丝杆电机选型计算公式及计算实例

3873滚珠丝杠电机选型计算设计要求：夹具加工件重量：W1=300kg提升部位重量：W2=100kg行走最大行程：S= 1200mm最大速度：V=20000mm/min使用寿命：Lt=20000h滑动阻力：u=0。

01电机转数：N=1333RPM运转条件：v（m/min)加速下降时间：T1=0.75S匀速下降时间T2=3S减速下降时间T3=0.75St(sec) 加速上升时间T4=0.75S匀速上升时间T5=3S减速上升时间T6=0.75S 匀速下降3s1，螺杆轴径，导程，螺杆长度选定a：导程（l）由电机最高转数可得L大于或等于V/N=20000/1333=15mm即导程要大于15mm，根据THK样本得导程16mm即L=16mmb：轴负荷计算1，加速下降段a1=V/T=20000/60X0.75=444(mm/s2)=0.444m/s2f=u(W1+W2)xG=0.01(300+100)x9.8=40NF1=(W1+W2)xG-f-(W1+W2)xa1=(300+100)x9.8-40-(300+100)x0.444=3702N 2,匀速下降段F2=(W1+W2)xG-f=(300+100)x9.8-40=3880N3减速下降段F3=(W1+W2)xG-f+(W1+W2)xa1=(300+100)x9.8-40+(300+100)x0.444=4058N 4 加速上升段F4=(W1+W2)xG+f+(W1+W2)xa1=(300+100)x9.8+40+(300+100)x0.444=4137N 5，匀速上升段F5=(W1+W2)xG+f=(300+100)x9.8+40=3960N6, 减速上升段F6=(W1+W2)xG+f-(W1+W2)xa1=(300+100)x9.8+40-(300+100)x0.444=3784N由上得：加速上升时对轴产生的负荷最大即：F4=4137N1根据负荷可得轴直径F4=mDr。

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 丝杠许用轴向负载计算22L EI n P πα= (1.1)464d I π=(1.2)公式(1.2)带入(1.1)得42364d LE n P απ= (1.3)2 丝杠许用转速AEIgL N γπλβ22260= (2.1)kg N mm kg g /8.9*/10*7800·39-==ργ24d A π=(2.2)d Ld L d L E A EIg L N 2272293522221010*780010*10*08.214.3*260*8.01000*860260λλλρπβγπλβ≈===- 则d LN 22710λ≈ (2.3)(2.3)公式推导过程仅适用于丝杠材料密度为7800kg/m 33 丝杠导程、丝杠长度、轴径、导程角 3.1 丝杠导程确定maxmaxN V l =(3.1)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。

ma mg mg F ++=μ(3.3)丝杠水平安装时，匀加速移动状态为轴向负载值最大。

ma mg F +=μ(3.4)3.4 丝杠轴径确定公式(1.3)中，使F ≤P ，逆运算求d 1。

4/132164⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛≥E n PL d απ (3.5)根据长径比计算轴径d 2。

长径比通常必须小于60。

602≤d L得602L d ≥公式(2.3)中，使N ≥Nmax ，逆运算求d 3。

（丝杠材料为钢）722310*max *-≥λL N d(3.5)丝杠材料为其他时，使用下面公式 EL N d 32231060max*8ρβλπ≥(3.6)取),,m ax (321d d d d ≥3.5 丝杠导程角dlπβ=)tan( (3.7)4 基本额定载荷及寿命相关公式如下表：平均载荷计算如下：3/1332211333322321131⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++++=t N t N t N t N F t N F t N F F a a a am(4.1)平均转速如下321332211t t t t N t N t N N m ++++=(4.2)基本额定静载荷fs F F F Co a a a *),,m ax (321= (4.3)基本额定寿命6310*⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=am fF Ca L(4.4)mam m h N fF Ca N L L 6010*6063⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛== (4.5)l fF Ca Ll L am d 3610⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛== (4.6)如果有已知的L h ，可以用公式(4.5)反推Ca()23/110*60-=am h m fF L N Ca(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。

电机丝杠推力计算公式
在机械系统中，电机丝杠常被用来将旋转运动转化为线性运动。

电机丝杠的推力是一个关键参数，决定了系统能够传递的最大负载。

以下是电机丝杠推力的计算公式：
F = μ* Fn
其中，
F：电机丝杠的推力（N）
μ：摩擦系数，通常在0.05-0.3之间，取决于丝杠的表面处理和润滑情况Fn：电机丝杠的法向负载（N），即丝杠轴线方向上的负载
这个公式假设电机丝杠处于静态平衡状态，即丝杠的旋转速度为零。

在实际应用中，电机丝杠的旋转速度会影响推力的大小，需要进行相应的修正。

此外，电机丝杠的刚度和精度也会影响推力的大小。

在选择电机丝杠时，我们需要根据实际需求选择具有合适推力的型号。

如果需要更大的推力，可以选择那些表面处理更光滑、润滑更好的丝杠。

这些丝杠通常具
有更高效的传动性能，因此可以传递更大的推力。

另外，我们还可以选择具有更高刚度的电机丝杠，以确保在承受更大负载时仍能保持稳定的性能。

除了丝杠的选择，我们还需要根据实际应用情况调整电机的控制参数。

这包括电流、电压、频率等参数，以便确保电机丝杠能够在合适的负载下运行。

在调整控制参数时，我们需要密切关注电机的运行状态和负载情况，以便及时调整参数以确保电机丝杠的正常运行。

选择合适的电机丝杠并调整控制参数对于实现高效的传动性能至关重要。

正确的选择和调整可以确保电机丝杠在面对不同负载和运行条件时仍能保持稳定的性能，从而为我们的生产和生活带来更好的效益。

丝杆选型计算范文丝杆选型是指根据特定的工况和要求，在机械设计中选择合适的丝杆规格和型号，以确保丝杆在工作过程中的正常运行和较长的使用寿命。

丝杆选型的关键参数包括负载、速度、精度、额定寿命和效率等。

以下将详细介绍丝杆选型的计算方法。

以一台丝杆传动设备为例，其工作负载为F，丝杆轴向运动速度为v，工作精度要求为P，丝杆轴向运动的额定寿命为L，传动效率为η。

这些参数可以通过具体工况和需求来确定。

首先，计算丝杆的额定载荷。

额定载荷是指丝杆在长期运行过程中所能承受的最大载荷。

可以通过以下公式计算：F_R=F×S_F×S_L×S_H×S_P其中，F_R为丝杆的额定载荷；F为实际负载；S_F为工作系数，考虑负载类别、运动方向和启动停止次数等因素，通常取值为1.2-2；S_L为寿命系数，取决于额定寿命和工作寿命要求，通常取值为0.6-1；S_H为轨道系数，取决于丝杆导轨系统的类型，通常取值为1；S_P为精度系数，取决于工作精度的要求，通常取值为1-1.5接下来，计算丝杆的额定速度。

额定速度是指丝杆轴向运动的最大速度。

可以通过以下公式计算：v_R=v×S_v其中，v_R为丝杆的额定速度；v为实际速度；S_v为速度系数，取决于丝杆的类型和运动方式，通常取值为1-2然后，计算丝杆的效率。

丝杆传动的效率是指输入功率和输出功率之间的比值。

可以通过以下公式计算：η=η_f×η_m×η_l其中，η为丝杆的传动效率；η_f为丝杆蜗杆副传动效率，取决于蜗杆副的类型和传动比，通常取值为0.5-0.8；η_m为丝杆蜗轮传动效率，取决于蜗轮表面硬度、润滑性能和齿轮传动损失等因素，通常取值为0.9-0.95；η_l为丝杆轴向滑动传动效率，取决于材料性质、润滑状态和轴向力等因素，通常取值为0.85-0.95最后，根据丝杆的额定载荷、额定速度和效率选择合适的丝杆规格和型号。

丝杆垂直运动选型机械结构参数符号/公式数值单位速度V1=24m/mim滑动部分质量M=30kg丝杠部分长度L B= 1.4m丝杠直径D B=0.035m丝杠导程P B=0.025m连轴器质量M C=0.5kg连轴器直径D C=0.05m摩擦系数μ= 0.1移动距离L= 1.2m机械效率η= 0.9定位时间t= 3s加减速时间比A= 0.25外力F A=0 N移动方向与水平a = 90度轴夹角角度转化成弧度 1.5707963弧度SIN(a)=1COS(a)= 2.67949E-08重力加速度G=9.8m/s圆周率∂= 3.1416丝杆密度ῤ=7900kg/m31.速度曲线加速时间t0=t*A0.75s2.电机转速N M=V1/P B960rpm3.负荷转矩计算轴向负载F=F A+M*G(sina+μcosa)294.0000008N M负载转矩T L=F*P B/2∂η 1.299762333N M安全系数S=2电机惯量J M=0.0002kgm2根据实际情况输入数值（青色框）机械结构参数符号/公式数值单位J L=M(P B /2∂)20.000474941kg/m 2滚珠丝杠惯量J B =(∂/32)ῤL B D B 40.001629402kg/m2连轴器惯量J C =（1/8）M C D C 20.00015625kg/m2总负荷惯量J i=J L +J B +J C 0.002260593kg/m2启动转矩T S=(2∂ N M (J M +J i ))/60t 00.329821784Nm5.必须转矩必须转矩T M =(T L +T S )*S 3.259168233Nm4.克服惯量的加速转矩计算（也称：启动转矩）直线运动平台与负载惯量动选型计算 电机公式。

伺服电机与丝杆的选型计算案例那咱就来个简单又有趣的伺服电机与丝杆选型计算案例。

就比如说咱要做一个小型的自动化设备，这个设备呢是要把一些小零件从一个地方精准地推到另一个地方，就像把小珠子从一个盒子推到另一个盒子那样。

一、确定工作要求。

1. 负载重量。

首先得知道这个小零件有多重呀。

假设这个小零件加上推动它的小夹具啥的，总共重1千克，这就是咱们要推动的负载重量啦，简单吧。

2. 移动速度和距离。

3. 精度要求。

精度也很重要呢，咱们这个设备要求小零件的位置误差不能超过0.1毫米，就像小珠子必须非常精准地落到指定的小位置上。

二、丝杆选型计算。

1. 导程选择。

导程就是丝杆转一圈，螺母带着负载移动的距离。

咱先初步选个导程为5毫米的丝杆。

为啥呢？因为这样算起来比较简单嘛。

如果丝杆转得快，那小零件就能跑得快，要是导程太小，可能就转半天小零件也移动不了多远，就像小蚂蚁爬得太慢啦。

2. 确定丝杆的效率。

一般丝杆的效率大概在30% 80%之间。

咱就取个中间值，假设丝杆效率是50%。

这个效率就像一个小漏斗，能量在传递过程中会有损失，不是所有电机的力量都能完全用来推动小零件的。

3. 计算丝杆扭矩。

根据公式：扭矩 = （负载重量×重力加速度×丝杆导程）÷（2×π×丝杆效率）。

重力加速度咱取9.8米/秒²。

把数值带进去就是：扭矩 = （1×9.8×0.005）÷（2×3.14×0.5）≈ 0.0156牛·米。

这个扭矩就是丝杆需要的力气来推动小零件的，就像你推小推车，需要用多大的劲儿一样。

三、伺服电机选型计算。

1. 计算所需的转速。

根据移动速度和丝杆导程来算电机的转速。

转速 = （移动速度÷丝杆导程）×60。

把数值带进去就是：转速 = （0.1÷0.005）×60 = 1200转/分钟。