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滚珠丝杠选型



选型:滚珠丝杠的选型过程中对滚珠丝杠本身需要注意的主要参数如下--

1---公称直径。即丝杠的外径,常见规格有12、14、16、20、25、32、40、50、63、80、100、120,不过请注意,这些规格中,各厂家一般只备16~50的货,也就是说,其他直径大部分都是期货(见单生产,货期大约在30~60天之间,日系产品大约是2~2.5个月,欧美产品大约是3~4个月)。公称直径和负载基本成正比,直径越大的负载越大,具体数值可以查阅厂家产品样本。这里只说明两个概念:动额定负荷与静额定负荷,前者指运动状态下的额定轴向负载,后者是指静止状态下的额定轴向负载。设计时参考前者即可。需要注意的是,额定负荷并非最大负荷,实际负荷与额定负荷的比值越小,丝杠的理论寿命越高。推荐:直径尽量选16~63。

2---导程。也称螺距,即螺杆每旋转一周螺母直线运动的距离,常见导程有1、2、4、6、8、10、16、20、25、32、40,中小导程现货产品一般只有5、10,大导程一般有1616、2020、2525、3232、4040(4位数前两位指直径,后两位指导程),其他规格多数厂家见单生产。导程与直线速度有关,在输入转速一定的情况下,导程越大速度越快。推荐:导程尽量选5和10。

3---长度。长度有两个概念,一个是全长,另一个是螺纹长度。有些厂家只计算全长,但有些厂家需要提供螺纹长度。螺纹长度中也有两个部分,一个是螺纹全长,一个是有效行程。前者是指螺纹部分的总长度,后者是指螺母直线移动的理论最大长度,螺纹长度=有效行程+螺母长度+设计裕量(如果需要安装防护罩,还要考虑防护罩压缩后的长度,一般按防护罩最大长度的1/8计算)。在设计绘图时,丝杠的全长大致可以按照一下参数累加:丝杠全长=有效行程+螺母长度+设计余量+两端支撑长度(轴承宽度+锁紧螺母宽度+裕量)+动力输入连接长度(如果使用联轴器则大致是联轴器长度的一半+裕量)。特别需要注意的是,如果你的长度超长(大于3米)或长径比很大(大于70),最好事先咨询厂家销售人员可否生产,总体的情况是,国内厂家常规品最大长度3米,特殊品16米,国外厂家常规品6米,特殊品22米。当然不是说国内厂家就不能生产更长的,只是定制品的价格比较离谱。推荐:长度尽量选6米以下,超过的用齿轮齿条更划算了。

4---螺母形式。各厂家的产品样本上都会有很多种螺母形式,一般型号中的前几个字母即表示螺母形式。按法兰形式分大约有圆法兰、单切边法兰、双切边法兰和无法兰几种。按螺母长度分有单螺母和双螺母(注意,单螺母和双螺母没有负载和刚性差异,这一点不要听从

厂家销售人员的演说,单螺母和双螺母的主要差异是后者可以调整预压而前者不能,另外后者的价格和长度大致均是前者的2倍)。在安装尺寸和性能允许的情况下,设计者在选用时应尽量选择常规形式,以避免维护时备件的货期问题。推荐:频繁动作、高精度维持场合选双螺母,其他场合选双且边单螺母。推荐:螺母形式尽量选内循环双切边法兰单螺母。

5---精度。滚珠丝杠按GB分类有P类和T类,即传动类和定位类,精度等级有1、2、3、4.....几种,国外产品一般不分传动还是定位,一律以C0~C10或具体数值表示,一般来说,通用机械或普通数控机械选C7(任意300行程内定位误差±0.05)或以下,高精度数控机械选C5(±0.018)以上C3(±0.008)以下,光学或检测机械选C3以上。特别需要注意的是,精度和价格关联性很大,并且,精度的概念是组合和维持,也就是说,螺杆的导程误差不能说明整套丝杠的误差,出厂精度合格不能说明额定使用寿命内都维持这个精度。这是个可靠性的问题,与生产商的生产工艺有关。推荐:精度尽量选C7。

以上说的都是主要参数,在选用型号时还得用到以下参数:珠卷数,珠径,制造方式代码,预压等级等。分别说明如下:

珠卷数:这个参数一般标注在型号的导程后,如4010-4,这个“-4”就是珠卷数,因为有循环方式的问题说起来比较复杂,用户可以简单的理解为滚动体的循环圈数,“-4”就是4个循环,这个数值越大表示负载越大螺母长度越长。

珠径:这个参数是指滚动体的直径,型号中不会体现,但是在各厂家的技术参数表中会标识,一般与公称直径和导程相关,用户不必理会。但是有些用户因使用不当导致滚珠掉出螺母外需要重装滚珠时这个参数是要注意的,尺寸一般精确到0.001,当然,不推荐用户自行安装,否则厂家不会提供无偿维护,即使产品仍在保修期内。如有滚珠意外掉落的情况,应通知供应商协助安装。

制造方式代码:滚珠丝杠的制造方式主要是两种:轧制和磨制,前者也称滚轧制造或转造,一般用F表示。后者也称研磨制造。一般用G表示。因工艺的不同,两者能达到的精度等级不同,目前,轧制方式能达到的最高精度是C5级,我所知的只有REXROTH可以达到这个精度。而磨制可以成产出更高精度的产品。不过请注意,两种制造方式与精度、性能没有逆向必然性,也就是说如果你选用的精度是C7,那么与它是怎么制造出来的无关。事实上我碰到许多厂家的专业销售人员都未必知道两者之间的详细区别,所以多说几句:轧制属于批量制造,磨制属于精确制造,前者的生产效率远远高于后者,但

是前者的制造设备成本也远远高于后者。换句话说,磨制丝杠的进入门槛较低,轧制生产的进入门槛较高,能生产轧制丝杠的厂家一般也能生产磨制丝杠,而能生产磨制丝杠的厂家不一定能生产轧制丝杠。所以,同精度产品如果该可以买到轧制品就不要买磨制品,原因很简单:便宜。另外说明一点,轧制和磨制仅指螺杆,螺母全是磨削制造。

预压:也称预紧。关于预压,用户不必了解具体预紧力和预紧方式,只需按照厂家样本选择预压等级即可。等越高螺母与螺杆配合越紧,等级越低越松。遵循的原则是:大直径、双螺母、高精度、驱动力矩较大的情况下预压等级可以选高一点,反之选低一点。

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?2011 Baidu
受教了!
请问能不能谈谈有关丝杆循环方式方面的,有点困惑,谢谢!
回复阿麦abc:滚珠循环?
回复ABBA024:是的。就是滚珠循环方式及圈数,列数的确定等.谢谢!
回复阿麦abc:改日专门发个贴吧,近来比较忙
回复ABBA024:谢谢!
受教了,谢谢
谢谢
请问导程为1的丝杠型号在哪本手册/ 谢谢指点
回复风若吹天:
KSS的SR和SG系列,THK的BNK系列,KURODA的DP系列都有满足导程条件的型号(公称直径一般小于8mm,精度一般高于C5级)。具体尺寸请与当地经销商索取
谢谢指导 我看看
还有那个研磨丝杠指的是什么意思? 单纯是研磨加工吗? 应该还有别的意思吧
回复风若吹天:
滚珠丝杠的制造方法主要是两种:磨制和轧制。
磨制也称研磨,即通过磨床磨削的加工方式。
轧制也称转造,即通过轧机辊轧的加工方式。

研磨丝杠指的就是通过研磨制造方法所生产出来的丝杠。
再次感谢 麻烦您了 以后也许还会打扰 请您见谅啊
请问丝杠牙长是指什么? 我在hiwin说明书里看到 不理解 R8-1.0T3-FSI-80-138-0.008 型号的 138是总长 说80就是牙长
回复风若吹天:牙长指的就是有效螺纹的长度,这个型号行程是牙长-螺母长,即80-16=64,就是螺母理论上能移动64mm。
还有一个概念是“不完全牙长”,是指该段螺纹牙型不完全,螺母不能在此处旋转,这个和加工有关
回复风若吹天:
回复风若吹天:多说两句,解释一下这个“牙”,中国台湾或日本与中国大陆在机械名词的俗称上略有差异,“牙”就是指螺纹,比如钢牙,表示钢

制螺纹。再比如“齿车”,就是指齿轮,准确地说指的是与齿轮相关的机械零件。
谢谢指导 那丝杠的支撑能不能给我说说呢 所谓单推双推是什么意思?
在标准滚珠丝杠支撑中(以NSK名称为例):
单推:单列向心推力球轴承
双推:成对双列角接触球轴承
请问滚珠丝杠中的滚珠几圈几列是什么意思? 比如三圈一列···
强大!
我毕业设计刚好有滚珠丝杠的选用,过来学习下。谢了!!!
很棒

膜拜...
可否提供一些信誉,品质较好的丝杆制造厂家,我们最近需要采购一些。最好是华中华南区的厂商?
谢谢大虾了!
回复yuqingzhuai007:国产的品质不好评论,说好吧,有点违心,说不好吧,怕人家扁我。只说工厂规模大一些吧,华东的有山东博特,南京艺工,华中的有汉江丝杠厂,华南的还没发现。江苏苏南地区和浙江地区的就算了,品质一般XX,服务方面售前还不错,售后可就很XX了。进口的一般品质都还可以,好一点的是德国STAR,日本THK,NSK,IKO,中国台湾HIWIN,PMI,ABBA,韩国SBC等,只能找代理商,上网查一下,有很多。
你好,能方便给我留个qq或MSN嘛?我的qq247667509 方便就加下
公称直径 40 ,50是不是只有日本的jIS 有生产。。
回复liujie254:回复liujie254:公称直径40、50的滚珠丝杠全球大部分厂家均可生产,只是国产厂家一般只生产磨制品,一般国外厂家磨制和轧制均可生产。另外JIS不是日本的丝杠品牌,是“日本工业标准”的英文缩写(Japan industry standard),类似与我国的“国家标准”的拼音缩写GB。
我QQ是154307129,昵称“秀江往事”,申请加好友请说明原因。不过我经常潜水,呵呵。
正写论文呢 谢谢你的文章
回复ABBA024:多谢了!本想买日本的,货期太长。选了台湾的TBI的,听说没上银 和银泰做的好,可是他们货期也算长。没办法啊,只好选TBI的了。希望质量不会太差····
回复yuqingzhuai007:TBI正品一般机械使用是没问题的,可靠性还算不错
很好很详细,楼主辛苦了
回复艹狗尾巴草艹:客气
的关注度还挺高,有网友来信说公式有问题,于是仔细看了一下,却发现有几个参数都没有说明,特此更正如下(不排除继续有误,不过可以继续更正嘛,嘿嘿,莫骂我哈):

匀速运行,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。

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:

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;

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)*e

T: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。


加速时的驱动扭矩:T2=T1+J*W

T2:加速时的驱动扭矩kgf.m;

T1:等速时的驱动扭矩kgf.m;

J:对电机施加的惯性转矩kg.m2【J=Jm+Jg1+(N1/N2)2*[Jg2+Js+m(1/2*3.14)2]】

W:电机的角加速度rad/s2;

Jm:电机的惯性转矩kg.m2;

Jg1:齿轮1的惯性转矩kg.m2;

Jg2:齿轮2的惯性转矩kg.m2;

Js:丝杠的惯性转矩kg.m2

(电机直接驱动可忽略Jg1 、Jg2)

若采用普通感应电机,功率根据以下公式计算:

P=TN/9549

P:功率;T:扭矩;N:转速

修正说明:原“计算举例”中综合摩擦系数设定为0.01,导致计算结果不合理(最开始扭矩结果应是0.083N.M,算成0.83是我单位换算错误),现将其修改为相对较合理的0.1。修改原因是滚珠导轨内滚动体的理论摩擦系数大约是0.003~0.005,组装后因为增加了端部防尘件和预压的原因,摩擦系数大约为0.01~0.05,而多套多滑块同时使用因安装方面的影响,整体摩擦系数可能在0.1~0.2之间,这里选0.1应该比较合理。应注意,计算结果没有考虑冲击、震动以及其他非常因素的影响,而且螺旋升角对推力的影响反应似乎不够合理,因此这个结果只供参考。同时,在此感谢“温暖海洋”和“茄子”网友提出的指导性

意见,特别是“温暖海洋”网友指出了我计算过程中单位换算的错误,非常感谢!

本文原创,转载或引用请注明出自百度空间“梦回秀江”博客,谢谢!

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