滚珠丝杠、步进电机的扭矩值及轴承计算(37excel自动计算表格)计算公式T=9550*P*η/n最高计算公式TL=为克服其重力产生的轴向阻力所须的力矩TL=轴向（重力）阻力值*（一圆周上的升角）距离值（即力*力臂）/机械效率及统一单位系数值=（m*g）*（Ph/2π）/(1000*η）举例为：m=157KG 举例为：Ph=5mm 举例为：V匀=5米/分世界通用值0.00065公斤.米2公斤.米2Kg.m2J值可由solidworks三维图直接查得该值举例丝杠总长1.8米，直径25mm;由solidworks三维图J1=5.4/10000公斤.米2；同时本例中：联轴器及本身的转动惯量值忽略不计初选滚珠丝杠轴规格d 32.00毫米mm滚珠丝杠回转轴的转动惯量J1初选滚珠丝杠轴长度L 800.00毫米mm水平移动的80KG重的工作台，通过丝杠转换为等效旋转，转动惯量的J2值J20.00040J2值可下图直接查得其计算公式为：通过丝杠J2=m*Ph2/(4*π2*i2)------本例传动比i=1水平及垂直安装的滚珠丝杠副计算项目2-1、垂直安装进给丝杠时进给电机功率值的确定：方法为：依据现场实际需求扭矩值来求步进电机的扭矩值：基本公式为：常取0.7-0.95电主轴最大扭矩时允许的主轴最高转速：Ph 10.00毫米mm 0.109米2/秒g Kg.m21、电主轴计算：说明单位牛.米电主轴功率： P 千瓦KWN.M 参照洛轴厂样本5.5KW铣削电主轴值得。
单位符号66N.M值，参照洛轴厂样本5.5KW铣削电主轴的输电主轴扭矩： T 66数值符号机械效率：η0.955.5匀速运动速度该值举例为：m=157KG重的Z轴上升重量；采用珠丝杠或其他螺旋螺纹5mm螺距，带动其按5米/分向上匀速移动：则通用计算公式为：为克服其重力轴向阻力所须的力矩TL=轴向（重力）阻力值*（一的升角）距离值（即力*力臂）/机械效率及统一单值=（m*g）*（Ph/2π）/(1000*η）工作台重量N.m2.722牛顿.米N.m米/分公斤Kg n最高按其上公式计算得756转/分r/min157.00导程10mm滚珠丝杠或其他螺旋螺纹10mm螺距T=3*[TL（力学相关的阻力力矩）+Ts（牛顿惯性运动学相关的从静止到动态的惯性阻力力矩）]------具体见下：(其中:蓝色底为根据实际取值的--黄色底为公式套算所得的不变的数据)项目符号数值单位单位符号说明力学相关的阻力力矩TL TL m 通常取值0.7～0.95；滚珠丝杠值取0.9V匀 5.00机械传动效率值η牛顿.米Ts值是指：负荷及电机从静止启动，加速至工动速度为：V匀=5米/分所须的启动加速转矩：基转矩计算公式为：Ts=（J1+J2+......Jn）*εTs m2/s重力加速度值0.90牛顿惯性运动学相关的从静止到动态的惯性阻力力矩9.80m/minn匀=工作台移动速度（单位：米/分）/丝杠导程或其他螺旋螺纹螺距（单位：米）=V匀/（Ph*0.001）启动时间取0.1～0.5秒T=3*[TL（力学相关的阻力力矩）+Ts（牛顿惯性运动学相关的从静止到动态的惯性阻力力矩）]T=P*9550/n匀对转动P=T*n匀/9550;对移动P=F*V匀/1000计算公式TL=摩擦阻力值*（一圆周上的升角）距离值/机械效率及统一单位系数值=（m*g*μ）*（Ph/2π）/(1000*η）举例为：m=500KG 举例为：Ph=10mm通用计算公式为：n匀=工作台移动速度（单位丝杠导程或其他螺旋螺纹螺距（单位：米）=V匀/（Ph*0.001）符号依据现场实际需求扭矩值来求步进电机的扭矩值T 通用计算公式为：对转动P=T*n匀/9550;对移动/1000ε=(ω末-ω初)/(t末-t初)=(ω匀-0)/(t末-0)-于电力带动的运动的启动时间通常取值t末=0.1秒秒:此处取中间值0.3秒.------按机械设计手册单关系有：ω匀=0.10472*n匀---故公式变为：ε=（0.1～0.5）=0.10472*n/（0.1～0.5）；此处启取0.5秒通用计算公式为：T=3*[TL（力学相关的阻力力（牛顿惯性运动学相关的从静止到动态的惯性阻力矩）]通用计算公式为：对转动P=T*n匀/9550;对移动/10000.508.5牛顿.米N.mrad/s2ε=0.10472*n/（0.1～0.5）；此处启动时间取0.5秒滚珠丝杠轴每分钟的转速物体从静止变为匀速转动运动，转速为n匀，的角加速度值ε104.72弧度/秒平方启动时间t 根据能量守恒定律按工作直线运动或回转运动校核电机功率P n匀项目500.00千瓦电机功率P 0.44千瓦Kw 工作台重量导程10mm滚珠丝杠或其他螺旋螺纹10mm螺距Kw500.0010.00数值N.m力学相关的阻力力矩TL TL 单位公斤毫米m Kg Phmm单位符号2.601牛顿.米转/分r/min2-2、水平安装进给丝杠时进给电机功率值的确定：方法为：依据现场实际需求扭矩值来求步进电机的扭矩值：基本公式为：T=3*[TL（力学相关的阻力力矩）+Ts（牛顿惯性运动学相关的从静止到动态的惯性阻力力矩）]------具体见下：(其中:蓝色底为根据实际取值的--黄色底为公式套算所得的不变的数据)秒s 说明该值举例为：m=500KG重的工作台；采用导程1杠或其他螺旋螺纹10mm螺距，带动其按5米/分的速匀速移动：则通用计算公式为：为克服因重力产生（摩擦）阻力所须的力矩TL=轴向（摩擦）阻力值周上的升角）距离值（即力*力臂）/机械效率及统系数值=（m*g*μ）*（Ph/2π）/(1000*η）举例为：V匀=5米/分世界通用值n匀=工作台移动速度（单位：米/分）/丝杠导程或其他螺旋螺纹螺距（单位：米）=V匀/（Ph*0.001）通常取值0.1～0.45；中间值取0.3g 匀速运动速度机械摩擦系数重力加速度值9.80机械传动效率值 5.000.30米2/秒牛顿惯性运动学相关的从静止到动态的惯性阻力力矩Ts Ts值是指：负荷及电机从静止启动，加速至工动速度为：V匀=5米/分。
所须的启动加速转矩：基转矩计算公式为：Ts=（J1+J2+......Jn）*εμV匀r/minJ1通常取值0.7～0.95；滚珠丝杠值取0.9Kg.m2米/分J2值可下图直接查得其计算公式为：通过丝杠J2=m*Ph2/(4*π2*i2)------本例传动比i=1初选滚珠丝杠轴规格0.336N.m0.00194mmmmKg.m2m/min m2/s=0.10472*n/（0.1～0.5）；此处启动时间取0.5秒ε=(ω末-ω初)/(t末-t初)=(ω匀-0)/(t末-0)-于电力带动的运动的启动时间通常取值t末=0.1秒秒:此处取中间值0.3秒.------按机械设计手册单关系有：ω匀=0.10472*n匀---故公式变为：ε=（0.1～0.5）=0.10472*n/（0.1～0.5）；此处启500.00η0.90通用计算公式为：n匀=工作台移动速度（单位丝杠导程或其他螺旋螺纹螺距（单位：米）=V匀/（Ph*0.001）滚珠丝杠回转轴的转动惯量n匀转/分动运动，转速为n匀，的角加速度值滚珠丝杠轴每分钟的转速初选滚珠丝杠轴长度d 毫米L 32.002400.00毫米公斤.米2牛顿.米公斤.米2J值可由solidworks三维图直接查得。
该值举例丝杠总长1.8米，直径25mm;由solidworks三维图J1=5.4/10000公斤.米2；（也可采用计算公式为J1=0.77*d*d*d*d*L/1000000000000)同时本例中器及电机转轴本身的转动惯量值忽略不计水平移动的80KG重的工作台，通过丝杠转换为等效旋转，转动惯量的J2值J20.00127平方第3页ε=第6页见其上：fh值=1.445；fm=1.5；fd=1.2;fn=0.575;ft=1;P=Pr计算公式单位单位符号结论：额定动载荷C的计算值=9.39KN;小于其上初选的14-1、5）中初选深沟球轴承的型号---为：6205（径向基本额定动载荷Cr=14KN）；故可行，同时：径向基本额定动载荷Cr=14KN～9.39KN之间的深沟球轴承也均可选用牛N6） 当量动载荷P的计算-4若采用角接触轴承，则额定（当量）动载荷计算见下：首先按其上：（轴向载荷Fa+径向载荷Fr）*10倍=（1584+0）*10=15840N=15.84KN---作为额定轴承的动载荷，并结合前面选定的丝杠直径32来初选公司常°成对背靠背安装的DB系列角接触的型号---为：7202DB （轴径d=15---径向动载荷Cr=14KN---静载荷Cor=9.25KN=9250N)进给轴承径向切削力克服重力并加速向上G1G1见其上：fh值=1.445；fm=1.5；fd=1.2;fn=0.575;ft=1;P=Pr计算公式轴向载荷Fa=所有的轴向力值=克服重力并加速向上的合力G1=其上的最大轴向载荷=最大力值=Fmax1径向载荷Fr=0（根本不承受径向力值Pr=0.4*Fr+1.9*Fa=0.4*0+1.9*1584=3009.6N见其上：fh值=1.39；fm=1.5；fd=1.2;fn=0.608;ft=1;P=Pr结论：额定动载荷C的计算值=12.385KN;小于其上初选的14-1、7）中初选32904单列圆锥滚子轴承（径向基本额定动载荷Cr=13.2KN）；故可行，同时：径向基本额定动载荷Cr=13.2KN～12.385KN之间的单列圆锥滚子轴承的型号也均可选用.牛NN依据下表：Fa/Fr〉e=0.32时，径向当量载荷Pr=0.4*Fr+1.9*Fa=0.4*0+1.9*1584=3009.6结论：额定动载荷C的计算值=10.1KN;小于其上初选的14-1、6）中初选25°成对背靠背安装的DB系列角接触的型号---为：7202DB（径向基本定动载荷Cr=14KN）；故可行，同时：径向基本额定动载荷Cr=14KN～10.1KN之间的25°成对背靠背安装的DB 系列角接触的型号也均可选用NN牛N单位单位符号14-2、水平安装进给丝杠：其他各类参数确定及校对（5）---配用轴承选择(大概进行选择核心的内容为两条：其一按7～10倍的（轴向力值+径向力计值）作为轴承的额定当量径向动载荷Cr值（也称基本额定动载荷Cr）。
其二按轴承允许的极限转速值（若是两个轴承并放在一起，则按70%的极限牛7） 当量动载荷P的计算-5若采用圆锥滚子轴承，则额定（当量）动载荷计算见下：首先按其上：（轴向载荷Fa+径向载荷Fr）*10倍=（1584+0）*10=15840N=15.84KN---作为额定轴承的动载荷，并结合前面选定的丝杠直径32来初选公对背靠背安装的双列（由于正规双列圆锥滚子轴承的最小径向额定载荷为66.5KN远远超过了15KN径向额定载荷的要求，所以此处的双列其实是一个单列两个轴端头背靠背安装的一头用了一个型号---为：32904单列圆锥滚子轴承（轴径d=20---径向动载荷Cr=13.2KN---静载荷Cor=17.5KN=17500N---e=0.32计算公式本处为普通铣削加工及中型传动：故靠近进给。
