滚珠丝杆的选型

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。

1、公称直径即丝杠的外径，常见规格有12、14、16、20、25、32、40、50、63、80、100、120，不过请注意，这些规格中，各厂家一般只备16~50的货，也就是说，其他直径大部分都是期货（见单生产，货期大约在30~60天之间，日系产品大约是2~2.5个月，欧美产品大约是3~4个月）。

公称直径和负载基本成正比，直径越大的负载越大，具体数值可以查阅厂家产品样本。

这里只说明两个概念：动额定负荷与静额定负荷，前者指运动状态下的额定轴向负载，后者是指静止状态下的额定轴向负载。

设计时参考前者即可。

需要注意的是，额定负荷并非最大负荷，实际负荷与额定负荷的比值越小，丝杠的理论寿命越高。

推荐：直径尽量选16~63。

2、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，大导程一般有1616、2020、2525、3232、4040（4位数前两位指直径，后两位指导程），其他规格多数厂家见单生产。

导程与直线速度有关，在输入转速一定的情况下，导程越大速度越快。

推荐：导程尽量选5和10。

3、长度长度有两个概念，一个是全长，另一个是螺纹长度。

有些厂家只计算全长，但有些厂家需要提供螺纹长度。

螺纹长度中也有两个部分，一个是螺纹全长，一个是有效行程。

前者是指螺纹部分的总长度，后者是指螺母直线移动的理论最大长度，螺纹长度=有效行程+螺母长度+设计裕量（如果需要安装防护罩，还要考虑防护罩压缩后的长度，一般按防护罩最大长度的1／8计算）。

在设计绘图时，丝杠的全长大致可以按照一下参数累加：丝杠全长=有效行程+螺母长度+设计余量+两端支撑长度（轴承宽度+锁紧螺母宽度+裕量）+动力输入连接长度（如果使用联轴器则大致是联轴器长度的一半+裕量）。

特别需要注意的是，如果你的长度超长（大于3米）或长径比很大（大于70），最好事先咨询厂家销售人员可否生产，总体的情况是，国内厂家常规品最大长度3米，特殊品16米，国外厂家常规品6米，特殊品22米。

滚珠丝杠选型滚珠丝杠选型在滚珠丝杠的选型计算时:需要对其承载力进行计算，承载力的计算包括强度计算、刚度校核、稳定性校核及临界转速校核。

机构的运行的最大速度为:，选择滚珠丝杠的导程为:5mm; 100mm/s,6m/min滚珠丝杠导程的选取方法:(1)设传动比为，丝杠的导程为(mm)，执行部件的最高速度为:，uPV,6m/minhmaxV1000maxn则丝杠的最高转速为:(r/min); ,nmaxmaxPh设伺服电机的最高转速为:;额定转速为:(经验值)，n,3000(r/min)n,2000(r/min)dmaxnmaxu,则传动比为:; ndmax1000V1000，6max所以丝杠的最高转速n,,,1200(r/min); maxP5hn1200maxu传动比为:,,,0.4; n3000dmax(1)强度计算3FffmLmH，，滚珠丝杠的当量动载荷: CN,mfa60nT式中:L—寿命，单位:百万转,; L,6101000，vsn,其中: (r/min); tv:最大切削条件下的进给速度(m/min);; v,6m/nmiss:丝杠螺距 (mm); t:寿命时间，取10000-15000小时; ; TT,15000(h):轴向平均载荷(N)或者最大工作载荷; Fm(这是根据该机构的承载力的估算值); F,320Nmf--精度系数，1、2、3级丝杠f,1;4、5、6级丝杠f,1; aaa(等级越小，对精度的要求越高); ff--运转系数，=1.0-1.5,一般取1.2; ww f——硬度系数。

(设滚珠丝杠最硬的时候的值,); HRC,60f,1HHf,1(1，2，3的滚珠丝杠); af,1.2 ;(这里根据实际情况选取滚珠丝杠的精度为:2级); w; tmm,5100010006，，vsnr,,,1200(/min); t56060120015000nT，，; L,,,1080(百万转)661010带入动载荷计算公式:33Fff32010801.21，，，mLwH ; CN,,=3939.8mf1a从滚珠丝杠系列表中找出额定动载荷大于当量动载荷，并与其相近值，同时考虑刚度CCam要求，初选滚珠丝杠副的型号和有关参数。

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 。

滚珠丝杠选型滚珠丝杠选型在滚珠丝杠的选型计算时: 需要对其承载力进行计算，承载力的计算包括强度计算、刚度校核、稳定性校核及临界转速校核。

机构的运行的最大速度为: ，选择滚珠丝杠的导程为:5mm; 100mm/s,6m/min 滚珠丝杠导程的选取方法:(1) 设传动比为，丝杠的导程为(mm),执行部件的最高速度为：，uPV,6m/minhmaxVlOOOmaxri则丝杠的最高转速为：(r/min); ,nmaxmaxPh 设伺服电机的最高转速为：; 额定转速为：( 经验值)，n,3000(r/min)n,2000(r/min)dmaxnmaxu，贝U传动比为:;ndmax1OOOV1OOQ 6max所以丝杠的最高转速n,,,1200(r/min); maxP5hn 12OOmaxu传动比为：,,,O.4; n3OOOdmax(1) 强度计算3FffmLmH，滚珠丝杠的当量动载荷：CN,mfa6OnT式中:L —寿命，单位：百万转,;L,61O1OOO，vsn, 其中： (r/min); tv：最大切削条件下的进给速度(m/min);; v,6m/nmiss：丝杠螺距(mm); t：寿命时间，取1OOOO-15OOO 小时; ; TT,15OOO(h):轴向平均载荷(N)或者最大工作载荷；Fm( 这是根据该机构的承载力的估算值); F,32ONmf-- 精度系数，1、2、3级丝杠f,1;4 、5、6级丝杠f,1; aaa( 等级越小，对精度的要求越高); ff-- 运转系数，=1.0-1.5, 一般取1.2; wwf ——硬度系数。

( 设滚珠丝杠最硬的时候的值,); HRC,60f,1HHf,1(1 ，2，3的滚珠丝杠); af,1.2 ;( 这里根据实际情况选取滚珠丝杠的精度为:2 级); w; tmm,5100010006，，vsnr,,,1200(/min); t56060120015000nT，，; L,,,1080( 百万转)661010带入动载荷计算公式:33Fff32010801.21 ，，，mLwH ; CN,,=3939.8mf1a从滚珠丝杠系列表中找出额定动载荷大于当量动载荷，并与其相近值，同时考虑刚度CCam要求，初选滚珠丝杠副的型号和有关参数。

滚珠丝杆选型要点滚珠丝杆是一种常见的传动装置，广泛应用于机械设备中。

选型滚珠丝杆时，需要考虑多个要点，以确保选择合适的规格和型号。

本文将从滚珠丝杆的负载能力、转动精度、速度要求、环境适应性以及可靠性等方面介绍滚珠丝杆选型的要点。

滚珠丝杆的负载能力是选型的关键要点之一。

负载能力取决于滚珠丝杆的直径、螺距以及滚珠数量等因素。

一般来说，直径较大、螺距较小、滚珠数量多的滚珠丝杆具有更高的负载能力。

在选型时，要根据实际应用中所承受的最大负载确定所需的负载能力，并选择相应的规格。

转动精度也是选型的重要要点之一。

滚珠丝杆的转动精度直接影响到机械设备的定位精度和运动平稳性。

一般来说，转动精度越高的滚珠丝杆，定位精度和运动平稳性就越好。

因此，在选型时，要根据实际应用中对转动精度的要求，选择适当的滚珠丝杆型号。

第三，速度要求是滚珠丝杆选型的重要考虑因素之一。

滚珠丝杆的速度受到滚珠丝杆直径、螺距以及润滑方式等因素的影响。

一般来说，直径较大、螺距较小的滚珠丝杆具有较高的速度能力。

此外，滚珠丝杆的润滑方式也会影响其速度能力。

在选型时，要根据实际应用中对速度的要求，选择合适的滚珠丝杆规格。

第四，滚珠丝杆的环境适应性也是选型要点之一。

滚珠丝杆在使用过程中会受到环境的影响，如温度、湿度、腐蚀性介质等。

因此，在选型时要考虑滚珠丝杆的材料和表面处理方式，以确保其能够适应特定的工作环境。

可靠性是滚珠丝杆选型的重要考虑因素之一。

滚珠丝杆的可靠性取决于其制造工艺、材料质量以及润滑方式等因素。

在选型时，要选择具有良好品质和可靠性的滚珠丝杆，以确保其在长期使用过程中能够保持稳定的性能和寿命。

滚珠丝杆选型要点包括负载能力、转动精度、速度要求、环境适应性以及可靠性等方面。

在选型时，需要根据实际应用中的需求，综合考虑这些要点，并选择合适的规格和型号。

通过合理选型，可以确保滚珠丝杆在机械设备中发挥良好的传动效果，提高设备的工作效率和可靠性。

滚珠丝杆的选型和计算滚珠丝杆是一种常用的传动装置，广泛应用于工业领域。

在选择和计算滚珠丝杆时，需要考虑多个因素，包括负载要求、速度要求、精度要求等。

本文将从滚珠丝杆的选型和计算两个方面进行详细介绍。

一、滚珠丝杆的选型1. 负载要求：滚珠丝杆的选型首先需要考虑负载要求。

根据负载的大小和方向，可以确定所需滚珠丝杆的直径和材料。

一般来说，负载越大，所选用的滚珠丝杆直径应越大，材料应选择强度高、刚性好的材料，如优质合金钢等。

2. 速度要求：滚珠丝杆的选型还需要考虑速度要求。

速度较高时，需要选择高精度的滚珠丝杆，并配备合适的润滑系统，以提供良好的润滑和冷却效果，确保滚珠丝杆的正常运行。

3. 精度要求：根据应用的精度要求，选择相应等级的滚珠丝杆。

一般来说，滚珠丝杆的精度等级分为C0、C3、C5等级，精度越高，所选用的滚珠丝杆成本也越高。

因此，在选型时需要根据具体应用需求进行权衡，实现性价比最优。

二、滚珠丝杆的计算滚珠丝杆的计算是为了确定其工作参数，以保证滚珠丝杆的正常运行。

主要包括以下几个方面的计算：1. 负载计算：根据所需负载的大小和方向，计算滚珠丝杆的额定负荷。

额定负荷是指滚珠丝杆能够承受的最大负荷，一般以动载荷为参考。

根据负载的大小、方向和工作条件等参数，可以参考滚珠丝杆的选型手册或使用相关计算公式进行计算。

2. 速度计算：根据应用的速度要求，计算滚珠丝杆的额定速度和临界转速。

额定速度是指滚珠丝杆能够正常运行的最大速度，临界转速是指滚珠丝杆在高速运转时可能出现的共振现象。

根据滚珠丝杆的直径、材料和润滑条件等参数，可以使用相关计算公式进行速度计算。

3. 功率计算：根据所需负载和速度，计算滚珠丝杆所需的功率。

功率是指滚珠丝杆传递的能量，需要根据负载和速度等参数进行计算。

根据滚珠丝杆的选型手册或使用相关计算公式，可以计算出所需功率。

4. 寿命计算：根据滚珠丝杆的工作条件和使用环境，计算滚珠丝杆的寿命。

寿命是指滚珠丝杆在正常工作条件下可以使用的时间或循环次数。

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。