丝杆选型计算表.xlsVIP

Sheet3

垂直方向使用时选型计算

水平方向使用时选型计算

水平方向使用时选型计算

使用工况

工作台质量m1（kg）

行程长度Ls（mm）

驱动马达

加速时间t1（s）

减速机减速比i

无效行程mm

定位精度

重复定位精度

匀速运动时最低速度mm/s

减速时间s

导向面的阻力f（N)

伺服

0.3/1000mm

直线导轨的摩擦系数μ=

工件质量（kg）

电机转速r/min

需要选型确认的内容

滚珠丝杆的直径

导程

精度

轴向间隙

滚珠丝杆支撑方式

导程精度的选择

通常，滚珠丝杠的导程精度是规定的300mm的精度

为了得到±0.1/1000mm的则300mm的精度为

为了满足0.15mm无效行程的要求，必须选择轴向间隙在0.15mm一下的滚

珠丝杠。

因此，从满足轴向间隙0.15mm一下的轧制滚珠丝杠里选择轴径32mm以下

的滚珠丝杠。

从上所述，选择丝杠轴之间在32mm以下、精度等级C6的轧制滚珠丝杠。

因精度等级C6既有轧制滚珠丝杠，又有精密滚珠丝杠，在此首先选择价格

低廉的轧制滚珠丝杠。

导程选择

导程=(运动的最大速度x60x减速比i)/电机最大转速

轴向加速度a（m/s2)

工作行程加速时Fa1=μ*（m1+m2）g+（m1+m2）*a+f

滚珠丝杆最大轴向负载为Famax=Fa1

工作行程等速时Fa2=μ*（m1+m2）g+f

工作行程减速时Fa3=μ*（m1+m2）g-（m1+m2）*a+f

预选丝杆

丝杆直径d（mm）

丝杆导程Ph（mm）

丝杠轴沟槽直径d1（mm）

安装间距la（mm）（行程+丝杠螺母的长度）

与安装方法相关的系数η２

丝杠的弯曲载荷计算：

P1=η２*(d1^4/la^2)*10^4

滚珠丝杠的容许拉伸压缩负荷：

P=116*d1^2

最大轴向不得大于计算所得的弯曲载荷和容易拉伸压缩负荷。因此，满足这

些条件的滚珠丝杠在使用上没有问题。

设计最高转速：

等效最高转速：V1max=i*Vmax

丝杠的最大转速Nmax=V1max*60/Ph

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

钢球中心直径D(mm)

由DN值所决定的容许转速

DN

N1=λ2*(d1/la^2)*10^7(r/min)

N2=DN/D(r/min)

当Nmax＜N1和N2时丝杠可选

最终选择的滚珠丝杠的规格

直径mm

导程mm

电机转速的选择

电机转速n（r/min)

＜n＜

n

旋转扭矩的计算：

由外部负荷引起的摩擦扭矩

摩擦扭矩如下∶T1=（Fa*Ph）/2*3.14*η

传动效率η

加速时所需的扭矩

惯量：

每单位长度的丝杠轴惯量为：kg?cm2/mm

则丝杠轴全长mm

在这里，计算丝杠轴的惯量也可以自己使用圆柱体绕自身中心线旋转的转动

惯量计算公式：

m:丝杠质量kg

r：丝杠半径cm

丝杠轴的惯量Js(kg?cm2)

kg?m2

J=mr^2(kg?cm2)

作用于减速机输出端的总体惯量为：

m:丝杠负载质量,单位：kg；

Ph：丝杠导程，单位：cm；

丝杠上的负载惯量计算公式为：Jw=m(Ph/2*3.14)^2*10^-6

Jw：丝杠负载惯量，单位：kg·m2；

J=Js+Jw

角加速度：

减速机输出转速为Nm（r/min）

加速度α=(2*3.14*Nm)/(60*t1）

根据上述,加速所需要的扭矩如下∶T2=（J+Jm）*α

Jm

因此,所需扭矩如下∶

加速时

Tk＝T1+T2

等速时

Tt＝T1

减速时

Tg＝T1-T2

需要的最大扭矩为：Nm。

折算到电机轴上的最大扭矩和转动惯量：

Ja=Jb/i^2

Ja:折算到电机轴的转动惯量

Jb:减速机输出轴端的负载转动惯量；

，折算到电机端的最大扭矩为：Ta,Nm

通常，在中低速系统中选择伺服电机进行惯量匹配时，要求负载惯量小于

FA工业自动化设备设计基础

电机转子惯量的3-5倍；在高速系统中，要求负载惯量小于或等于电机转子惯

量。交直流伺服电机略有区别，具体系数请参考供应商提供的样本。

电机功率：

电机功率的计算公式：P=T*n/9550

垂直方向使用时选型计算

上升行程加速时Fa1=（m1+m2）g+（m1+m2）*a+f

上升行程等速时Fa2=（m1+m2）g+f

上升行程减速时Fa3=（m1+m2）g-（m1+m2）*a+f

填写

550.00

50.00

1168.00

2000.00

.50

30.00

.15

.10

20.00

.15

3.00E-03

200.00

.03

1000.00

300.00

18.00

60.00

40.00

.04

1000.00

6224.00

10.00

6200.00

10.00

6176.00

10.00

6224.00

2