滚珠丝杠计算说明书
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。
关于滚珠丝杠的计算(大壮整理镗铣床设计的群发言)
WTF2040-3
(Ca=6.6KN、Coa=17.2KN)
WTF3060-2
(Ca=11.8KN，Coa=30.6KN)
WTF3060-3
(Ca=14.5KN、Coa=38.9KN)
二、容许轴向负荷的探索
对基本静额定负荷（Coa）最小的WTF2040-2型（Coa=13.6KN）进行容许轴向负荷的探索。
去路加速时550 75
去路等速运动时17 850
去路减速时-516 75
返程加速时-550 75
返程等速运动时-17 850
返程减速时516 75
由于负荷方向（表示为正或负）与Fa3、Fa4和Fa5相反，计算两方向的轴向平均负荷。
2、轴向平均负荷
正符号方向的轴向平均负荷
因为负荷方向不同，按Fa3.4.5=ON，来计算轴向平均负荷。
最大速度Vmax=1m/s
导程Ph=60mm
Nmax=Vmaxx60x103//Ph=3000min-1/
2、由丝杠轴的危险速度所决定的容许转速
与安装方法相关的系数λ2=15.1（参照A15-36）
为了考虑危险速度，螺母-轴承间的安装方法按固定-支撑。
丝杠轴直径：20mm导程：20mm和40mm
丝杠轴沟槽谷径d1=17.5mm
Nm=2n·ls/Ph=267min-1/
5、根据额定寿命计算工作寿命时间
WTF2040-2
额定寿命L=4.1X109/rev
每分钟平均转数Nm=400min-1/
Lh=L/60Nm=171000h
WTF2040-3
额定寿命L=7.47X109/rev
每分钟平均转数Nm=400min-1/
滚珠丝杠计算
滚珠丝杠上的转矩怎么换算为轴向力：在匀速运行，非精确计算滚珠丝杠所受的转矩，可以套用以下公式：Ta=（Fa*I）/（2*3.14*n1），式中各参数含义：Ta：驱动扭矩kgf.mm；Fa：轴向负载，单位N（Fa=F+μmg，F：丝杠的轴向力，单位N，μ：导向件的综合摩擦系数，m：移动物体重量(工作台+工件)，单位kg，g：9.8 ）；l：丝杠导程，单位mm；n1：进给丝杠的正效率。
1、丝杠中径在扭矩推力关系中没有直接联系，仅通过影响螺旋升角间接影响（但在校验时，须在计算推力与对应中径的丝杠的轴向额定负载中取小值）；2、当量摩擦角仅影响滚道受力状态（参与丝杠副受力分析），但对推力扭矩的关系不产生影响；3、上例为：F=2πM/P=18692 N；（相同扭矩下，推力仅是导程的函数）4、转速对推力没有影响，但对于运动过程表征其与机械效率的函数，功率校验时建议取η=0.85核定。
扩展资料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）。
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。
直流电动机堵转转矩计算公式TK=9.55KeIK 。
滚珠丝杆实际计算
某台加工中心台进给用滚珠丝杠副的设计计算:已知: 工作台重量 W 1=5000N 工作及夹具最大重量W 2=3000N 工作台最大行程 L K =1000mm 工作台导轨的摩擦系数:动摩擦系数μ=0.1 静摩擦系数μ0=0.2 快速进给速度 V max =15m/min 定位精度20 μm /300mm 全行程25μm 重复定位精度10μm 要求寿命20000小时(两班制工作十年)。
表1 切削方式纵向切削力Pxi(N) 垂向切削力 Pzi(N) 进给速度Vi(m/min)工作时间百分比% 丝杠轴向载荷 (N) 丝杠转速 r/min 强力切削 2000 1200 0.6 10 2920 一般切削 1000 200 0.8 30 1850 80 精切削 500 200 1 50 1320 100 快速进给151080015001)确定滚珠丝杠副的导程因电机与丝杠直联，i=1 由表1查得代入得，按第2页表，取2）确定当量转速与当量载荷（1）各种切削方式下，丝杠转速由表1查得代入得（1）各种切削方式下，丝杠轴向载荷由表1查得代入得（3）当量转速由表1查得代入得（2）当量载荷代入得3）预期额定动载荷（1）按预期工作时间估算=1.3按表9查得：轻微冲击取 fw按表7查得：1～3取=0.44按表8查得：可靠性97%取fc已知：L=20000小时h代入得计算：（2）拟采用预紧滚珠丝杠副，按最大负载Fmax按表10查得：中预载取 F=4.5e代入得取以上两种结果的最大值4）确定允许的最小螺纹底径（1）估算丝杠允许的最大轴向变形量① ≤（1/3～1/4）重复定位精度② ≤（1/4～1/5）定位精度: 最大轴向变形量µm已知：重复定位精度10µm, 定位精度25µm① =3② =6取两种结果的小值=3µm(2）估算最小螺纹底径丝杠要求预拉伸，取两端固定的支承形式(1.1～1.2)行程+（10～14）已知：行程为1000mm,代入得5）确定滚珠丝杠副的规格代号（1）选内循环浮动式法兰，直筒双螺母型垫片预形式（2）由计算出的在样本中取相应规格的滚珠丝杠副FFZD4010-36) 确定滚珠丝杠副预紧力其中7）行程补偿值与与拉伸力（1）行程补偿值式中：=（2～4）(2) 预拉伸力代入得8）确定滚珠丝杠副支承用的轴承代号、规格（1）轴承所承受的最大轴向载荷代入得（2）轴承类型两端固定的支承形式，选背对背60°角接触推力球轴承（3）轴承内径d 略小于取代入得（4）轴承预紧力预加负荷≥（5）按样本选轴承型号规格当d=30mm 预加负荷为：≥FBP 所以选7602030TVP轴承d=30mm预加负荷为9 ) 滚珠丝杠副工作图设计(1) 丝杠螺纹长度Ls：L s =Lu+2Le由表二查得余程Le=40绘制工作图（2）两固定支承距离L1按样本查出螺母安装联接尺寸丝杠全长L（3）行程起点离固定支承距离L0由工作图得Ls=1290L1=1350L=1410L=3010 ) 电机选择（略）11 ) 传动系统刚度（1）丝杠抗压刚度1）丝杠最小抗压刚度= 6.6 ×10KsminK：最小抗压刚度 N/msmin：丝杠底径d2L：固定支承距离1K=575 N/msmin2）丝杠最大抗压刚度=6.6 ×10KsmaxK：最大抗压刚度 N/msmax=6617 N/mKsmax(2) 支承轴承组合刚度1)一对预紧轴承的组合刚度=2×2.34KBOK：一对预紧轴承的组合刚度 N/m BO：滚珠直径 mmdQZ ：滚珠数Famax ：最大轴向工作载荷 N：轴承接触角由样本查出7602030TUP轴承是预加载荷的3倍dQ=7.144 Z=17 =60Kamax=8700 N/mKBO=375 N/m2）支承轴承组合刚度由表13两端固定支承K b =2 KBOKb=750 N/mKb：支承轴承组合刚度 N/m 3）滚珠丝杠副滚珠和滚道的接触刚度K C = KC(KC：滚珠和滚道的接触刚度 N/mKC：查样本上的刚度 N/mFP：滚珠丝杠副预紧力 NCa：额定动载荷 N由样本查得：K C =1410 N/m；Ca=3600N；FP=1000 N得KC=920 N/m12) 刚度验算及精度选择（1）== N/m= N/mF=已知W1=5000 N ，=0.2F0=1000 NF：静摩擦力 N：静摩擦系数W1：正压力 N（2）验算传动系统刚度KminKmin：传动系统刚度 N已知反向差值或重复定位精度为10=222＞160Kmin（3）传动系统刚度变化引起的定位误差=1.7m（4）确定精度V：任意300mm内的行程变动量对半闭环系统言，300p≤0.8×定位精度-V300p定位精度为20m/300＜14.3mV300p丝杠精度取为3级=12m＜14.3V300p(5) 确定滚珠丝杠副的规格代号已确定的型号：FFZD公称直径：40 导程：10螺纹长度：1290丝杠全长：1410P类3级精度/1410×1290FFZD4010-3-P313) 验算临界压缩载荷Fc： N丝杠所受最大轴向载荷Fmax小于丝杠预拉伸力F不用验算。
丝杆计算方法完整版
丝杆计算方法HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】一、计算折合到电机上的负载转矩的方法如下：1、水平直线运动轴：*μ·W·PBTL= 2π·R·η（N·M）式 PB：滚珠丝杆螺距（m）μ：摩擦系数η：传动系数的效率1/R：减速比W:工作台及工件重量（KG）2、垂直直线运动轴：*（W-WC ）PBTL=2π·R·η（N·M）式 WC：配重块重量（KG）3、旋转轴运动：T1TL= R·η（N·M）式 T1：负载转矩（N·M）二：负载惯量计算与负载转矩不同的是，只通过计算即可得到负载惯量的准确数值。
不管是直线运动还是旋转运动，对所有由电机驱动的运动部件的惯量分别计算，并按照规则相加即可得到负载惯量。
由以下基本公式就能得到几乎所有情况下的负载惯量。
1、柱体的惯量D(cm）L（cm）由下式计算有中心轴的援助体的惯量。
如滚珠丝杆，齿轮等。
πγD4L （kg·cm·sec2）或πγ·L·D4（KG·M2）JK = 32*980 JK= 32式γ：密度（KG/CM3）铁：γ〧*10-3KG/CM3=*103KG/M3铝：γ〧*10-3KG/CM3=*103KG/M3 JK：惯量（KG·CM·SEC2）（KG·M2）D：圆柱体直径（CM）·（M）L：圆柱体长度（CM ）·（M）2、运动体的惯量用下式计算诸如工作台、工件等部件的惯量W PB2JL1= 980 2π（KG·CM·SEC2）PB2=W 2π（KG·M2）式中：W：直线运动体的重量（KG）PB：以直线方向电机每转移动量（cm）或（m）3、有变速机构时折算到电机轴上的惯量1、Z2J JOZ1KG·CN：齿轮齿数Z12JL1= Z2 *J（KG·CM·SEC2）（KG·M2）三、运转功率及加速功率计算在电机选用中，除惯量、转矩之外，另一个注意事项即是电机功率计算。
滚珠丝杠计算
滚珠丝杠的设计步骤：一．确定精度等级不同精度等级表示一定长度的滚珠丝杠机构所对应的导程允许误差.根据滚珠丝杠机构在具体使用场合所需要提供的定位精度及其具体长度,来确定选择轧制滚珠丝杠或磨制滚珠丝杠，以及其精度等级。
数字越大,精度等级越低。
磨制丝杠的精度等级高于轧制丝杠。
通用机械选择C3或C5。
二．确定导程——电机转速；-—最大进给速度；-—滚珠丝杠导程；——电机至丝杠的减速比（电机与蜗杆之间无其他的减速机构，故减速比i=1)在蜗轮蜗杆的计算中，蜗轮转速为，齿轮齿条中小齿轮直径为，所以齿条推主缸的最大速度为：此处，为达到相应的响应速度,设计最大速度市面上一般的esp电机额定转速在2000-3000r/min，根据之前选用的电机,设定其最高转速为得出:导程导程增大，会减小滚珠丝杠的刚度，位移精度，转动惯量（减小转速），增大驱动力矩，但是可以增加寿命。
所以此处，圆整导程三．选定支撑方式1)一端固定，一端支承——中等速度，刚度精度较高；2)两端固定——高速回转，高精度，丝杠长度较大;3)两端支承——中等速度,刚度精度一般；4)一端固定，一端自由——低转速，低精度.一般选用1,2的方式，支承轴承选用大接触角（60°）的高刚度专用角接触轴承。
此处工作行程小，最大速度也不是很大，所以选择一端固定一端支承的方式。
四．选定丝杠外径选定丝杠外径时，需考虑三个因素。
初选:1)在按定位精度选定的滚珠丝杠系列中选定；2)在相应精度等级以及丝杠长度下，丝杠外径必须满足所要求的轴向间隙;3)在标准的导程——丝杠外径组合中选定丝杠外径。
初步选定丝杆外径为40mm，内径为20mm，推杆直径为15mm 。
此时，整个滚珠丝杠外径大约为45—50mm（考虑到备份模式，滚珠丝杠制作成空心的，所以整个外径选择较大。
而整体径向尺寸又有要求，所以又不能选的太大）1.轴向允许载荷的计算及校核已知:=22。
2 mm =200 bar为主缸直径,为制动时主缸达到最大压强的值。
滚珠丝杠计算
X方向1500mm，Y方向1100mm，Z方向1200mm，水平旋转+-360度；最大负载重量为125KG，额定负载重量为100KG；层与层间成90度交叉排放。
每垛9层，最高1000mm。
最快码垛速度为1000mm/s，平均速度为500mm/s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= 1500mm固定端轴承到螺母间距离 Lk= 1500mm设计后丝杠总长 = 1900mm最大行程 = 1500mm工作台最高移动速度 Vman= 60（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= 6000 （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 = 150kg （工作台重量+载物重量）g=9.8m/sec2(重力加速度)I=1 (电机至丝杠的传动比)Fw=μ×W ×g = 0.1×150×9.8 ≈ 147N(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）计算选定编号导程= 60000/6000=10mm在此为了安全性考虑：P ho =12(mm) 平均转速Nm=500mm/s时间寿命与回转寿命=24000×2500×60 =3600000000转次额定动载荷以普通运动时确定fw 取 1.4Ca =F m ∗f w ∗√L 1063=147∗1.4∗√360000000010000003=3154.125N得：额定动载荷 C a ≥4205.5N以C a 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： d 0=40mm 丝杠底径： d 0=38mm 导程：P ho =12mm 循环圈数：3 额定动载荷为：32700N 。
滚珠丝杠的计算过程
1滚珠丝杠副的载荷计算(1)工作载荷 F工作载荷 F 是指数控机床工作时，实际作用在滚珠丝杠上的轴向作用力，其数值可用下列进给作用力的实验公式计算：对于燕尾形导轨机床F=kFx+f'(Fz+2Fy+W)(1)对于矩形导轨机床F=kFx+f'(Fz+Fy+W)(2)对于三角形或组合导轨机床F=kFx+f'(Fz+W)(3)对于钻镗主轴圆导轨机床对于滚动导轨机床F=Fx+f'(Fz+W)+Fr(5)式(1) ～ (5) 中： Fx、 Fy、Fz—x、y、z 方向上的切削分力， N；Fr —密封阻力， N；W—移动部件的重量， N；M—主轴上的扭矩， N·m；dz—主轴直径，mm；表 1导轨型式k f'f燕尾形 1.40.2矩形 1.10.15三角形、组合形 1.150.15 ～ 0.18钻镗主轴圆导轨0.15滚动导轨0.003 ～ 0.004f ′—导轨摩擦系数； f —轴套和轴架以及主轴的键的摩擦系数； k—考虑颠覆力矩影响的实验系数。
正常情况下， k、f' 与 f 可取表 1 数值。
(2)最小载荷 Fmin最小载荷 F?min 为数控机床空载时作用于滚珠丝杠的轴向载荷。
此时，Fx=Fy=Fz=0。
(3)最大工作载荷 F?max最大载荷 F?max为机床承受最大切削力时作用于滚珠丝杠的轴向载荷。
(4)平均工作载荷 Fm与平均转速 nm当机床工作载荷随时间变化且此间转速不同时，式中：t1,t2, ，tn 分别为滚珠丝杠在转速 n1,n2, ，nn 下，所受轴向载荷分别是 F1,F2, ， Fn 时的工作时间 (min)当工作载荷与转速接近正比变化且各种转速使用机会均等时，可用下式求得Fm和 nm。
Fm=(2Fmax+Fmin)／ 3(8)nm=(nmax+nmin)／ 2(9)2滚珠丝杠副主要技术参数的确定(1) 导程 Ph根据机床传动要求，负载大小和传动效率等因素综合考虑确定。
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滚珠丝杠计算说明书
滚珠丝杠是一种将转动运动转化为线性运动的机械传动装置，广泛应用于各种工业设备、机床和自动化生产线等领域。
在滚珠丝杠的使用过程中，计算滚珠丝杠的负载能力和精度是非常重要的。
以下是一份滚珠丝杠计算说明书，供参考使用。
1. 概述
本说明书旨在介绍滚珠丝杠的计算过程和方法，以便用户能够更好地理解和使用滚珠丝杠。
本说明书主要包括以下内容:
- 滚珠丝杠的基本概念和结构特点;
- 滚珠丝杠的负载能力和精度计算;
- 滚珠丝杠的选择和选型方法;
- 滚珠丝杠的维护保养。
2. 滚珠丝杠的基本概念和结构特点
滚珠丝杠是一种将转动运动转化为线性运动的机械传动装置，主要由丝杠、螺母、滚珠、螺纹升角等部分组成。
滚珠丝杠的工作原理是将电动机或发电机产生的旋转运动通过螺纹传动转化为线性运动。
滚珠丝杠的结构特点是螺纹升角比较大，螺母和丝杠之间的接触面积比较大，从而提高了传动的效率和精度。
此外，滚珠丝杠还配备了预压机构，通过预压机构将滚珠和螺母之间的摩擦力矩调整到最佳状态，从而提高了滚珠丝杠的负载能力和精度。
3. 滚珠丝杠的负载能力和精度计算
滚珠丝杠的负载能力和精度计算是非常重要的，直接影响到滚珠
丝杠的使用寿命和性能。
以下是滚珠丝杠的负载能力和精度计算的一般方法:
- 负载能力计算：根据滚珠丝杠的结构特点和工作原理，滚珠丝杠的负载能力主要取决于螺母和丝杠之间的接触面积和摩擦力矩。
可以通过计算滚珠丝杠的螺纹升角、螺母和丝杠的材料强度、接触面积和摩擦力矩等因素来确定滚珠丝杠的负载能力。
- 精度计算：滚珠丝杠的精度计算主要涉及到螺纹的加工精度和装配精度等方面。
可以通过计算螺纹的加工误差、螺母和丝杠的装配误差等因素来确定滚珠丝杠的精度。
4. 滚珠丝杠的选择和选型方法
在选择和选型滚珠丝杠时，需要根据具体的使用条件和要求来确定合适的滚珠丝杠类型和参数。
以下是滚珠丝杠的选择和选型方法: - 选择滚珠丝杠的类型：根据具体的使用条件和要求，选择合适的滚珠丝杠类型。
常见的滚珠丝杠类型有标准滚珠丝杠、高精度滚珠丝杠、高速滚珠丝杠等。
- 确定滚珠丝杠的参数：根据具体的使用条件和要求，确定滚珠丝杠的参数，包括螺纹升角、螺母和丝杠的材料、接触面积、摩擦力矩等。
- 计算滚珠丝杠的负载能力和精度：根据滚珠丝杠的类型和参数，计算滚珠丝杠的负载能力和精度，以便确定合适的滚珠丝杠类型和参数。
5. 滚珠丝杠的维护保养
滚珠丝杠的维护保养对于延长其使用寿命和提高性能非常重要。
以下是滚珠丝杠的维护保养方法:
- 定期清洗：定期清洗滚珠丝杠，去除污垢和灰尘，防止污垢和灰尘对滚珠丝杠造成污染和损坏。
- 加注润滑油：定期加注润滑油，保持滚珠丝杠的润滑状态，延长其使用寿命。
- 检查和维护：定期检查和维护滚珠丝杠，及时发现和修复故障，避免滚珠丝杠的损坏和失效。
以上是一份滚珠丝杠计算说明书，供参考使用。
如果需要更详细的信息或有任何疑问，请随时联系我们。