摘要：滚珠丝杠选型范例1.设定螺距(L)根据马达的更大转速与快速进给速度2.计算基本动额定负载范例所需基本动额定负载与容许转速(DmN值)的各动作模式下的轴向负载的计算A.加速时轴向负载（Pa）＝Wα＋μWg≈343（N）（g：重力加速度9.8m/s2）B.匀速时轴...
滚珠丝杠选型范例
1.设定螺距(L)
根据马达的更大转速与快速进给速度
2.计算基本动额定负载
范例所需基本动额定负载与容许转速(DmN值)的各动作模式下的轴向负载的计算
A.加速时
轴向负载（Pa）＝Wα＋μWg≈343（N）
（g：重力加速度9.8m/s2）
B.匀速时
轴向负载（Pb）＝μWg≈10（N）
C.减速时
轴向负载（Pc）＝Wα－μWg≈324（N）
各动作模式1次循环所需的时间（s）
动作模式
A
B
C
总共所需时间
螺距为20时的负载条件
动作模式
A
B
C
|
|
|
|
轴向负载 | 343N | 10N | 324N |
转速 | 1500min−1 | 3000min−1 | 1500min−1 |
所需时间比率 | 29.4% | 41.2% | 29.4% |
根据负载条件计算轴向平均负载（Pm）与平均转速（Nm）（P.2800①、②）时，
Pm＝250（N） Nm＝2118（min－1）
计算所需基本动额定负载(C)
根据预期寿命，扣除停机时间后的净运行使用寿命（Lho）为
将运行系数fw＝1.2代入P.2800③的变形公式中，可得
根据P.554～的说明，选择合适的滚珠丝杠，结果为BSS1520。
接下来看作为容许转速的DmN值(P.2800④)，
容许值DmN≤70000以下时，DmN=15.8×3000=47400，
处在容许值范围内，因此在该尺寸条件下继续进行下述研讨。
3.容许屈曲载荷 危险速度
研讨丝杠轴全长（L）与危险速度（Nc）、屈曲载荷（Pk）
L＝更大行程+螺帽长度+余量+两个末端尺寸
＝720＋62＋60＋78＝920（mm）
下面就屈曲载荷(容许轴向负载)进行研讨，设负载作用点间距
ℓ1＝820，从P.2800⑥、⑦可得
Pk=7220（N）
充分满足使用条件。
设支撑间距ℓ2＝790，根据
P.2800⑤（固定-支撑），计算危险速度，可得
Pk=7220（N)
说明危险速度满足使用条件。
设支撑间距ℓ2＝790，
根据P.2800⑤(固定-支撑)，计算危险速度，可得
Nc=3024（min－1）
说明危险速度满足使用条件。
4.精度设计
研讨精度等级与轴向间隙
根据螺距精度的容许值（P.535），得出定位精度±0.1/720mm的等级为C5(累积代表螺距误差=0.035变动=0.025)。
根据重复定位精度±0.01，设轴向间隙为0.005以下。
5.滚珠丝杠与丝杠支座组件的选型结果
选型结果：适合的滚珠丝杠的型式为
BSS1520-950
另外，适合的丝杠支座组件的型式为BSW12。
参考计算公式
①轴向平均负载（Pm）②平均转速（Nm）
轴向负载
转速
使用时间比率
|
|
|
P1N（更大） | N1 min−1 | t1% |
P2N（常用） | N2 min−1 | t2% |
P3N（更小） | N3 min−1 | t3% |
③寿命时间
如果要将使用寿命延长到所需时间以上时，则不仅需要增大滚珠丝杠的尺寸，而且价格也会随之提高。
一般以下面所示的使用寿命为标准时间。
机床：20000小时 自动控制设备：15000小时
工业机械：10000小时 计量装置：15000小时
④容许转速（DmN）
⑤寿命时间
⑥危险速度（Nc）
⑦利用欧拉方程式计算的屈曲载荷（Pk）
⑧相对于屈曲的容许轴向载荷（P）
驱动扭矩
滚珠丝杠的摩擦特性与驱动马达的选型
摩擦与效率
根据丝杠力学模型的数学分析，滚珠丝杠的效率η由下式表示，其中μ为摩擦系数，β为螺纹升角。
负载扭矩
驱动源设计(马达等)所需的负载扭矩(恒速驱动扭矩)如下所示。
●正向动作
将旋转力转换为轴向力时的扭矩
●反向动作
将轴向力转换为旋转力时的轴向外部负载
●预压引起的摩擦扭矩
是指施加预压时产生的扭矩，随着外部负载的增大，螺母的预压负载被释放，预压所产生的摩擦扭矩也随之减小。
驱动马达的选型
选择驱动马达时，必须满足下述条件。
1.相对于施加在马达输出轴上的负载应有余量。
2.相对于施加在马达输出轴上的惯性矩应能够以所需的脉冲速度进行起动与停止。
3.相对于施加在马达输出轴上的惯性矩应能够达到所需的加速、减速时间常数。
 ●施加在马达输出轴上的匀速扭矩
抵抗外部负载以进行匀速驱动所需的扭矩
 ●施加在马达输出轴上的加速扭矩
抵抗外部负载以进行加速驱动所需的扭矩
（参考）
1daN=10N≈1.02kgf | ●施加在马达输出轴上的总扭矩
总扭矩由式⑥与⑦之和求出。
 另外，临时选定马达之后，
1.检查有效扭矩值；
2.检查加速时间常数；
3.检查过载特性、重复起动与停止时的马达过热容许值，马达过热容许值必须留有充分的余量。 |
容许转速线图
| 例1.容许转速的求法
以2000mm支撑间距对丝杠轴外径为40mm的滚珠丝杠进行固定-铰支时的容许转速的求法
1.找出从2000mm支撑间距开始的垂直线与40mm丝杠轴外径直线的交点。
2.其交点的固定-支撑方式下的容许转速刻度读数1650min –1为容许更高转速。 例2.轴径的求法
以1500mm支撑间距进行固定-支撑时，满足更高转速2000min –1的轴径的求法
1.找出从1500mm支撑间距开始的垂直线与从固定-支撑刻度之容许转速2000min –1开始的相对于支撑间距的水平线的交点。
2.位于其交点外侧线的轴径为32mm满足更高转速2000min –1。 |
容许轴向负载线图
| 例3.轴径的求法
向以2000mm负载作用点间距进行固定-支撑的滚珠丝杠施加更大轴向负载2400daN(压缩负载)时的轴径的求法
1.找出从2000mm负载作用点间距开始的垂直线与从固定-支撑刻度之更大轴向负载2400daN开始的相对于负载作用点间距的水平线的交点。
2.选择位于其交点外侧的线的轴径为40mm以上。 （注）
min–1＝r/min＝rpm
1daN＝10N≈1.02kgf |
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