平均转速计算方法有多种, 对加工中心而言, 可认为属通用型设备, 针对的是不同的用户和不同的工况, 其工作条件及所占工作时间并无一定规律, 平均轴向载荷及平均转速可按下面公式计算为 Pd = (2Pmax + Pm in ) /3 ( 3) nd = (nmax + nm in ) /2 ( 4) 式中: Pmax最大轴向载荷; nmax为最高转速; Pmin为最小轴向载荷; nmin为最小转速。 最小轴向载荷为工作台和工件作用下的导轨摩擦力, 最大轴向载荷的计算即为机器承受最大负荷时滚珠丝杠副的传动力, 它为切削力在滚珠丝杠轴向的分力与导轨摩擦力之和(此时导轨摩擦力是由工作台、工件、夹具三者总的重量以及切削力在垂直导轨方向的分量共同引起。) 在计算出额定载荷后, 可按额定动载荷从样本中选取滚珠丝杠的公称直径和型号。选择额定动载荷比计算出的额定载荷稍大的规格。 当滚珠丝杠副在低速下(n＜10r/min)运转时,常见的失效形式是钢球或螺纹滚道产生较大的塑性变形.通常用额定静载荷衡量螺旋传动
计算举例 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 W1=5000N 工作及夹具最大重量W2=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 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
滚珠丝杠副特性 滚珠丝杠传动系统是一个以滚珠作为滚动媒介的滚动螺旋传动的体系。 以传动形式分为两种： （1）将回转运动转化成直线运动。 （2）将直线运动转化成回转运动。 ?传动效率高 滚珠丝杠传动系统的传动效率高达90%～98%，为传统的滑动丝杠系统的2～4倍，如图1.1.1所示，所以能以较小的扭矩得到较大的推力，亦可由直线运动转为旋转运动（运动可逆）。 ?运动平稳 滚珠丝杠传动系统为点接触滚动运动，工作中摩擦阻力小、灵敏度高、启动时无颤动、低速时无爬行现象，因此可精密地控制微量进给。 ?高精度 滚珠丝杠传动系统运动中温升较小，并可预紧消除轴向间隙和对丝杠进行预拉伸以补偿热伸长，因此可以获得较高的定位精度和重复定位精度。 ?高耐用性 钢球滚动接触处均经硬化（HRC58～63）处理，并经精密磨削，循环体系过程纯属滚动，相对对磨损甚微，故具有较高的使用寿命和精度保持性。 ?同步性好 由于运动平稳、反应灵敏、无阻滞、无滑移，用几套相同的滚珠丝杠传动系统同时传动几个相同的部件或装置，可以获得很好的同步效果。 ?高可靠性 与其它传动机械，液压传动相比，滚珠丝杠传动系统故障率很低，维修保养也较简单，只需进行一般的润滑和防尘。在特殊场合可在无润滑状态下工作。 ?无背隙与高刚性 滚珠丝杠传动系统采用歌德式（Gothic arch）沟槽形状（见图2.1.2—2.1.3）、使钢珠与沟槽达到最佳接触以便轻易运转。若加入适当的预紧力，消除轴向间隙，可使滚珠有更佳的刚性，减少滚珠和螺母、丝杠间的弹性变形，达到更高的精度。
现代制造技术的发展突飞猛进，一批又一批的高速数控机床应运而生。它不仅要求有性能卓越的高速主轴，而且也对进给系统提出了很高的要求：(1)最大进给速度应达到40m/min或更高；(2)加速度要高，达到1g以上；(3)动态性能要好，达到较高的定位精度。 高速滚珠丝杠副是指能适应高速化要求(40 m／min以上)、满足承载要求且能精密定位的滚珠丝杠副，是实现数控机床高速化首选的传动与定位部件。 1 高速滚珠丝杠副的结构设计 滚珠丝杠副的驱动速度V＝Ph×N(Ph为导程，N为丝杠转速)，因此提高驱动速度的途径有两条：其一是提高丝杠的转速，其二是采用大导程。提高 转速N受do·N值的制约(do为滚珠丝杠的公称直径)。国际上一般do·N≤70000。据日本NSK 公司介绍：该公司已将do·N值提高到153000。N增大时，do必须减小，且过分提高转速会引起丝杠发热、共振等问题；d0太小也会造成系统刚性差、易变形、影响加工精度，且目前伺服电动机的最高转速仅到4000 r／min。导程Ph过大时，不仅增加了滚珠丝杠副的制造难度，精度难以提高，降低了丝杠副承载，而且也增加了伺服电动机的起动力矩。因此，设计高速滚珠丝杠副时要合理选择丝杠副的转速N、公称直径do与导程Ph。 数控机床常用的滚珠丝杠副结构为：外循环插管式、内循环反向器式。由于高速滚珠丝杠副的导程较大，如用内循环结构，反向器尺寸较长，承载的钢球数减少，且钢球高速时流畅性差，是不适合的；而外循环插管式结构简单，承载能力大，不受导程的限制。因此，被选作高速滚珠丝杠副的结构。 外循环滚珠丝杠副预紧方式主要有三种：增大钢球直径、变位导程和垫片。各预紧方式的特点见表1。 根据高速滚珠丝杠副的特点，选用单螺母变位导程预紧结构比较合适。但在结构设计时，应注意以下几点：(1)导程的选择。为了提高丝杠副驱动速度，一般需增大丝杠副导程，常用丝杠副导程取丝杠直径的1／3—1／2。(2)为了增加承载，选用多头螺纹，以提高丝杠副承载能力。(3)滚珠丝杠副在高速时产生的噪声主要来自钢球在导珠管进出口(见图1P、P'点)处的碰撞。因此，在循环过程中钢球的反向点设计是非常重要的(见图
计算举例 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 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 =1.3 w 按表7查得：1～3取 =0.44 按表8查得：可靠性97%取f c 已知：L =20000小时 h 代入得 计算：（2）拟采用预紧滚珠丝杠副，按最大负载F max 按表10查得：中预载取 F =4.5 e 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）
理论上应该先选丝杠再选电机的，如果电机已经选完了，那就大致按以下步骤选丝杠吧：1---以负载确定直径。电机性能参数中有输出扭矩，如果还带减速器也要算进去（考虑效率），计算一下实际工况中需要多大推力，滚珠丝杠样本（跟厂家要）有负载参数（即推力参数，一般标示为动负荷和静负荷，看前者即可），选择滚珠丝杠的公称直径。2---以直线速度和旋转速度确定滚珠丝杠导程。电机确定了就知道输出转速，考虑一下你需要的最大直线速度，把电机转速（如果带减速器再除以减速比）乘以丝杠导程的值就是直线速度，该值大于需要值即可。3---以实际需要确定确定滚珠丝杠长度（总长=工作行程+螺母长度+安全余量+安装长度+连接长度+余量。如果增加了防护，比如护套，需要把护套的伸缩比值（一般是1：8，即护套的最大伸长量除以8）考虑进去。4---以实际需要确定滚珠丝杠精度。一般机械选C7 以下即可，数控机床类选C5 的比较多（对应国内标准一般是P5~P4 和P4~P3 级，具体参看样本）。5---以安装条件和尺寸结构等确定滚珠丝杠螺母形式（螺母有很多结构，不同的螺母结构尺寸略有不同，视情况选择，建议不要选太特殊的，万一出点毛病维修换件无门）。6---询问所选产品厂家的价格、付款条件和交货时间。这一点设计人员不要以为就是采购的事，事实上很多厂家（进口国产一个样）的产品样本上有的型号它根本就不生产或者不接小额订单，印上去大概是为了显示我是大厂，无所不能造。别等你选完了出完图了其他件按这个型号开始做配件了去购买的时候人家告诉你这个型号交货期需要3、4 个月就完蛋了。7---选择确定安装方式（端部）。这个安装件可以自己设计，也可以买现成的，有标准安装座可选。自己设计注意受力状态，轴承最好选择7000 或3000 系列的，因为丝杠工作时主要受轴向力，径向受力要尽力避免。8---考虑导向件和安装能力。推荐和滚珠丝杠配套的导向件选择滚珠直线导轨，当然直线轴和直线轴承的搭配是相对经济的选择。9---根据以上已确定条件绘出滚珠丝杠图纸（主要是端部安装尺寸，这个要详细，要提供形位尺寸和公差）。D：滚珠丝杠副的公称直径，也为滚珠中心处的直径（mm）; N：滚珠丝杠副的极限转速（rpm）DN 值得限制不是直径越小则转速越高，因为首先确定的进给速度，当通过进给速度计算的丝杠转速太高可通过增加导程以降低转速，来满足DN 值要求，滚珠丝杠规格型号选型1、确定定位精度2、通过马达及对速度的要求来确定丝杠导程3、查看螺母尺寸确定行程及相关丝杠轴端数据4、通过负载及速度分布（加减速）来确定平均轴向力和转速5、通过平均轴向力确定预压力6、预期寿命，轴向负荷，转速确定动额定负荷7、基本动额定负荷，导程，临界转速，DmN 值限制确定丝杠外径及螺母形式8、外径，螺母，预压，负荷确定刚性（机台设计）9、环境温度，螺母总长确定热变及累积导程10、丝杠刚性，热变位确定预拉力11、机床最高速度，温升时间，丝杠规格确定马达驱动扭矩及规格DN 值： 滚珠丝杠副速选的基本原则种类的选择：目前滚珠丝杠副的性价比已经相当高，无特别大的载荷要求时，都选择滚珠丝杠副，它具有价格相对便宜，效率高，精度可选范围广、尺寸标准化安装方便等优点。在精度要求不是太高时，通常选择冷轧滚珠丝杠副，以便降低成本；在精度要求高或载荷超过冷轧丝杠最大规格额定载荷时需选择磨制或旋铣滚珠丝杠副。不管何类滚珠丝杠副，螺母的尺寸尽量在系列规格中选择，以降低成本缩短货期。精度级别的选择：滚珠丝杠副在用于纯传动时，通常选用“T”类（即机械手册中提到的精度级别的选择传动类），其精度级别一般可选“T5”级（周期偏差在1 丝以下）“T7”级或“T10”级，其，总长范围内偏差一般无要求（可不考虑加工时温差等对行程精度的影响，便于加工）因而，。价格较低（建议选“T7” ，且上述3 种级别的价格差不大）；在用于精密定位传动（有行程上的定位要求）时，则要选择“P”类（即机械手册中提到的定位类），精度级别要在“P1” 、“P2”“P3”“P4”“P5”级（精度依次降低）、、、，其中“P1”“P2”级价格很贵，一般用于、非常精密的工作母机或要求很高的场合，多数情况下开环使用（非母机），而“P3”“P4” 、级在高精度机床中用得最多、最广，需要很高精度时一般加装光栅，