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滚珠丝杠选型计算

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。 1欢迎下载 1 丝杠许用轴向负载计算

22LEInP (1.1)

P 丝杠许用轴向负载 N

α 安全系数 0.5

E 杨氏模量 2.08*105 N/mm2 (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 mm4

464dI (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

42364dLEnP (1.3)

2 丝杠许用转速

AEIgLN22260 (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/s2

γ 丝杠材料比重(单位体积材料产生重力) N/mm3

kgNmmkgg/8.9*/10*7800·39

A 丝杠最小截面积 mm2

24dA (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 精品文档

。 2欢迎下载 固定-自由 λ=1.875

公式推导如下：

dLdLdLEAEIgLN2272293522221010*780010*10*08.214.3*260*8.01000*860260

则 dLN22710 (2.3)

(2.3)公式推导过程仅适用于丝杠材料密度为7800kg/m3

3 丝杠导程、丝杠长度、轴径、导程角

3.1 丝杠导程确定

maxmaxNVl (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/min

3.2 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。

mamgmgF (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。

mamgF (3.4)

3.4 丝杠轴径确定

公式(1.3)中，使F≤P，逆运算求d1。

4/132164EnPLd (3.5) 精品文档

。 3欢迎下载 根据长径比计算轴径d2。长径比通常必须小于60。

602dL

得 602Ld

公式(2.3)中，使N≥Nmax，逆运算求d3。（丝杠材料为钢）

722310*max*LNd (3.5)

丝杠材料为其他时，使用下面公式

ELNd32231060max*8 (3.6)

取 ),,max(321dddd

3.5 丝杠导程角

dl)tan( (3.7)

β 丝杠导程角

4 基本额定载荷及寿命

运转条件 轴向负载 平均转速 使用时间

匀加速运动 Fa1 N1 t1

匀速运动 Fa2 N2 t2

匀减速运动 Fa3 N3 t3

相关公式如下表：

丝杠水平 丝杠竖直

速度

mgmaFa1 mamgFa1 2max/1NN

mgFa2 mgFa2 max2NN

mgmaFa3 mamgFa1 2max/3NN

平均载荷计算如下：

3/1332211333322321131tNtNtNtNFtNFtNFFaaaam (4.1) 精品文档

。 4欢迎下载 平均转速如下

321332211ttttNtNtNNm (4.2)

基本额定静载荷

fsFFFCoaaa*),,max(321 (4.3)

Co 基本额定静载荷

N

fs 静态安全系数

正常运行

Fs=1~2

有振动、冲击 Fs=2~3

基本额定寿命

6310*amfFCaL (4.4)

mammhNfFCaNLL6010*6063 (4.5)

lfFCaLlLamd3610 (4.6)

L 丝杠寿命-转数 r

Lh 丝杠寿命-小时

h

Ld 丝杠寿命-行程 km

f 负载系数

几乎无振动、无冲击

f=1~1.2

稍有振动、冲击 f=1.2~1.5

强烈振动、冲击 f=1.5~3

如果有已知的Lh，可以用公式(4.5)反推Ca

23/110*60amhmfFLNCa (4.7)

根据计算得到的Ca、Co选择丝杠，丝杠的响应参数要大于计算值。

5 丝杠驱动扭矩

丝杠系统驱动扭矩可由下式计算

4321TTTTT (5.1)

T 丝杠驱动扭矩 Nm

T1 加速产生的扭矩 Nm 精品文档

。 5欢迎下载 T2 负载扭矩(匀速运动时的扭矩)

Nm

T3 预压扭矩

Nm

T4 其他扭矩

Nm

几乎无振动、无冲击

f=1~1.2

稍有振动、冲击 f=1.2~1.5

强烈振动、冲击 f=1.5~3

JT1 (5.2)

tN602 (5.3)

BASWJAJAJAJJ222 (5.4)

6210*2lmJWW (5.5)

6210*8dmJSS (5.6)

9210*4LdmS (5.7)

α

角加速度 rad/s

J 惯性矩/转动惯量 kgm2

JW 移动物基于丝杠换算的惯性矩 kgm2

JS 丝杠轴惯性矩 kgm2

JA 丝杠轴侧齿轮惯性矩（无齿轮时取0） kgm2

JB 电机侧齿轮惯性矩（无齿轮时取0） kgm2

mW 移动物质量 kg

mS 丝杠质量 kg

l 导程 mm

d 丝杠轴外径 mm

L 丝杠轴长度 mm

ρ 丝杠密度 kg/m3

A 减速比（无减速器时取1）

N 电机最终加速完成时的转速 r/min

t 加速时间 s

3210*2PlAT (5.8)

丝杠水平丝杠竖直mgmgP (5.9)

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。 6欢迎下载 P 丝杠轴向负载

N

l 导程 mm

A 减速比

35.0310*2tan05.0FalT (5.9)

Fa 预压负载 N

其他扭矩指除了上述扭矩之外产生的扭矩，例如支撑轴承的摩擦扭矩及油封滑动阻力扭矩等。

根据计算得到的T，可以选择电机。

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丝杆选型计算公式

丝杆选型计算公式

丝杆选型计算公式

丝杆选型是机械设计中的重要环节，合理的丝杆选型可以保证机械的正常运行和性能的发挥。丝杆选型的主要目标是确定丝杆的直径、螺距和材料等参数，以满足机械的运动要求，同时兼顾经济性和可靠性。

一、丝杆选型的基本参数

1.丝杆直径：丝杆的直径决定了丝杆的承载能力，直径越大，丝杆的承载能力越大。一般采用密歇根公式或者英国机械工程师协会公式来计算丝杆的承载能力。

2.螺距：螺距决定了每转一圈丝杆前进的距离，也就是丝杆的传动比。螺距越大，传动比越大，同样的驱动力可以实现更大的位移。

3.丝杆材料：丝杆的材料直接关系到其强度和耐磨性。常见的丝杆材料有碳钢、不锈钢和合金钢等。

二、丝杆选型的计算公式

1.丝杆承载能力的计算公式：

丝杆承载能力=π/4*(D^2-d^2)*σc

式中，D为丝杆的外径，d为丝杆的芯径，σc为丝杆材料的屈服强度。

2.丝杆的传动比计算公式：

传动比=π/p

式中，p为丝杆的螺距。 三、丝杆选型的步骤

1.确定所需的动力和运动参数，如负载力、转速、加速度等。

2.根据负载力和运动参数计算所需的丝杆承载能力，这时需要根据应力公式计算应力，然后根据选用的丝杆材料查找其屈服强度数值。

3.选择一个合适的丝杆直径，保证其承载能力能够满足需求。

4.根据所需的传动比计算丝杆的螺距，一般选择合理的传动比，既要满足运动要求，又要尽量减小负载力和功率的损耗。

5.最后根据所选的丝杆直径和螺距选择材料，一般根据经济性和耐磨性来选择。

以上就是丝杆选型的基本概念和计算公式，根据不同的应用和需求，丝杆选型的计算方法可能会有所不同。因此，在实际应用中，需要根据具体情况进行综合考虑和调整，以确保选用的丝杆满足机械设计的要求。

行星滚珠丝杆选型计算公式

行星滚珠丝杆选型计算公式

行星滚珠丝杆选型计算公式

引言。

行星滚珠丝杆是一种常见的传动元件，广泛应用于机械设备中，如数控机床、自动化设备、工业机器人等。在选型时，需要根据具体的工作条件和要求进行计算，以确保其能够满足工作要求并具有较长的使用寿命。本文将介绍行星滚珠丝杆的选型计算公式及其应用。

一、行星滚珠丝杆的基本结构。

行星滚珠丝杆由丝杆、螺母和滚珠组成。其中，滚珠通过螺母与丝杆相连，当丝杆旋转时，滚珠在螺母的导轨上滚动，从而带动螺母沿着丝杆移动。行星滚珠丝杆具有传动效率高、精度高、刚性好等优点，因此在工业领域得到广泛应用。

二、行星滚珠丝杆的选型计算公式。

在进行行星滚珠丝杆的选型计算时，需要考虑多个因素，如负载大小、工作速度、传动效率、丝杆直径等。下面将介绍行星滚珠丝杆选型计算的基本公式。

1. 计算负载。

首先需要计算行星滚珠丝杆所承受的负载。负载的计算公式为：

F = P / (π d η)。

其中，F为负载，P为所需的动力，d为丝杆直径，η为传动效率。

2. 计算速度。

接下来需要计算行星滚珠丝杆的工作速度。速度的计算公式为：

V = (π d n) / 1000。

其中，V为速度，d为丝杆直径，n为转速。 3. 计算动力。

根据负载和速度的计算结果，可以计算所需的动力。动力的计算公式为：

P = F V η。

其中，P为所需的动力，F为负载，V为速度，η为传动效率。

4. 计算丝杆直径。

最后需要根据所需的动力和速度计算出合适的丝杆直径。丝杆直径的计算公式为：

d = (P / (F V)) 1000 / π。

其中，d为丝杆直径，P为所需的动力，F为负载，V为速度。

三、行星滚珠丝杆选型计算的应用。

在实际的工程应用中，可以根据以上的计算公式，结合具体的工作条件和要求，来选择合适的行星滚珠丝杆。以一个数控机床为例，如果需要进行X、Y、Z三个方向的定位和移动，就需要分别计算出每个方向上的负载、速度、动力和丝杆直径，然后选择合适的行星滚珠丝杆型号。

(完整版)TBI滚珠丝杠选型计算举例讲解

(完整版)TBI滚珠丝杠选型计算举例讲解

安昂传动1传动世界

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) ln = 1200mm

固定端轴承到螺母间距离 Lk = 1200mm

设计后丝杠总长 = 1600mm

最大行程 = 1200mm

工作台最高移动速度 Vman = 14（m/min）

寿命定为 Lh = 24000工作小时。

μ= 0.1 （摩擦系数）

电机最高转速 nmax = 1800 （r/min）

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)

运转方式 轴向载荷

Fa=F+Fw （N） 进给速度

(mm/min) 工作时间比例 安昂传动2传动世界

无切削 F1=2000 V1=14000 q1=15

轻切削 F2=4000 V2=1000 q2=25

普通切削 F3=7000 V3=600 q3=50

重切削 F4=11000 V4=120 q4=10

Fa --- 轴向载荷 （N） F --- 切削阻力 （N） Fw --- 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

在此为了安全性考虑：Pho =10(mm)

运转方式 进给速度

(mm/min) 进给转速

滚珠丝杠的设计计算

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 0.03～0.05

G－溜板及刀架重力 G＝800N

②计算最大动负载F

F＝

L＝(60×n×T)/10

N=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/min

T-使用寿命，按15000h

-运动系数，取 ＝1.2

L－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=1862kg

③计算最大静负载

＝ × ＝2×1862＝3724N＜ ＝69678N