滚珠丝杠和螺纹丝杠的区别： 1、从作用上，两者相同。2、从效果上，滚珠丝杠用于精密传动，效率高，传动灵活，精度 保持性好；滑动丝杠精度差，效率低，发热大 （长时间用时需冷却），寿命短。3、从应用上， 滚珠丝杠多用于数字控制机床、定位工作台等需要精密定位传动的场合，多配合伺服电机或步进 马达使用；滑动丝杠一般仅用于传递力、无较高定位要求且不长时间连续使用的场合。 滚珠丝杠副的选型和计算涉及刚度、定位精度、压杆稳定性等多项指标。滚珠丝杠设计计算 是一个较复杂的过程，具体计算可以参照南京传动技术研究所网站查询，里面有个“滚珠丝 杠副选型计算”模块，能够准确的通过输入的初始条件计算选型典型规格，并校核包括滚珠丝杠精 度，压杆稳定性，Dn 值、精度等所有校验指标。（南京传动技术研究所网站： 滚珠丝杠用于精密机床，如加工中心。滑动丝杆用于传递力，如虎钳。 选型：滚珠丝杠的选型要注重的主要参数如下: 1公称直径。即丝杠的外径，常见规格有8、12、14、16、20、25、32、40、50、63、80、 100、120，不过请留意，这些规格中，各厂家一般只备12~50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，详细数值可以查 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。必须要格外注意的是， 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 些厂家需要出示螺纹长度。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 （假如要安设防护罩，还应该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，丝杠的全长大概能按照一下参数累加：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（若使用联轴器则大致是联轴器长度的一般+裕量）。特别必须要格外注意的是，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，海内厂家常规品最大长度3米，非凡品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，只是定制品的价格相对较离谱。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，这一点不要服从厂 家销售人员的演说，单螺母和双螺母的主要差异是后者能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）。在安装尺寸和性能答应的情况下，设计者在选用时应 尽可能地选择常规形式，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。特别必须要格外注意的 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，出厂精度合格不可以说明额定常规使用的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 选型计算举例 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) l = 1200mm n 固定端轴承到螺母间距离 L = 1200mm k 设计后丝杠总长 = 1600mm 最大行程 = 1200mm 工作台最高移动速度 V = 14 （m/min） man 寿命定为 L = 24000 工作小时。 h μ = 0.1 （摩擦系数） 电机最高转速 n = 1800 （r/min） max 定位精度： 最大行程内行程误差 = 0.035mm 300mm行程内行程误差 = 0.02mm 失位量 = 0.045mm 支承方式为(固定—支承) W = 1241kg+800kg（工作台重量+工件重量） 2 g=9.8m/sec(重力加速度) I=1 (电机至丝杠的传动比) Fw=μ ×W ×g = 0.1×2041×9.8 ≈ 2000 N(摩擦阻力) 轴向载荷 进给速度 运转方式 上班时间比例 F =F+F （N ） (mm/min) a w 无切削 F =2000 V =14000 q =15 1 1 1 轻切削 F =4000 V =1000 q =25 2 2 2 普通切削 F =7000 V =600 q =50 3 3 3 重切削 F =11000 V =120 q =10 4 4 4 F 轴向载荷 （N） F 切削阻力 （N） F摩擦阻力 （N） a w 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） 从定位精度得出精度精度不小于 P5级丝杠 FDG_-_X_R-_-P5-1600X____ 计算选定编号 导程 = 14000/18000≈7.7mm 在此为了安全性考虑：P =10(mm) ho 进给速度 进给转速 运转方式 (mm/min) (r/min) 无切削 V =14000 n =1400 1 1 轻切削 V =1000 n =100 2 2 普通切削 V =600 n =60 3 2 重切削 V =120 n =12 4 2 平均转速 平均载荷 时间寿命与回转寿命 =24000×266×60 =383040000转次 额定动载荷 以普通运动时确定fw取 1.4 得：额定动载荷 C≥39673N a 丝杠直径和导程、丝杠长度表 以C值从 FDG 系列表及（ ） 中查出适合的类型为： a 公称直径： d=40mm 丝杠底径： d=33.9mm 导程：P=10mm 循环圈数：4.5 0 0 ho 额定动载荷为：48244N。 丝杠编号： FDG 40 × 10R - P5 - 4.5 -1600 × ____ 预紧载荷 F = F /3=11000/3 ≈ 3666 N ao max 丝杠螺纹长度 L=L-2L L=L+2L u 1 e 1 u e =1200+2×40=1280mm 丝杠螺纹长度不小于 1280mm 加上螺母总长一半 84mm(从系列表中查出螺母总长 168mm)。 得丝杠螺纹长度 ≥ 1364m。 在此取丝杠螺纹长度 L=1400mm 1 则轴承之间的距离 L=1400mm s 丝杠编号： FDG - 10R - P5 - 4.5 -1600 × 1400 丝杠公称直径 公称直径由允许工作转速与工作容许轴向载荷来推算得出。 临界转速及允许工作转速： n ≤0.8×n n ≥ n /0.8 kper k k kper 以安装形式确定f 取 18.9。 nk 可知丝杠螺母底径大于 ø 13.7 当P=10(mm)、最高转速达到 1400 （r/min） 时，系列表中适合的公称直径d≥32mm 。 ho 0 上述由额定动载荷 C 求得的公称直径 d=40mm32，满足条件，否则公称直径还应加大。 a 0 丝杠编号： FDG 40 × 10R – P5 - 4.5 -1600 × 1400 滚珠丝杠传动系统刚度 初始条件：失位量 = 0.045mm。 滚珠丝杠系统之间各元部件（丝杠、螺母、支承轴承），在此设为：0.04mm。 此时滚珠丝杠系统各元部件单边弹性变形量为：0.02mm。 此时为无切削运动时的轴向载荷 2000N。 丝杠刚度 当L=L，R 为最小，正常的情况下计算最小刚度值。 s1 k s δ = F/R a s =2000/176≈11.4μm 螺母刚度 在此预紧载荷为额定动载荷的 10%，螺母刚度从表中查出 R=2128N/μm 从表中查出额定动载荷C=48244N,在此 ε 取 0.1． a δ =F /R nu a nu =2000/1554 ≈1.3μm 支承刚度 支承轴承刚度 R 可从轴承生产厂产品样本中的查出。 aL 在此 R=1020N/μ m aL R=F/δ δ =F/R aL a aL aL a aL = 2000/1020 ≈ 2μm 轴向总刚度 1/R = 1/R + 1/R + 1/R tot s nu aL =1/176 + 1/1554 + 1/1020 ≈1/138 R ≈137 N/μm tot 总弹性变形量(单边) δ =δ +δ +δ tot s nu aL =11.4+1.3+2 =14.7μm ≤ 20μ m，合格。 从丝杠轴向总刚度的问题上来讲，丝杠的刚度有时比螺母的刚度重要，最佳提升刚性的方法是提高丝 杠的刚度，而不是在螺母上施加太重的预紧载荷(预紧载荷最高为额定动载荷的 10%)，如果将丝杠的安装 方式改为（固定-固定）式，轴向总刚度的最小刚度R ≈305N/μ m 、总弹性变形量(单边)δ =6.7μ m 。 tot s 电机的选定 驱动转矩 F为无切削轴向载荷 2000N。 a

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