(仅供参考)滚珠丝杠选型计算常用公式--

滚珠丝杠选型计算经典版滚珠丝杠选型计算经典版一、引言滚珠丝杠广泛应用于机械传动中，通过滚珠和螺纹母摩擦作用，将旋转运动转换为直线运动。

滚珠丝杠选型计算是确定滚珠丝杠参数的重要环节，对机械传动系统的性能和寿命具有重要影响。

本文将详细介绍滚珠丝杠选型计算的步骤和方法。

二、滚珠丝杠选型计算的基本原理⑴滚珠丝杠的基本结构和工作原理在滚珠丝杠中，螺纹杠上有若干个弧形的凸台(滚珠槽)，滚珠在这些凸台上滚动，菱形母材左右移动。

利用滚珠的滚动来代替螺纹对螺纹杠进行滑动的方式，实现快速、高效的转换。

⑵滚珠丝杠的选型因素滚珠丝杠的选型需要考虑以下因素：●载荷：确定滚珠丝杠承受载荷的类型和大小。

●转速：根据应用的要求，确定滚珠丝杠的最大转速。

●刚性：考虑滚珠丝杠在系统中的刚性要求。

●寿命：根据使用寿命要求，计算滚珠丝杠的寿命。

●尺寸：根据安装空间和系统要求，确定滚珠丝杠的尺寸。

三、滚珠丝杠选型计算的步骤⑴确定载荷根据机械传动系统的工作条件和负载特点，确定滚珠丝杠所承受的载荷类型和大小。

⑵计算滚珠丝杠的转速根据机械传动系统的要求和滚珠丝杠的工作条件，计算滚珠丝杠的最大转速。

⑶根据载荷和转速计算动载荷根据已知的载荷和转速，计算滚珠丝杠的动载荷，以确定有效载荷。

⑷确定滚珠丝杠的额定载荷根据滚珠丝杠的质量、尺寸和材料等参数，根据滚珠丝杠的额定载荷公式，计算滚珠丝杠的额定载荷。

⑸根据滚珠丝杠的额定载荷和动载荷计算载荷系数根据滚珠丝杠的额定载荷和动载荷，计算载荷系数，以确定滚珠丝杠的使用寿命。

⑹根据滚珠丝杠的使用寿命和工作条件选取滚珠丝杠类型根据滚珠丝杠的使用寿命和工作条件，选择适合的滚珠丝杠类型，包括直径、螺距、导程等参数。

⑺验证滚珠丝杠选型的合理性根据已选定的滚珠丝杠类型和参数，验证滚珠丝杠选型的合理性，包括滚珠丝杠的轴向刚度、刚性、动态特性等。

四、本文档涉及附件本文档涉及的附件详见附件列表：⒉滚珠丝杠承受载荷计算公式⒊滚珠丝杠额定载荷计算公式⒋滚珠丝杠使用寿命计算公式⒌滚珠丝杠选型参数参考表五、法律名词及注释⒈滚珠丝杠：一种利用滚珠在螺纹杠和螺纹母之间的滚动转动来实现机械传动的装置。

terheyden 骨缺损分类摘要：I.引言- 骨缺损的定义和背景II.terheyden 骨缺损分类- terheyden 分类的概述- 分类的依据和关键点III.骨缺损的类型- 按缺损形态分类- 线性缺损- 圆形缺损- 不规则缺损- 按缺损程度分类- 轻度缺损- 中度缺损- 重度缺损IV.治疗骨缺损的方法- 保守治疗- 休息和局部保护- 药物治疗- 手术治疗- 骨移植- 内固定- 骨再生技术V.结论- 骨缺损的治疗和预后- 未来研究方向和挑战正文：随着医学影像学的发展，骨缺损的诊断和治疗越来越受到重视。

骨缺损是指骨骼组织受到损伤或疾病导致骨骼连续性中断的现象。

为了更好地理解和治疗骨缺损，学者们提出了不同的分类方法。

其中，terheyden 骨缺损分类是一种较为常用的分类方法。

terheyden 骨缺损分类主要依据骨骼的形态和缺损程度进行划分。

首先，根据缺损的形态，terheyden 将其分为线性缺损、圆形缺损和不规则缺损。

线性缺损是指骨骼组织呈线性中断，常见于骨折或骨裂；圆形缺损是指骨骼组织呈圆形中断，常见于骨囊肿或骨肿瘤；不规则缺损则是指骨骼组织的缺损形状不规则，常见于骨关节炎或骨坏死。

其次，根据缺损的程度，terheyden 将其分为轻度缺损、中度缺损和重度缺损。

轻度缺损是指骨骼组织的缺损较小，通常不超过1厘米；中度缺损是指骨骼组织的缺损较大，通常在1-3厘米之间；重度缺损则是指骨骼组织的缺损超过3厘米，可能涉及多个骨骼部位。

针对不同类型的骨缺损，治疗方法也有所不同。

保守治疗包括休息和局部保护，以减轻疼痛和促进愈合；药物治疗则包括止痛药、消炎药和生长因子等，以缓解疼痛和促进骨愈合。

对于某些类型的骨缺损，手术治疗可能是必要的。

手术方法包括骨移植、内固定和骨再生技术等，以恢复骨骼的连续性和功能。

总之，terheyden 骨缺损分类为骨缺损的诊断和治疗提供了依据。

然而，针对不同类型的骨缺损，治疗方法仍有待完善。

滚珠丝杠的选型方法1.滚珠丝杠的螺距精度<使用条件>丝杆轴径螺距行程定位精度<选择>螺纹部分长度=行程+螺帽长度+余量余量为超程允许量，一般设定为螺距的1.5～2倍根据螺纹部分长度求出对应的代表移动量误差±e P2.滚珠丝杠的轴向间隙<使用条件>丝杠轴径螺距容许背隙量<选择>相应精度等级3.容许轴向负载容许轴向负载是指相对于可能使丝杠轴发生屈曲的负载，确保其安全性的负载。

施加于丝杠轴的最大轴向负载需小于容许轴向负载。

可用下式计算也可以通过容许轴向负载线图确认。

容许轴向负载（P）式中P：容许轴向负载（N）：负载作用点间距（mm）E：杨氏模量（）I：丝杠轴螺纹内径截面的最小惯性矩（mm4）d:丝杠轴螺纹内径（mm）α：安全系数=0.5必须根据所要求的安全状况进一步提高安全系数4.容许转速滚珠丝杠的转速取决于必要的进给速度和滚珠丝杠的螺距，且需小于容许转速。

需从转轴的危险速度和螺母内部循环滚珠的极限转速DmN值这两个方面对容许转速进行探讨。

危险速度滚珠丝杠的容许转速小于与丝杠轴固有振动一致的危险速度的80%。

可以通过下式计算或容许转速线图简单确认容许转速（min-1）式中：支撑间距（mm）fa：安全系数=0.8E：杨氏模量I：丝杠轴螺纹内径截面的最小惯性矩（mm4）d:丝杠轴螺纹内径（mm）：比重（）A：丝杠轴螺纹内径截面积（mm2）DmN值螺帽内部的钢珠公转速度变大时，产生的冲击力会损伤循环部。

该极限值即为DmN值。

精密滚珠丝杠压轧滚珠丝杠式中Dm：丝杠轴外径（mm）+A值-15.寿命指滚珠滚动面或任一滚珠因交变应力而产生疲劳，直至开始产生剥落现象时的总旋转次数、时间、距离。

滚珠丝杠的寿命可以通过基本动额定负载进行计算，计算公式如下：寿命时间（Lh）小时式中:寿命时间（小时）C：基本动额定负载（N）:轴向平均负载（N）：平均转速（min-1）：运行系数无冲击的静态运行1.0~1.2正常运行1.2~1.5伴随有冲击的运动1.5~2.0基本动额定负载：C指一组相同的滚珠丝杠运转时，其中90%未发生剥落，旋转寿命达到100万次时的轴向负载。

滚珠丝杠选择计算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、n3nn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、F3Fn。

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 10fa 1.0 0.9 0.8 0.7表－7 可靠性系数fc可靠性% 90 95 96 97 98 99fc 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。

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。

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 。

一，精度等级的计算：精度等级通常定义为长度为300mm的滚珠丝杠的长度变化。

机构的定位精度应转换为每300mm长度的允许误差。

例如，工作行程为1000mm，单向定位精度要求为±0.3mm，精度选择计算公式为：根据计算精度，选择合适的螺丝精度等级。

二，丝杠导程的计算：其中：PB导螺杆，mm；Vmax I机构的最大运行速度，m / s；电机额定NR转速，r / min；我是电动机与螺杆的传动比。

三，直线运动加速度的计算公式：其中：A加速度，m / s 2；Vmax最终速度，m / s；在Vm速度结束时，m / s；V0初始速度，m / s；T运行时间，S ..4.线性运动的一些运动学公式：其中：F-作用在运动物体上的力，n；μ摩擦系数；M是运动物体的质量，kg；G重力加速度，m / s 2；a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：其中：P1-最大轴向允许载荷，n；eta 2一个与安装方法有关的系数，查询下表；Dr-滚珠丝杠凹槽的最小直径，mm；l滚珠丝杠的安装间距，mm。

六，滚珠丝杠的临界转速计算公式：其中：滚珠丝杠的N1临界转速，r / min；F与安装模式有关的系数，请参见下表；螺旋槽的最小直径，mm；L螺丝安装间距，mm ..七，由DN决定的螺杆临界转速计算：DN的值通常在50000到70000之间。

其中：N a滚珠中心直径mm，检查产品样本手册（例如，当某品牌的滚珠丝杠的螺丝直径为20mm，导程为20mm时，其滚珠中心直径d为20.75mm）。

八，实际最大速度计算公式：其中：Nmax-实际最大速度，r / min；Vmax-最大速度，m / s；PB导螺杆，mm；电机和丝杠之间的I减速比。

非精确计算可套用公式：Ta=(Fa*l)/(2*3.14*n1) 其中Ta为驱动扭矩Kgf.mm; Fa为轴向负载N【Fa=F+μmg）F为丝杆轴向切削力N，μ为导向件的综合摩擦因素，m：移动物件的质量（工作台+工件，Kg）g为常量9.8】L为丝杆导程mm；η为进给丝杆的的正效率。

水平使用时较为详细T1为等速扭矩；T2为加速时的扭矩；等速时的驱动扭矩：T1=(Fa*l)/(2*3.14*n1) T1为等速扭矩Kgf.m Fa为轴向负载N【Fa=F+μmg）F为丝杆轴向切削力N，μ为导向件的综合摩擦因素，m：移动物件的质量（工作台+工件，Kg）g 为常量9.8】L为丝杆导程mm；η为进给丝杆的的正效率。

加速时的驱动扭矩：T2=T1+J*W T2为加速时的扭矩Kgf.m；T1为等速扭矩Kgf.m；J为对电机施加的惯性转矩Kg.㎡【J=Jm+Jg1+(N1/N2)2*[Jg2+Js+m(1/2*3.14)2】W为电机的角加速度rad/s²；Jm 电机的惯性转矩Kg.㎡Jg1为齿轮一的惯性转矩Kg.㎡Jg2为齿轮二的惯性转矩Kg.㎡：Js为丝杆的惯性转矩Kg.㎡(电机直接驱动可以忽略Jg1 、Jg2)
惯性扭矩的计算公式为J=m*r²/2 单位为Kg.㎡（m为质量r为半径）正、负效率η查各品牌所提供的表格曲线
上述公式可以对照各品牌所提供之各公式，除表示方法外内容当一致。

滚珠丝杠的设计与计算已知条件：工作台重量1W =80KG=800N ，工件及夹具最大重量2W =200N ，工作台最大行程L K=950mm ，工作台导轨的摩擦系数为u=0.1，快速进给速度 max V=4m/min ，定位精度为20um/300mm ，全行程25um,重复定位精度为10um ，要求寿命为10000小时（单班制工作十年）。

各种切削方式的纵向切削力Fa ，速度V 和时间比例q 及其他见下表。

表1各种切削方式的纵向切削力Fa,速度V 和时间比例q图1 进给用滚珠丝杠装配图1. 确定滚珠丝杠副的导程max *maxVP h i nmaxV ：工作台最高移动速度； maxn ：电机最高转速； I ：传动比；电机与丝杠间为齿轮连接式，i=4（取一级减速齿轮）。

由上表查得1W =4m/min ，max n =1500r/min代入得P h0.67mm查《现代机床设计手册》取P h 5mm 。

2. 确定当量转速与当量载荷1) 各种切削方式下，丝杠转速Vin i ph由上表查的1v =0.6,2v =0.8, 3v =1, P h =4代入得1n 120，2n 160，3n 200，4n 8002) 各种切削方式下，丝杠轴向载荷12()/10i xi zi F p w w piF ：丝杠轴向载荷，xip ：纵向切削力，zip ：垂向切削力由上表得xi p (i=1,2,3,4)分别为2000 N ，1000N ，500N ，0N zip (i=1,2,3,4)分别为1200N ，500N ，200N ，0N已知1w ＝800 N ，2w ＝200 N代入得iF (i=1,2,3,4)分别为2200N ，1150N ，620N ，1000N3) 当量转速m n m n 1*n 1t /100+2*n 2t /100+3*n 3t /100+4*n 4t /100，数据代入得m n 240r/min4) 当量载荷m F =带入数据得mF ＝1057N3. 初选滚珠丝杠副由公式《现代机床设计手册》（3.7－24）知 63***10*(*60a t h a k h m m wc f f f f L n F f查《现代机床设计手册》表（3.7－51）——表（3.7－54） 得tf ＝1，hf ＝1，af ＝1，kf ＝0.53，wf =1.3，hL ＝10000h代入数据可求得a c ＝13589N=13.58KN 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 ①m （1/3—1/4）重复定位精度 ②m (1/4—1/5 )定位精度m ：最大轴向变形量m已知重复定位精度10m 定位精度25m①m ＝3m ，②m ＝6m取两种结果最小值m ＝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2m d2m d ：最小螺纹底径mm L ＝（1.1~1.2）行程+(10~14) P h静摩擦力0F =01W已知行程950mm ，1W ＝800N, 0 =0.2 代入数据得L=1110mm ，0F ＝160N, 2m d =9.5mm 5. 确定滚珠丝杠副得规格代号6. 选内循环浮动式法兰，直筒螺母型垫片预紧形式7. 由计算出的P h ，am c ，2m d 在《现代机床设计手册》中选取相应规格的滚珠丝杠副FFZD4005-5P h=5, a c =22000N>am c =13589N。

滚珠丝杠的设计计算与选用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。

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)。

滚珠丝杠副特性•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。

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。

丝杠的选型及计算丝杠是一种常见的传动装置，常用于各种机械设备中，如数控机床、印刷机、注塑机等。

丝杠的选型和计算是确保机械设备正常运行和高效传动的重要环节。

本文将介绍丝杠的选型及计算的基本原则和方法。

1.选型原则：（1）负载条件：了解负载性质、负载大小以及工作环境的特殊要求，选择能够满足负载要求的丝杠。

（2）速度条件：根据工作速度要求，选择合适的螺距。

（3）精度条件：根据工作精度要求，选择合适的丝杠精度等级和螺距。

（4）运动平稳性：选择质量好、粗糙度小、材料好的丝杠。

（5）使用寿命：根据使用寿命要求，选择耐磨损、抗疲劳断裂的材料和工艺。

2.选型步骤：（1）确定负载特性：包括负载大小、方向、速度、加速度、工作环境等。

（2）计算负载力：根据负载条件，计算负载力大小。

（3）选择丝杠类型：根据负载力大小和工作环境要求，选择丝杠类型，如传动丝杠、滚动丝杠、滑动丝杠等。

（4）根据速度要求选择丝杠螺距：根据工作速度和选定的丝杠类型，选择合适的丝杠螺距。

（5）确定丝杠精度等级：根据工作精度要求，选择合适的丝杠精度等级。

（6）计算丝杠选型参数：根据负载力和丝杠类型，计算选型参数，如导程、丝杠直径等。

（7）材料和工艺选择：根据使用寿命要求，选择合适的丝杠材料和工艺。

3.丝杠计算：（1）计算丝杠负载力：根据负载条件，计算丝杠负载力大小。

负载力的计算公式为：负载力=负载大小×重力加速度。

（2）计算丝杠选型参数：根据负载力和丝杠类型，计算丝杠选型参数。

丝杠选型参数计算公式为：丝杠直径=(16×负载力×绳线系数)/(π×材料抗拉强度)；导程=1/螺距。

（3）校核丝杠：根据计算得到的丝杠选型参数，校核丝杠是否满足承载能力和使用寿命要求。

校核时应考虑累积误差、疲劳寿命、材料强度等因素。

总结：丝杠的选型及计算是确保机械设备正常运行和高效传动的重要环节。

选型时应根据负载条件、速度条件、精度条件、运动平稳性和使用寿命等原则进行选择。

滚珠丝杆的选型计算设计原理：利用滚珠丝杆的工作原理设计一款用于高强玻纤板等墙体材料的自动存储的升降装置，该装置总共有20层，高强玻纤板通过双层运输平台输送到货架上，然后货架随着升降装置向上移动，完成20层玻纤板的存储。

实现的动作要领:货架每层之间的距离为100mm ，高强板的厚度为10mm ，升降装置上升1层，升降装置停止，玻纤板进入货架，当玻纤板完全停放在货架，升降装置迅速上升1层，完成接下来的存储，等到20层完成存储之后，货架通过小车向上提升一定距离，然后通过链条输送到仓库进行存储，升降装置快速复位到原点，等待另一个货架到来。

设计条件：升降装置是垂直运动工作模式，工作台质量为m 1=440kg ，货架的质量为m 2=460kg ，单个工件的质量m 3=80kg 。

丝杆的工作形成长度l s =2000mm 上升的最大速度V u max =80mm/s ，加速时间t 1=0.1s ，减速时间t 3=0.1s ，停止时间t 4=10s ；下降的最大速度V dmax =250mm/s ，加速时间t 5=0.1s ，减速时间t 7=0.1s 。

每分钟往返次数n =0.447min −1，定位精度±2.4mm/2000mm ，反复定位精度±0.3mm ，最小进给量s =0.1/脉冲，工作寿命时间20000h ，驱动马达 AC 伺服马达 额定转速N R =3000r/min ，马达的转动惯量（假设）J m =1×10−3kg ∙m 2；减速机减速比i =1.5：1，导向面上的摩擦系数u =0.003（滚动）；导向面的阻力f =20N （无负荷时）。

(1)选定丝杆精度要求的定位精度为±2.4mm/2000mm ，换算为300mm 时允许误差为±2.42000=±0.36300因此，为了满足要求的定位精度，必须选择误差低于±0.36mm/300mm 的导程精度。

一、计算折合到电机上的负载转矩的方法如下：1、水平直线运动轴：9.8*µ·W·P BT L= 2π·R·η（N·M）式P B：滚珠丝杆螺距（m）µ：摩擦系数η：传动系数的效率1/R：减速比W:工作台及工件重量（KG）2、垂直直线运动轴：9.8*（W-W C）P BT L= 2π·R·η（N·M）式W C：配重块重量（KG）3、旋转轴运动：T1T L= R·η（N·M）式T1：负载转矩（N·M）二：负载惯量计算与负载转矩不同的是，只通过计算即可得到负载惯量的准确数值。

不管是直线运动还是旋转运动，对所有由电机驱动的运动部件的惯量分别计算，并按照规则相加即可得到负载惯量。

由以下基本公式就能得到几乎所有情况下的负载惯量。

1、柱体的惯量）L（cm）由下式计算有中心轴的援助体的惯量。

如滚珠丝杆，齿轮等。

πγD4L （kg·cm·sec2）或πγ·L·D4（KG·M2）J K= 32*980 J K= 32式γ：密度（KG/CM3）铁：γ〧7.87*10-3KG/CM3=7.87*103KG/M3铝：γ〧2.70*10-3KG/CM3=2.70*103KG/M3 JK：惯量（KG·CM·SEC2）（KG·M2）D：圆柱体直径（CM）·（M）L：圆柱体长度（CM ）·（M）2、运动体的惯量用下式计算诸如工作台、工件等部件的惯量W P B2J L1= 980 π（KG·CM·SEC2）P B2=W（KG·M2）式中：W：直线运动体的重量（KG）PB：以直线方向电机每转移动量（cm）或（m）3、有变速机构时折算到电机轴上的惯量1、J JOZ1KG·CN：齿轮齿数Z12JL1= Z2 *J0 （KG·CM·SEC2）（KG·M2）三、运转功率及加速功率计算在电机选用中，除惯量、转矩之外，另一个注意事项即是电机功率计算。

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。