滚珠丝杆的传动计算
滚珠丝杠、步进电机的扭矩值及轴承计算(37excel自动计算表格)
计算公式T=9550*P*η/n最高计算公式TL=为克服其重力产生的轴向阻力所须的力矩TL=轴向（重力）阻力值*（一圆周上的升角）距离值（即力*力臂）/机械效率及统一单位系数值=（m*g）*（Ph/2π）/(1000*η）举例为：m=157KG 举例为：Ph=5mm 举例为：V匀=5米/分世界通用值0.00065公斤.米²公斤.米²Kg.m²J值可由solidworks三维图直接查得。
该值举例丝杠总长1.8米，直径25mm;由solidworks三维图J1=5.4/10000公斤.米²；同时本例中：联轴器及本身的转动惯量值忽略不计。
初选滚珠丝杠轴规格d 32.00毫米mm滚珠丝杠回转轴的转动惯量J1初选滚珠丝杠轴长度L 800.00毫米mm水平移动的80KG重的工作台，通过丝杠转换为等效旋转，转动惯量的J2值J20.00040J2值可下图直接查得其计算公式为：通过丝杠J2=m*Ph²/(4*π²*i²)------本例传动比i=1水平及垂直安装的滚珠丝杠副计算项目2-1、垂直安装进给丝杠时进给电机功率值的确定：方法为：依据现场实际需求扭矩值来求步进电机的扭矩值：基本公式为：常取0.7-0.95电主轴最大扭矩时允许的主轴最高转速：Ph 10.00毫米mm 0.109米²/秒g Kg.m²1、电主轴计算：说明单位牛.米电主轴功率： P 千瓦KWN.M 参照洛轴厂样本5.5KW铣削电主轴值得。
单位符号66N.M值，参照洛轴厂样本5.5KW铣削电主轴的输。
电主轴扭矩： T 66数值符号机械效率：η0.955.5匀速运动速度该值举例为：m=157KG重的Z轴上升重量；采用珠丝杠或其他螺旋螺纹5mm螺距，带动其按5米/分向上匀速移动：则通用计算公式为：为克服其重力轴向阻力所须的力矩TL=轴向（重力）阻力值*（一的升角）距离值（即力*力臂）/机械效率及统一单值=（m*g）*（Ph/2π）/(1000*η）工作台重量N.m2.722牛顿.米N.m米/分公斤Kg n最高按其上公式计算得756转/分r/min157.00导程10mm滚珠丝杠或其他螺旋螺纹10mm螺距T=3*[TL（力学相关的阻力力矩）+Ts（牛顿惯性运动学相关的从静止到动态的惯性阻力力矩）]------具体见下：(其中:蓝色底为根据实际取值的--黄色底为公式套算所得的不变的数据)项目符号数值单位单位符号说明力学相关的阻力力矩TL TL m 通常取值0.7～0.95；滚珠丝杠值取0.9V匀 5.00机械传动效率值η牛顿.米Ts值是指：负荷及电机从静止启动，加速至工动速度为：V匀=5米/分。
滚珠丝杠计算
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。
滚珠丝杠是工具机械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复作用力。
滚珠丝杠计算:转矩和轴向力的换算公式如下：换算公式：N=Ec·A【K（fi2-f02）+b（Ti-T0）】轴向力*导程=电机输出扭矩*2*3.14*丝杠效率（90%以上）。
合格的主轴一般不会有轴向窜动。
但是在主轴的检验过程中有一道静刚度测试，分为轴向静刚度和径向静刚度。
径向静刚度就是在径向施加一定的推力，然后计算出一个单位为N/μ的数值即为检验标准。
用表指住端面前撬差值间隙基本认跳值要精测检验盘精校校误差静跳车跳差跳差值即轴向窜值。
机械元件在转矩作用下都会产生一定程度的扭转变形，故转矩有时又称为扭矩（torsional moment）。
转矩是各种工作机械传动轴的基本载荷形式，与动力机械的工作能力、能源消耗、效率、运转寿命及安全性能等因素紧密联系。
转矩的测量对传动轴载荷的确定与控制、传动系统工作零件的强度设计以及原动机容量的选择等都具有重要的意义。
转矩的原理使机械元件转动的力矩称为转动力矩，简称转矩。
机械元件在转矩作用下都会产生一定程度的扭转变形，故转矩有时又称为扭矩。
转矩是各种工作机械传动轴的基本载荷形式，与动力机械的工作能力、能源消耗、效率、运转寿命及安全性能等因素紧密联系，转矩的测量对传动轴载荷的确定与控制、传动系统工作零件的强度设计以及原动机容量的选择等都具有重要的意义。
此外,转矩与功率的关系T=9549P/n或T=P/Ω（Ω为角速度，单位为rad/s）。
电机的额定转矩表示额定条件下电机轴端输出转矩。
转矩等于力与力臂或力偶臂的乘积，在国际单位制(SI)中，转矩的计量单位为牛顿・米(N・m)，工程技术中也曾用过公斤力・米等作为转矩的计量单位。
电机轴端输出转矩等于转子输出的机械功率除以转子的机械角速度。
滚珠丝杠受力原理
滚珠丝杠受力原理1. 引言滚珠丝杠是一种常用于转换旋转运动为直线运动的机械传动装置。
它由丝杠和螺母组成，其中丝杠上有一定数量的滚珠，螺母上有相应数量的滚道，滚珠在滚道中滚动，通过螺母的移动来实现旋转运动到直线运动的转换。
滚珠丝杠的受力原理是指在滚珠和滚道之间的接触区域，滚珠和滚道之间存在着一定的力学关系。
了解滚珠丝杠的受力原理对于正确选择和使用滚珠丝杠具有重要意义。
本文将详细介绍滚珠丝杠受力原理的基本原理，包括滚珠丝杠的结构、滚珠与滚道之间的接触力分析、滚珠与滚道之间的摩擦力分析等内容。
2. 滚珠丝杠的结构滚珠丝杠主要由丝杠、螺母和滚珠组成。
其中，丝杠是一种带有螺纹的轴，螺母是与丝杠螺纹相配合的零件，滚珠则位于丝杠和螺母之间。
滚珠丝杠的结构如图所示：滚珠丝杠的丝杠和螺母上都有一定数量的滚道，滚道的形状可以是圆弧形、半圆形或V形等。
滚珠在滚道中滚动，通过螺母的移动来实现旋转运动到直线运动的转换。
3. 滚珠与滚道之间的接触力分析在滚珠丝杠中，滚珠与滚道之间存在着接触力。
接触力是指滚珠与滚道之间的力，它是滚珠丝杠传递力的关键。
滚珠与滚道之间的接触力可以通过以下几个方面进行分析：3.1 接触区域滚珠与滚道之间的接触区域是指滚珠与滚道之间实际接触的部分。
在滚珠丝杠中，滚珠与滚道之间的接触区域主要由滚珠的接触点和滚道的接触线组成。
3.2 接触压力接触压力是指滚珠与滚道之间的压力，它是由外部施加的力在接触区域上产生的。
在滚珠丝杠中，接触压力可以通过以下公式计算：P = F / A其中，P为接触压力，F为施加在滚珠上的力，A为滚珠与滚道之间的接触面积。
3.3 接触力分布滚珠与滚道之间的接触力分布是指接触区域内不同位置的接触力大小分布情况。
在滚珠丝杠中，滚珠与滚道之间的接触力分布不均匀，主要集中在滚珠的接触点和滚道的接触线上。
这是由于滚珠与滚道之间的接触是点对线的接触。
4. 滚珠与滚道之间的摩擦力分析在滚珠丝杠中，滚珠与滚道之间存在着摩擦力。
TBI-滚珠丝杠选型计算举例
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 = 0.035mm300mm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） 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 Ca≥39673N以Ca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： d0=40mm 丝杠底径： d=33.9mm 导程：Pho=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Fao = Fmax/3=11000/3 ≈ 3666 N丝杠螺纹长度Lu =L1-2LeL1=Lu+2Le=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)。
滚珠丝杠临界转速计算公式
滚珠丝杠临界转速计算公式滚珠丝杠在机械传动中扮演着重要的角色，而了解其临界转速的计算公式对于设计和应用都至关重要。
咱先来说说滚珠丝杠这玩意儿。
它就像机械世界里的“小能手”，能让各种部件精准地移动。
比如说在数控机床里，要是滚珠丝杠出了岔子，那加工出来的零件可就没准儿了。
那啥是滚珠丝杠的临界转速呢？简单来说，就是当滚珠丝杠转得太快，达到一个特定速度的时候，就会出现各种不稳定的情况，像振动啦、噪音啦，甚至可能会损坏。
所以，算出这个临界转速，就能让我们在使用滚珠丝杠的时候心里有底，知道它能跑多快，不会出问题。
滚珠丝杠临界转速的计算公式，那可是有讲究的。
一般来说，它跟滚珠丝杠的直径、长度、支撑方式，还有丝杠材料的特性等等都有关系。
就拿一个实际的例子来说吧。
我之前参与过一个自动化生产线的改造项目。
其中有一台设备，它的滚珠丝杠在运行的时候老是发出奇怪的声音，而且振动得厉害。
我们一开始以为是安装的问题，把它拆了重装，还是不行。
后来一琢磨，是不是转速超过了临界转速啊？于是赶紧去查资料，用公式算。
结果发现，还真是！原来的设计转速太高了，超过了这根滚珠丝杠能承受的极限。
经过一番调整，重新计算了合适的转速，问题就解决啦！设备运行得稳稳当当，效率也提高了不少。
这计算公式里，有几个关键的参数得搞清楚。
比如说丝杠的直径，直径越大，一般来说临界转速就越高。
还有长度，越长的话，临界转速就越低，就好像一根长长的竹竿比短竹竿更容易弯一样。
另外，支撑方式也很重要。
两端固定的支撑方式比一端固定一端游动的方式能承受更高的转速。
在实际应用中，可不能死套公式。
还得考虑到工作环境的温度、润滑情况，甚至是周围的电磁场等因素的影响。
总之，滚珠丝杠临界转速的计算公式虽然看起来有点复杂，但只要咱认真研究，结合实际情况，就能让滚珠丝杠在机械系统中发挥出最大的作用，让咱们的机器跑得又快又稳！。
滚珠丝杠选型计算经典版
滚珠丝杠及电机选型1.滚珠丝杠及电机选型计算1.1 确定滚珠丝杠副的导程据电机额定转速和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：32min max F F F m +=≈0F =108.2N 滚珠丝杠副当量转速：1502min max =+=n n n m rpm 1.3 滚珠丝杠副预期额定动载荷1.3.1按滚珠丝杠副预期工作时间计算：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w f =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m L 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 =6.7m ax 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δm()•≤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 L F 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最大距离，L=1580mm则有mm d m 42.1400125.010*******.108039.02=⨯⨯⨯≥ 1.6 导程精度的选择据X 向运动的定位精度要求达到0.005mm/1000mm ，则任意300mm 。
滚珠丝杠的扭矩和功率
•滚珠丝杠的直径，螺距，转速步骤/方法1.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。
2.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+μm g，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。
滚珠丝杆推力与扭矩计算公式
滚珠丝杆推力与扭矩计算公式
滚珠丝杆是传动机械中一种常用的零件，它的优点在于强度高，精度高，重量轻，受力均匀，使用寿命长，工作可靠等。
因此，滚珠丝杆的推力和扭矩的计算公式受到各种机械工程领域的关注。
首先，滚珠丝杆的推力可以按照以下公式计算：推力（N）=螺杆直径（mm）×推力系数（N/mm）×螺杆转速（r/min）。
其中，推力系数是根据滚珠丝杆的规格和材料确定的。
其次，滚珠丝杆的扭矩可以按照以下公式计算：扭矩（N·m）=螺杆直径（mm）×扭矩系数（N·m/mm）×螺杆转速（r/min）。
其中，扭矩系数也是根据滚珠丝杆的规格和材料确定的。
滚珠丝杆的推力和扭矩的计算公式是传动工程中不可缺少的重要组成部分。
它们可以帮助用户精确地计算滚珠丝杆的推力和扭矩，从而确定机械系统的运行参数，保证机械系统的安全运行。
此外，滚珠丝杆的推力和扭矩的计算公式还可以帮助用户了解滚珠丝杆的运行状态，从而准确地判断滚珠丝杆是否存在磨损、过载等问题，从而及时采取维修措施，延长滚珠丝杆的使用寿命。
总之，滚珠丝杆的推力和扭矩的计算公式是传动工程中不可或缺的重要组成部分。
它们有助于用户在安全、准确、可靠、高效地使用滚珠丝杆。
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滚珠丝杆的正常速度运行，非精准计算可以用以下公式：Ta=（Fa*I）/（2*3.14*n1）
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 ）；
Ta：驱动扭矩kgf.mm；
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：
Ta=（Fa*I）/（2*3.14*n1），设n1=0.94，得Ta=980*5/5.9032≈830N.mm=0.83N.M
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；
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）
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。
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