滚珠丝杠基础知识
滚珠丝杠2010参数
滚珠丝杠2010参数概述滚珠丝杠是一种常用于机械传动的装置，它具有高效、精密和稳定等特点。
本文将介绍滚珠丝杠2010参数及其相关知识。
1.滚珠丝杠的工作原理滚珠丝杠是由螺纹和滚珠组成的一种传动机构。
在滚珠丝杠中，滚珠被用来传递力量和减小摩擦，从而提高传动效率。
滚珠丝杠通过旋转螺纹使滚珠运动，从而实现任务的传递。
2.滚珠丝杠2010参数2.1直径滚珠丝杠的直径是指其螺纹的直径，它是影响滚珠丝杠承载能力和刚性的重要参数。
滚珠丝杠2010参数中的2010表示直径为20毫米，螺距为10毫米。
2.2螺距螺距是指螺纹每转一周所移动的距离。
在滚珠丝杠2010参数中，螺距为10毫米，表示螺纹每转一周所移动的距离为10毫米。
2.3丝杠导程丝杠导程是指螺纹结构上每个螺纹所移动的距离，通常以毫米表示。
在滚珠丝杠2010参数中，导程与螺距相等，均为10毫米。
2.4额定负载滚珠丝杠的额定负载是指滚珠丝杠所能承受的最大负载。
在滚珠丝杠2010参数中，额定负载通常以静载和动载两种情况下的最大负荷来表示。
2.5精度等级滚珠丝杠的精度等级是指滚珠丝杠制造精度的分类。
精度等级越高，滚珠丝杠的制造精度越高。
滚珠丝杠2010参数中，一般具有C3等级的制造精度。
2.6使用寿命滚珠丝杠的使用寿命是指在特定工作条件下，能够正常工作的时间。
滚珠丝杠2010参数中的使用寿命通常以表格形式给出，可以根据具体的使用需求选择合适的滚珠丝杠。
3.滚珠丝杠的应用滚珠丝杠广泛应用于各种机械设备中，包括搬运设备、自动化设备、工业机器人等。
它们通过滚珠丝杠的传动，实现了精密的位置控制和高效的运动控制。
4.滚珠丝杠的优势4.1高传动效率滚珠丝杠由于滚珠与丝杠的接触较小，摩擦损失较小，因此具有较高的传动效率。
4.2精密定位滚珠丝杠具有较高的刚性和精度，能够实现精确的位置控制和定位。
4.3负载能力滚珠丝杠可以承受较大的负载，具有较高的承载能力。
结论本文对滚珠丝杠2010参数进行了介绍，包括直径、螺距、丝杠导程、额定负载、精度等级和使用寿命等关键参数。
一目了然的滚珠丝杆的基础入门知识
一目了然的滚珠丝杆的基础入门知识滚珠丝杠的应用滚珠丝杠机构作为一种高精度的传动部件,大量应用在数控机床、自动化加工中心电子精密机械进给机构、伺服机械手、工业装配机器人、半导体生产设备、食品加工与包装、医疗设备等各种领域。
滚珠丝杠机构的结构如果将滚珠丝杠机构沿纵向剖开,可以看到它主要由丝杠、螺母、滚珠、滚珠回流管防尘等组成。
在图13-4中,各部分结构的作用如下:丝杠属于转动部件,是一种直线度非常高、上面加工有半圆形螺旋槽的螺纹轴,半圆形螺旋槽是滚珠滚动的滚道。
丝杠具有很高的硬度,通常在表面淬火后再进行磨削加工保证具有优良的耐磨性能。
丝杠一般与驱动部件连接在一起,丝杠的转动由电机直接或间接驱动。
既可以采用直联的方法,即将电机输出轴通过专用的弹性联轴器与丝杠相联传动比为1;也可以通过其他的传动环节使电机输出轴与丝杠相连,例如同步带、齿轮等(2) 螺母螺母是用来固定需要移动的负载的,其作用类似于直线导轨机构的滑块。
一般将所需要移动的各种负载(例如工作台、移动滑块)与螺母连接在一起,再在工作台或移动滑块上安装各种执行机构螺母内部加工有与丝杠类似的半圆形滚道,而且设计有供滚珠循环运动的回流管,螺母是滚珠丝杠机构的重要部件,滚珠丝杠机构的性能与质量很大程度上依赖于螺母。
(3)防尘片防尘片的作用为防止外部污染物进入螺母内部。
由于滚珠丝杠机构属于精密部件如果在使用时污染物(例如灰尘、碎屑、金属渣等)进入螺母,可能会使滚珠丝杠运动副严重磨损,降低机构的运动精度及使用寿命,甚至使丝杠或其他部件发生损坏,因此必须对丝杠螺母进行密封,防止污染物进入螺母4 滚珠在滚珠丝杠机构中,滚珠的作用与其在直线导轨、直线轴承中的作用是相同的,滚珠作为承载体的一部分,直接承受载荷,同时又作为中间传动元件,以滚动的方式传递运动。
由于以滚动方式运动,所以摩擦非常小。
(5) 油孔滚珠丝杠机构运行时需要良好的润滑,因此应定期加注润滑油或润滑脂。
滚珠丝杠你知多少，滚柱丝杠你又知多少？
滚珠丝杠你知多少，滚柱丝杠你⼜知多少？滚珠丝杠的是将螺杆轴与螺母滚道内装进钢珠后进⾏⽆限的滚动和循环的⼀种机械形式，从⽽产⽣将旋转运动转化为精确直线定位运动。
为减少钢珠在滚道内循环时产⽣的摩擦⼒矩，把丝杆和螺母滚道与钢珠的线接触设计成点接触结构。
单圆弧制造⼯艺简单；双圆弧制造⼯艺复杂，但精度保持性、载荷性能好。
双圆弧截形轴向刚度⼤于单圆弧截形，机床上普遍采⽤双圆弧截形的丝杠。
丝杆螺帽内滚珠循环有典型的4种结构：分别是：内循环、外循环、端盖循环、盖板循环当丝杠相对于螺母旋转时，丝杠的旋转⾯经滚珠推动螺母轴向移动，同时滚珠沿螺旋形滚道滚动，使丝杠和螺母之间的滑动摩擦转变为滚珠与丝杠、螺母之间的滚动摩擦。
滚珠通过回珠管从⼀端重新回到另⼀端。
分类插管式外循环形式内循环形式端盖式内循环形式特征适⽤⼤型滚珠丝杠适⽤体积⼩的滚珠丝杠适⽤⼤导程的丝杠螺母滚珠可⽤多圈滚珠×1回路可⽤壹圈滚珠×1个回路可⽤多圈滚珠×1个回路回路设计⽤多条回路⽤多条回路⽤多条回路螺母外径⽤于⼤直径⼤型螺母⽤于⼩直径⼩型螺母⽤于中直径、⼤直径以上螺母由此可看出，端盖式由于在同等螺母长度内，能有更多的滚珠，因此丝杆的性能更好。
⼯作原理：⾏星滚柱丝杠是⼀种将旋转运动转换为线性运动的机械装置。
在主螺纹丝杠的周围，⾏星布置了6-12个螺纹滚柱丝杠，滚柱螺母内使⽤的是⼩螺纹滚柱与主丝杠相互啮合，这时螺母的结构类似于⾏星齿轮箱。
众多的接触点使⾏星滚珠丝杠的承载能⼒⾮常强。
⾏星滚柱丝杠与滚珠丝杠的结构相似，区别在于⾏星滚柱丝杠载荷传递元件为螺纹滚柱，是典型的线接触；⽽滚珠丝杠载荷传递元件为滚珠，是点接触。
主要优势是有众多的接触点来⽀撑负载。
螺纹滚柱替代滚珠将使负载通过众多接触点迅速释放，从⽽能有更⾼的抗冲能⼒。
承载能⼒及寿命⾏星滚柱丝杠与滚珠丝杠的优势在于能够提供⾼于滚珠丝杠的额定动载和静载，螺纹滚柱替代滚珠将使负载通过众多接触线迅速释放，从⽽能有更⾼的抗冲击能⼒。
滚珠丝杆资料简介
滚珠丝杆资料简介滚珠丝杆是一种用于传动力和运动的机械装置。
它由精密制造的滚珠和threaded rod 组成，其中滚珠嵌入在threaded rod 上，用于减少摩擦和提高机械效率。
这使得滚珠丝杆比其他传动机制更加可靠、高效和精准。
本文将介绍滚珠丝杆的资料简介，包括材料选择、制造工艺、应用和市场趋势等。
1. 材料选择滚珠丝杆的性能和质量取决于它的材料选择。
常用的材料包括钢、不锈钢和铝。
钢材料的强度高，价格低廉，是最常用的材料之一。
不锈钢具有良好的耐腐蚀性和耐高温性，适用于在恶劣环境下使用。
铝材料轻，非常适合制造机械设备和仪器。
在材料选择时需要考虑到滚珠丝杆的使用环境、使用寿命和负荷等因素。
2. 制造工艺滚珠丝杆的制造过程需要高精度的加工技术，以确保其质量和精度。
滚珠的精度要求非常高，需要采用精密加工设备完成。
threaded rod 的加工也需要高精度的数控机床和磨床完成，以保证其尺寸和形状的精度。
滚珠丝杆的组装需要专业的技术和设备，以确保滚珠和threaded rod 的契合度和减少摩擦。
3. 应用滚珠丝杆广泛应用于各种机械设备和仪器中，包括数控机床、机器人、印刷机、医疗设备、航空航天设备等。
作为一种高效传动装置，滚珠丝杆可以减少摩擦，提高传动效率，同时由于其精度高，可以实现高精度定位和运动控制。
4. 市场趋势随着工业自动化程度的不断提高，滚珠丝杆的市场需求不断增加。
特别是在工业机器人、数控机床等高精度设备中的应用日益广泛，滚珠丝杆的市场前景十分广阔。
此外，随着医疗设备、航空航天、新能源等领域的不断发展，对于高精度和高可靠性的机械装置的需求也在不断增加。
因此，滚珠丝杆的市场前景非常看好。
综上所述，滚珠丝杆作为一种高效、精密的传动装置，具有广泛的应用前景和市场潜力。
在使用滚珠丝杆时需要选择合适的材料和制造工艺，并注意保养和维护，以确保其长期稳定的工作和高效的传动效率。
滚珠丝杠知识汇总
滚珠丝杠副特性滚珠丝杠传动系统是一个以滚珠作为滚动媒介的滚动螺旋传动的体系。
以传动形式分为两种：（1）将回转运动转化成直线运动。
（2）将直线运动转化成回转运动。
•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。
•高精度滚珠丝杠传动系统运动中温升较小，并可预紧消除轴向间隙和对丝杠进行预拉伸以补偿热伸长，因此可以获得较高的定位精度和重复定位精度。
•高耐用性钢球滚动接触处均经硬化（HRC58～63）处理，并经精密磨削，循环体系过程纯属滚动，相对对磨损甚微，故具有较高的使用寿命和精度保持性。
•同步性好由于运动平稳、反应灵敏、无阻滞、无滑移，用几套相同的滚珠丝杠传动系统同时传动几个相同的部件或装置，可以获得很好的同步效果。
•高可靠性与其它传动机械，液压传动相比，滚珠丝杠传动系统故障率很低，维修保养也较简单，只需进行一般的润滑和防尘。
在特殊场合可在无润滑状态下工作。
•无背隙与高刚性滚珠丝杠传动系统采用歌德式（Gothic arch）沟槽形状（见图2.1.2—2.1.3）、使钢珠与沟槽达到最佳接触以便轻易运转。
若加入适当的预紧力，消除轴向间隙，可使滚珠有更佳的刚性，减少滚珠和螺母、丝杠间的弹性变形，达到更高的精度。
现代制造技术的发展突飞猛进，一批又一批的高速数控机床应运而生。
它不仅要求有性能卓越的高速主轴，而且也对进给系统提出了很高的要求：(1)最大进给速度应达到40m/min或更高；(2)加速度要高，达到1g以上；(3)动态性能要好，达到较高的定位精度。
高速滚珠丝杠副是指能适应高速化要求(40 m／min以上)、满足承载要求且能精密定位的滚珠丝杠副，是实现数控机床高速化首选的传动与定位部件。
滚珠丝杠基础知识
滚珠丝杠基础知识(上)来源: 微小型轴承网 2006-4-19 8:52:001 滚珠丝杠公称直径与公称导程组合、制造范围3 滚珠丝杠副的结构类型、编号方法5 滚珠丝杠副的精度5.1 精密等级根据使用范围及要求将滚珠丝杠副分为定位滚珠丝杠幅(P)传动滚珠丝杠副(T)，精度分为七个等级，即1、2、3、4、5、6、7、10级，1级精度最高，依次降低。
5.2行程偏差和行程变动量根据滚珠丝杠副类型按下表检验5.2.1 有效行程内的行程偏差ep与行程变动量VUP:有效行程是有精度要求的行程长度LULu=Lx+2La+LnLa安全行程La=(1-2)ph Lx机械最大行程Ln螺母的长度ph公称导程E1-E2按国家标准GB/T17857.3-1998，“滚珠丝杠副的验收条件和验收检验”。
见附表1。
5.2.2 300mm行程内与2π弧度行程内行程变动量V300P与V2 π pE3-E4按国家标准GB/T17857.3-1998，“滚珠丝杠副的验收条件和验收检验”。
见附表1续。
5.2.3 余程Le余程是没有精度要求的行程长度。
余程表66 行程补偿值C6.1 滚珠丝杠的热变形将导致长度、定位精度变化，热变形可由下式给出：δt=α*△t*Lu (公式1)α-热膨胀系数(12.0*10-6)△t -温升(一般取2-4℃)Lu-有效行程(Lu=Lx+2La+Ln)或Lu=L1-2LeL1-螺纹全长Le-余程Le见表66.2 目标行程Phs为了补偿由于热膨胀或弹性变形引起的丝杠长度变化，将滚珠丝杠的导程制造得稍大于或小于公称导程，着根据实际需要提出得含有方向目标要求的导程叫目标导程。
目标导程乘以丝杠上的有效圈数叫目标行程。
6.3 目标偏差C目标行程和公称行程之差叫行程偏差C，为了补偿热变形的影响，行程偏差C=δt(δt见公式1)并为负值。
6.4 丝杠的预拉伸力规定了行程偏差C的滚珠丝杠副，在采用固定-固定安装方式时，还可以采用丝杠预拉伸的方法来进一步补偿热变形，预拉伸力Ft:Ft=δt*A*E/ Lu=α*△t*E*(πd22/4)(公式2)E-弹性模量2.1×105Mpa(即2.1×105N/mm2)d2-丝杠底径(mm)△t-温升(一般取2-4℃)7 基本额定载荷及寿命7.1 轴向基本额定静载荷Coa 滚珠丝杠副在承受最大接触应力处产生不大于0.000 1倍的钢球直径的永久变形时，所能承受的最大轴向载荷。
滚珠丝杠技术参数
滚珠丝杠技术参数
滚珠丝杠是一种常见的传动元件，主要用于机械设备中的直线运动。
以下是滚珠丝杠的一些技术参数：
1. 基本参数：滚珠丝杠包括导丝杆和螺母两部分。
导丝杆的直
径和导程是衡量其尺寸的主要参数，一般的标准规格有：16×5、
20×6、25×5、25×10、32×6、32×10、40×8等。
2. 精度等级：滚珠丝杠的精度等级主要取决于螺母的制造精度。
一般分为C0、C1、C2、C3、C5、C7等，其中C0表示最低的精度等级，C7则为最高的精度等级。
3. 承载能力：滚珠丝杠的承载能力和导丝杆的直径有关，直径
越大承载能力就越大。
一般来说，承载能力是以N为单位表示的，常
见的有：500N、1000N、2000N、4000N等。
4. 工作温度：滚珠丝杠的工作温度一般在-30℃~+120℃之间，
具体的温度范围取决于材质和润滑方式等因素。
5. 驱动方式：滚珠丝杠的驱动方式有两种：手动和电动。
手动
滚珠丝杠需要人工转动螺母，而电动滚珠丝杠可以通过电机实现自动
转动。
6. 使用寿命：滚珠丝杠的使用寿命与运动速度、载荷大小、使
用环境、润滑方式等因素有关。
一般来说，其使用寿命可以达到几万
个小时以上。
以上是滚珠丝杠的一些常见技术参数，不同规格和品牌的滚珠丝
杠具体参数会有所不同。
滚珠丝杠基础知识
滚珠丝杠基础知识上来源: 2006-4-19 8:52:001 滚珠丝杠公称直径与公称导程组合、制造范围3 滚珠丝杠副的结构类型、编号方法5 滚珠丝杠副的精度精密等级根据使用范围及要求将滚珠丝杠副分为定位滚珠丝杠幅P传动滚珠丝杠副T,精度分为七个等级,即1、2、3、4、5、6、7、10级,1级精度最高,依次降低;行程偏差和行程变动量根据滚珠丝杠副类型按下表检验有效行程内的行程偏差ep与行程变动量VUP:有效行程是有精度要求的行程长度LULu=Lx+2La+LnLa安全行程La=1-2ph Lx机械最大行程Ln螺母的长度ph公称导程E1-E2按国家标准GB/,“滚珠丝杠副的验收条件和验收检验”;见附表1;300mm行程内与2π弧度行程内行程变动量V300P与V2 π pE3-E4按国家标准GB/,“滚珠丝杠副的验收条件和验收检验”;见附表1续;余程Le余程是没有精度要求的行程长度;余程表66 行程补偿值C滚珠丝杠的热变形将导致长度、定位精度变化,热变形可由下式给出：δt=α△tLu 公式1α-热膨胀系数10-6△t -温升一般取2-4℃Lu-有效行程Lu=Lx+2La+Ln或Lu=L1-2LeL1-螺纹全长Le-余程Le见表6目标行程Phs为了补偿由于热膨胀或弹性变形引起的丝杠长度变化,将滚珠丝杠的导程制造得稍大于或小于公称导程,着根据实际需要提出得含有方向目标要求的导程叫目标导程;目标导程乘以丝杠上的有效圈数叫目标行程;目标偏差C目标行程和公称行程之差叫行程偏差C,为了补偿热变形的影响,行程偏差C=δtδt见公式1并为负值;丝杠的预拉伸力规定了行程偏差C的滚珠丝杠副,在采用固定-固定安装方式时,还可以采用丝杠预拉伸的方法来进一步补偿热变形,预拉伸力Ft:Ft=δtAE/ Lu=α△tEπd22/4公式2E-弹性模量×105Mpa即×105N/mm2d2-丝杠底径mm△t-温升一般取2-4℃7 基本额定载荷及寿命轴向基本额定静载荷Coa 滚珠丝杠副在承受最大接触应力处产生不大于倍的钢球直径的永久变形时,所能承受的最大轴向载荷;轴向基本额定载荷Ca：一组相当数量相同参数的滚珠丝杠副,在相同的条件下,运转106转时,90%的滚珠丝杠副的螺纹滚道的表面或钢球的表面不发生疲劳点蚀所能承受的最大轴向载荷;Coa和Ca在样本中已经给出,可以查找选用预期寿命Lh –用预期运行时间表示hLs –用预期运行距离表示km直径偏大,而不经济;故通常推荐Lh按表7选择;滚珠丝杠副的当量载荷Fm及当量转速nm：滚珠丝杠副在转速n1 n2……ni条件下,工作时间分别是t1t2……ti所受载荷分别是F1 F2 (i)额定动载荷下限值的Cam计算：滚珠丝杠副在当量载荷Fm及当量转速nm条件下运转,达到预期寿命Lh或Ls时所能承受的最大轴向载荷Cam,设计时选用滚珠丝杠副的Ca≥Cam按滚珠丝杠副的预期工作时间Lh计算：N公式5或按滚珠丝杠副的预期运行距离Ls计算：N公式6fa 为精度系数,根据预定的精度按表8选取：fw 为载荷系数,按表9选取：额定静载荷下限值Coam计算：Coa≥Coam=fsFmax公式7Fs 安全系数;一般为,有冲击、震动的运动Fmax是外加在滚珠丝杠副上的最大轴向载荷8 滚珠丝杠副安装部位的形位公差图2E5-E11见国家标准GB/,“滚珠丝杠副的验收条件和验收检验”;见附表2;9 滚珠丝杠副的预紧与轴向接触刚性预紧的目的预紧就是在滚珠丝杠副内,预先施加轴向载荷Fp;图3是外加轴向载荷Fa和滚珠之间轴向弹性变形δ的关系曲线,曲线1为无预紧状态,曲线2为有预紧状态,Fp是相当于预紧力大小的外加轴向载荷;表10是有或无预紧的情况下,滚珠丝杠副在承受不同的外加轴向载荷Fa时,滚道与滚珠之间轴向弹性变形δ;由表10可见预紧的目的时,消除滚珠丝杠副的轴向间隙,提高滚珠丝杠副的轴向接触刚性K,并且在外加轴向载荷小于3倍预紧力的情况下,轴向刚性K是常数但Fa>3F p后,予压消失图3预紧的方式滚珠丝杠副的轴向接触刚性K样本上给出的刚度值仅考虑滚道与滚珠之间的轴向变形,不考虑螺母本身及丝杠本身的变形;不预紧的滚珠丝杠副的轴向接触刚性Ka由于其轴向刚性是随外加轴向载荷Fa增大而增大的,所以样本中规定不预紧的滚珠丝杠副轴向接触刚性,是外加轴向载荷等于时的轴向接触刚性值,当实际施加的外加载荷Fa不等于时,对应的轴向接触刚度Ka按下式计算：Ka=KFa/1/3 N/μm 公式8K-样本上的刚度值N/μmCa-样本上的额定载荷NFa-实际工作施加的动载荷N预紧滚珠丝杠副的轴向接触刚性KaKa随着预紧力Fp的增大而增大,在滚珠丝杠副承受最大轴向载荷Fmax≤3Fp 范围内Ka是一个常数,但预紧力Fp太大,会导致发热量增加,寿命减少;所以预紧力Fp按Fp=Fmax/3选取,并大致符合表12要求,当Fmax不知道时,推荐按表12选用;样本中预紧滚珠丝杠副的轴向接触刚度K按预紧力Fp=给出增大滚珠直径预紧按F p=给出,当预紧力Fp不是样本上的数值时,Ka也与样本上的数值不同;此时Ka可按下式计算Ka=KFp/εCa1/3 公式9ε=增大滚珠直径预紧时ε=Fp-滚珠丝杠副的预紧力NCa-样本上的额定动载荷N10 滚珠丝杠副的转矩理论动态预紧转矩Tpo:有预加载荷的滚珠丝杠副,在没有外加载荷的情况下,丝杠与螺母相对连续转动所需力矩不包含螺母两端密封件的摩擦力矩Tpo=10-3FpPh/2π1-η2/η Nm 公式10Fp-轴向预加载荷NPh-导程mmη-传动效率精度：级取η=,级取η=,级取η=最大动态预紧转矩Tpmax:丝杠与螺母相对连续转动时,实际动态预紧矩以理论动态预紧转矩为中心上下波动,允许的波动范围ΔTp称动态预紧转矩公差,ΔTp见国家标准GB/,“滚珠丝杠副的验收条件和验收检验”;见附表2续E12;Tpmax=Tpo×1+ΔTpNm公式11正传动转矩将回转运动转变为直线运动称正传动;Ta=10-3 FaPh/2πη1Nm公式12Ta-加在滚珠丝杠副上的驱动力矩η1-正传动效率Fa-滚珠丝杠副承受的轴向载荷N逆传动转矩将直线运动转化为回转运动称为逆传动;Tb=10-3 FaPhη2/2πNm公式13Tb-加在滚珠丝杠副上防逆转动的力矩η2-逆传动的效率滚珠丝杠副的安装方式安装方式对滚珠丝杠副承载能力,刚性及最高转速有很大影响;常见安装方式有以下四种情况见图41固定-自由；2支承-游动3固定-固定图中以左端轴承作轴向定位,各符号的意义见表13 2支承——游动3固定——游动4固定——固定图中设b1≥b2< span>滚珠丝杠基础知识下来源: 2006-4-19 8:52:00滚珠丝杠副的传动系统的轴向刚性滚珠丝杠副传动系统的刚性包括轴向刚性及扭转刚性;扭转刚性与丝杠联轴器、传动齿轮、电机及控制系统有关,由于扭转刚性对定位精度的影响比轴向刚性的影响小的多,一般设计时就忽略,在高精度定位传动设计需要考虑时,欢迎咨询;滚珠丝杠副传动系统的轴向弹性定位δf与滚珠丝杠副传动系统的轴向刚性Kf关系如下：δf=Fa/Kf 公式141/ Kf=1/KS+1/KN+1/KB+1KH 公式15δf-滚珠丝杠副传动系统的弹性位移μFa-滚珠丝杠副承受的轴向载荷NKf-滚珠丝杠副承受的轴向刚性N/μKS-丝杠的轴向刚性N/μKN-螺母的轴向刚性N/μKB-支撑轴承的轴向刚性N/μKH-螺母安装座及轴承座的轴向刚性N/μ丝杠的轴向刚性KS丝杠的轴向刚性KS与丝杠的安装方式有关,并且随螺母在丝杠上的位置a变化而变化;如固定-自由、支承-游动、固定-游动安装方式中,在a=L2的KS达最大,在a=L3时KS达最小,a是螺母到丝杠轴向位置定位轴承处的距离;按照丝杠的安装方式不同,对实心丝杠有以下分析：丝杠安装方式图4中固定--自由、固定--游动、支承--游动KS=πd22E×10-3/4a= d22×102/a N/μm公式16Ksmin= d22×102/L3 N/μm公式17Ksmax= d22×102/L2 N/μm公式18安装方式图4中固定--固定、固定--游动、支承--游动KS=πd22ELz×10-3/4aLz-a= d22Lz×102/4aLz-a N/μm公式19 Ksmin= d22×102/ Lz N/μm公式20Ksmax= d22Lz×102/4L5Lz-L5 N/μm公式21式中：d2-滚珠丝杠螺纹底径mmE-弹性模量×105Mpa即×105N/min2L2、L3、Lz、L5见表13,单位mm螺母的轴向刚性Kn样本上滚珠丝杠副的轴向刚性K值,仅考虑了滚珠与滚道的包括丝杠的滚道之间在承受轴向载荷后的弹性变形,未考虑到螺母本体也有变形,在螺母本体尺寸基本符合样本情况下Kn= N/μm公式22Ka按公式8或9计算支承轴承的轴向刚性KBKB也与滚珠丝杠的支承方式有关对固定--自由、固定--游动、支承--游动的安装方式KB等于固定端-对轴承组的刚度Kb1即KB=Kb1 N/μm公式23对固定--固定的安装方式KB = Kb1+ Kb2 N/μm公式24Kb1、Kb2分别式左右两端轴承组的刚度,可以查阅轴承手册得到螺母座及轴承安装座的轴向刚性KH在机构设计时,注意加强此处刚性;就可忽略的KH影响;滚珠丝杠副传动系统的轴向刚性Kf对位置精度的影响;Kf引起的正反向间隙δxδx=2F0/Kfmin=2F0/1/Ksmin+1/Kn+1/KB≤δsμm 公式25δs机床或机械规定的正反向间隙或失动量Kf引起的最大行程范围内的定位误差δdδd=F01/ Ksmin -1/ Ksmaxs μm 公式26δd≤δs-Vu μm 公式27δg机床或机械规定的最大行程范围内的定位误差;滚珠丝杠副有效行程上的行程变动量见附表1Ksmin、Ksmaxs、Kn、KB见公式16—公式24估算P类滚珠丝杠副螺纹滚道允许的最小底径d2m比螺母刚性Kn低,比轴承刚性KB更低,所以在滚珠丝杠副的初步计算时,估算丝杠螺纹底径d2时,可不考虑螺母及轴承刚性,按下步骤：估算允许的滚珠丝杠最大弹性变形量δm按定位精度的1/4-1/5或正反向间隙又称反向死区或失动量的1/5-1/6中较小的值定为δmμm根据丝杠的安装方式来估算最小底径d2m安装方式：固定--自由、支承--游动、固定--游动安装方式：固定--固定上两式中:δm-允许的最大弹性变形量μmE-弹性模量×105N/mm2L3-螺母至固定端处最大距离mm见表13LZ-两端固定支承的距离mm见表13F0-为检测位置精度空运转时,作用在滚珠丝杠副上的轴向载荷N;一般F0≠Fmax 滚珠丝杠副的许用转速、Dn值滚珠丝杠副的许用转速滚珠丝杠副转速过高,会产生共振,影响正常运转,损坏机器,为确保不发生共振,所容许的最高转速nc：nmas-滚珠丝杠副的最高工作效率r/minα-安全系数α=E-弹性模量E=×105MpaI-丝杠剖面最小惯性转矩I=πd22/64d2-螺纹底径mmg-重力加速度r-材料比重r=×10-5Nmm3A-螺纹底径面积A=πd22/4mm2Lc-计算许用转速nc用的安装距离mm固定--自由、支承--游动、固定--游动安装方式中,Lc =L4见表13,固定--固定安装方式中Lc =L5见表13;λ、f-安装系数;见表14滚珠丝杠副的Dn值精密等级1-5级d0·nmax≤70000 公式31 精密等级7-10级d0·nmax≤50000 公式32 d0-滚珠丝杠的节圆直径mmnmax -滚珠丝杠副的最高转速r/min滚珠丝杠副的临界压缩载荷、强度计算滚珠丝杠副的临界压缩载荷Pc为保证丝杠的压杆稳定性,需要规定丝杠所能承受的最大的压缩载荷Pc;Fmax≤Pc=K1K2π2EI/Ly2=K1Kcd24×104/ Ly2 N 公式33Fmax -作用在滚珠丝杠副上的最大轴向压缩载荷E-弹性模量E=×105MpaI-丝杠剖面最小惯性转矩I=πd22/64d2-丝杠底径mmK1-安全系数;丝杠垂直安装K1=1/2,丝杠水平安装K1=1/3K2 、Kc-与丝杠支承型式有关的系数见表14Ly-计算临界压缩载荷Pc用的安装距离mm固定--自由、支承--游动、固定--游动安装方式中,Ly =L3 见表13,固定--固定安装方式中,Ly =L5 见表13;滚珠丝杠副的强度计算对安装间距比较小的传动T类滚珠丝杠副,需进行强度计算,所允许在滚珠丝杠副上最大轴向载荷FmaxFmax≤σA=115 d22N 公式34σ-许用应力σ=147MpaN/mm2A-螺纹底径面积A=πd22/4mm2d2-丝杠底径mm即mm公式35滚珠丝杠副设计使用中应注意的问题1为提高滚珠丝杠副的使用寿命和精度,应使作用在螺母上的合力通过丝杠轴心,以保证滚珠受力均匀,避免倾覆力;2放逆转：滚珠丝杠副传动逆效率高,应考虑在电机停电后,因部件自重而产生螺旋副的逆传动特别是在垂直方向上传动时,防止逆传动的方法可采用：停电自锁的电机、蜗轮蜗杆机构、离合器等方式;3滚珠丝杠副在行程两端应有行程保护装置,以防止越程后滚珠丝杠副受撞击而影响精度、使用寿命甚至损坏;4防止热变形：热变形对精密螺旋传动的定位精度有着重要的影响;其热源不单是螺旋副的摩擦热,还有其他机械部件工作时产生的热,致使丝杠热膨胀而伸长;为此必须分析热源的各因素,采用措施控制热源,还可以采用预拉伸、强制冷却等减少热变形对丝杠的伸长的影响;5细长而又水平放置的丝杠,因自重使轴线产生弯曲变形,是影响导程累积误差的因素之一,还会使螺母受载不均;设计细长丝杠时,应考虑防止或减小自重弯曲变形的措施;6防护与密封：尘埃和杂质进入滚道会妨碍滚动体运动流畅,会加速滚动体与滚道的磨损,使滚动螺旋副丧失精度;为此需要防尘措施;博特牌滚珠丝杠副在螺母两端已安装防尘圈若不需要安装请与我方联系,为避免丝杠外露,用户还需要为丝杠选择防护装置;7合理润滑是减小驱动转矩、提高传动效率、延长螺旋副使用寿命的重要环节;接触表面的油膜还有吸振、减小传动噪声和冲洗丝杠上的粉尘等杂物的作用;因此要注入润滑脂;在螺母上还有油孔,用户可旋入油嘴,再采用其他合适的润滑方式;8正确选择预紧力：我公司的滚珠丝杠副出厂时已经按要求调节好您所需要的预紧力,如果使用过程中有超程或需要拆卸请及时与我公司联系,以便从新调整安装;严禁自行拆卸滚珠丝杠副的各个部件,以免影响其精度;严禁敲击和拆卸导珠管,以免造成滚珠堵塞,运转不流畅;9建议采用适应于数控机床的大接触轴承以提高传动刚度;10用内循环滚珠丝杠副,必须使丝杠螺纹两端中至少有一端的滚珠螺纹是通牙,并该端所有外圆尺寸均小于丝杠螺纹底径d2,否则无法装配螺母;d2参看样本;11水平位置采用外循环滚珠丝杠副,最好是插管放置再丝杠轴线上面;12为便于丝杠加工,丝杠上最大外圆处的直径最好不要大于丝杠的外径d1d1参看样本;滚珠丝杠副的设计计算程序备注：1.程序2Ph≥IVmax/njI-传动比,电机直联丝杠时I=1nj-电机的最高转数Vmax-机械最高运转速度mm/min2. 程序3ni=Vi/Ph r/minVi-机械各级运行速度mm/minPh-已选定的丝杠导程mm3．程序7根据上面程序已计算出Ph,Ca的及d2的下限值,从样本中选滚珠丝杠副的型号规格;注意：从样本中所选滚珠丝杠副的Ca及d2不宜过大,否则会使滚珠丝杠副的转动惯量增大、驱动力矩增大,结构尺寸偏差,造成制造成本增高;设计计算程序如下：附表1、附表2。
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滚珠丝杠基础知识(上)
来源: 微小型轴承网 2006-4-19 8:52:00
1 滚珠丝杠公称直径与公称导程组合、制造范围
3 滚珠丝杠副的结构类型、编号方法
5 滚珠丝杠副的精度
5.1 精密等级
根据使用范围及要求将滚珠丝杠副分为定位滚珠丝杠幅(P)传动滚珠丝杠副(T)，精度分为七个等级，即1、2、3、4、5、6、7、10级，1级精度最高，依次降低。
5.2行程偏差和行程变动量
根据滚珠丝杠副类型按下表检验
5.2.1 有效行程内的行程偏差ep与行程变动量VUP:
有效行程是有精度要求的行程长度LU
Lu=Lx+2La+LnLa安全行程La=(1-2)ph Lx机械最大行程Ln螺母的长度ph公称导程
E1-E2按国家标准GB/T17857.3-1998，―滚珠丝杠副的验收条件和验收检验‖。
见附表1。
5.2.2 300mm行程内与2π弧度行程内行程变动量V300P与V2 π p
E3-E4按国家标准GB/T17857.3-1998，―滚珠丝杠副的验收条件和验收检验‖。
见附表1续。
5.2.3 余程Le
余程是没有精度要求的行程长度。
余程表6
6 行程补偿值C
6.1 滚珠丝杠的热变形将导致长度、定位精度变化，热变形可由下式给出：
δt=α*△t*Lu (公式1)
α-热膨胀系数(12.0*10-6)
△t -温升(一般取2-4℃)
Lu-有效行程(Lu=Lx+2La+Ln)或Lu=L1-2Le
L1-螺纹全长Le-余程Le见表6
6.2 目标行程Phs
为了补偿由于热膨胀或弹性变形引起的丝杠长度变化，将滚珠丝杠的导程制造得稍大于或小于公称导程，着根据实际需要提出得含有方向目标要求的导程叫目标导程。
目标导程乘以丝杠上的有效圈数叫目标行程。
6.3 目标偏差C
目标行程和公称行程之差叫行程偏差C，为了补偿热变形的影响，行程偏差C=δt(δt见公式1)并为负值。
6.4 丝杠的预拉伸力
规定了行程偏差C的滚珠丝杠副，在采用固定-固定安装方式时，还可以采用丝杠预拉伸的方法来进一步补偿热变形，预拉伸力Ft:
Ft=δt*A*E/ Lu=α*△t*E*(πd22/4)(公式2)
E-弹性模量2.1×105Mpa(即2.1×105N/mm2)
d2-丝杠底径(mm)
△t-温升(一般取2-4℃)
7 基本额定载荷及寿命
7.1 轴向基本额定静载荷Coa 滚珠丝杠副在承受最大接触应力处产生不大于0.0001倍的钢球直径的永久变形时，所能承受的最大轴向载荷。
7.2 轴向基本额定载荷Ca：一组(相当数量)相同参数的滚珠丝杠副，在相同的条件下，运转106转时，90%的滚珠丝杠副的螺纹滚道的表面或钢球的表面不发生疲劳点蚀所能承受的最大轴向载荷。
Coa和Ca在样本中已经给出，可以查找选用
7.3 预期寿命
Lh –用预期运行时间表示(h)
Ls –用预期运行距离表示(km)
直径偏大，而不经济。
故通常推荐Lh按表7选择。
7.4 滚珠丝杠副的当量载荷Fm及当量转速nm：
滚珠丝杠副在转速n1 n2......ni条件下，工作时间分别是t1t2......ti所受载荷分别是F1 F 2 (i)
7.5 额定动载荷下限值的Cam计算：
滚珠丝杠副在当量载荷Fm及当量转速nm条件下运转，达到预期寿命Lh或Ls时所能承受的最大轴向载荷Cam，设计时选用滚珠丝杠副的Ca≥Cam
7.5.1 按滚珠丝杠副的预期工作时间Lh计算：
(N)(公式5)
7.5.1或按滚珠丝杠副的预期运行距离Ls计算：
(N)(公式6)
fa 为精度系数，根据预定的精度按表8选取：
fw 为载荷系数，按表9选取：
7.6 额定静载荷下限值Coam计算：
Coa≥Coam=fsFmax(公式7)
Fs 安全系数。
一般为1.2-2，有冲击、震动的运动1.5-3 Fmax是外加在滚珠丝杠副上的最大轴向载荷
8 滚珠丝杠副安装部位的形位公差
图2
E5-E11见国家标准GB/T17857.3-1998，―滚珠丝杠副的验收条件和验收检验‖。
见附表2。
9 滚珠丝杠副的预紧与轴向接触刚性
9.1 预紧的目的
预紧就是在滚珠丝杠副内，预先施加轴向载荷Fp。
图3是外加轴向载荷Fa和滚珠之间轴向弹性变形δ的关系曲线，曲线1为无预紧状态，曲线2为有预紧状态，Fp是相当于预紧力大小的外加轴向载荷。
表10是有或无预紧的情况下，滚珠丝杠副在承受不同的外加轴向载荷Fa时，滚道与滚珠之间轴向弹性变形δ。
由表10可见预紧的目的时，消除滚珠丝杠副的轴向间隙，提高滚珠丝杠副的轴向接触刚性K，并且在外加轴向载荷小于3倍预紧力的情况下，轴向刚性K是常数(但Fa>3Fp后，予压消失)
图3
9.2预紧的方式
9.3 滚珠丝杠副的轴向接触刚性K
样本上给出的刚度值仅考虑滚道与滚珠之间的轴向变形，不考虑螺母本身及丝杠本身的变形。
9.3.1 不预紧的滚珠丝杠副的轴向接触刚性Ka
由于其轴向刚性是随外加轴向载荷Fa增大而增大的，所以样本中规定不预紧的滚珠丝杠副轴向接触刚性，是外加轴向载荷等于0.3Ca时的轴向接触刚性值，当实际施加的外加载荷Fa不等于0.3Ca时，对应的轴向接触刚度Ka按下式计算：
Ka=K[Fa/0.3Ca]1/3 (N/μm) (公式8)
K-样本上的刚度值(N/μm)
Ca-样本上的额定载荷(N)
Fa-实际工作施加的动载荷(N)
9.3.2 预紧滚珠丝杠副的轴向接触刚性Ka
Ka随着预紧力Fp的增大而增大，在滚珠丝杠副承受最大轴向载荷Fmax≤3Fp 范围内Ka 是一个常数，但预紧力Fp太大，会导致发热量增加，寿命减少。
所以预紧力Fp按Fp=Fm ax/3选取，并大致符合表12要求，当Fmax不知道时，推荐按表12选用。
样本中预紧滚珠丝杠副的轴向接触刚度K按预紧力Fp=0.1Ca给出(增大滚珠直径预紧按Fp
=0.05Ca给出)，当预紧力Fp不是样本上的数值时，Ka也与样本上的数值不同。
此时Ka 可按下式计算
Ka=K[Fp/εCa]1/3 (公式9)
ε=0.1(增大滚珠直径预紧时ε=0.05)
Fp-滚珠丝杠副的预紧力(N)
Ca-样本上的额定动载荷(N)
10 滚珠丝杠副的转矩
10.1 理论动态预紧转矩Tpo:有预加载荷的滚珠丝杠副，在没有外加载荷的情况下，丝杠与螺母相对连续转动所需力矩(不包含螺母两端密封件的摩擦力矩)
Tpo=10-3*(Fp*Ph/2π)*[(1-η2)/η] (N*m) (公式10)
Fp-轴向预加载荷(N)
Ph-导程(mm)
η-传动效率
精度：1.2级取η=0.95，3.4级取η=0.9，5.7.10级取η=0.85
10.2 最大动态预紧转矩Tpmax:丝杠与螺母相对连续转动时，实际动态预紧矩以理论动态预紧转矩为中心上下波动，允许的波动范围ΔTp称动态预紧转矩公差，ΔTp见国家标准GB/ T17857.3-1998，―滚珠丝杠副的验收条件和验收检验‖。
见附表2续E12。
Tpmax=Tpo×(1+ΔTp)(N*m)(公式11)
10.3 正传动转矩
将回转运动转变为直线运动称正传动。
Ta=10-3* FaPh/2πη1(N*m)(公式12)
Ta-加在滚珠丝杠副上的驱动力矩
η1-正传动效率
Fa-滚珠丝杠副承受的轴向载荷(N)
10.4 逆传动转矩
将直线运动转化为回转运动称为逆传动。
Tb=10-3* FaPh*η2/2π(N*m)(公式13)
Tb-加在滚珠丝杠副上防逆转动的力矩
η2-逆传动的效率(0.90-0.85)
滚珠丝杠副的安装方式
安装方式对滚珠丝杠副承载能力，刚性及最高转速有很大影响。
常见安装方式有以下四种情况(见图4)
(1)固定-自由；
(2)支承-游动
(3)固定-固定
图中以左端轴承作轴向定位，各符号的意义见表13
(2)支承——游动
(3)固定——游动
(4)固定——固定(图中设b1≥b2)
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