CALCULATOR 07 / 84
滚珠丝杠驱动计算
从完整往复运动计算丝杠转速、轴向力、机构惯量、峰值与RMS扭矩，并对已选丝杠进行临界转速、DN值和轴向稳定性校核。
BALL SCREW DRIVE · V1.0.0
本地即时计算 · 参数不上传计算工作台
滚珠丝杠轴方向
运动参数
丝杠与负载
计算结果
丝杠最高转速3,000 rpm
速度曲线梯形
最大轴向力161.8 N
- 实际最高线速度
- 500 mm/s
- 机构侧总惯量
- 2.753e-4 kg·m²
- 加速惯性扭矩
- 0.432 N·m
- 正向 / 上升负载扭矩
- 0.071 N·m
- 完整往复周期
- 2.8 s
- 最大机械功率
- 79 W
轴向载荷按最不利方向保守视为压缩载荷；结果不替代厂商对寿命、刚度、精度、润滑和支撑轴承的校核。
核心公式
丝杠转速：n = 60v / L
负载扭矩：T = FL / (2πη) + Tpreload
折算惯量：Jlinear = m(L / 2π)²
周期扭矩：TRMS = √[Σ(Tᵢ²tᵢ) / Σtᵢ]
理论知识
滚珠丝杠驱动计算：从公式结果回到工程判断
从完整往复运动求丝杠转速、轴向力、驱动扭矩、折算惯量，并检查临界转速、DN 值和压杆稳定。 下方内容用于帮助工程师回顾模型、准备参数、理解趋势并识别首版计算不能覆盖的边界。
01 · 模型与口径
先确认公式在计算链中的位置
从完整往复运动求丝杠转速、轴向力、驱动扭矩、折算惯量，并检查临界转速、DN 值和压杆稳定。
| 序号 | 关系式或判定 | 使用位置 |
|---|---|---|
| 01 | 丝杠转速：n = 60v/L | 建立主结果 |
| 02 | 负载扭矩：T = FL/(2πη)+Tpreload | 中间量与修正 |
| 03 | 折算惯量：Jlinear = m(L/2π)² | 中间量与修正 |
| 04 | 周期扭矩：TRMS = √[Σ(Ti²ti)/Σti] | 输出或边界校核 |
02 · 参数准备
把输入值整理成可追溯的工程数据
零件、介质或设备参数应来自与候选规格一致的样本、标准或实测工况。参数越多，越需要保留单位、版本、温度和数据来源。
| 参数组 | 需要确认的内容 | 工程使用提醒 |
|---|---|---|
| 几何与规格 | 直径、导程、齿数、节距、中心距、支承跨度 | 优先读取候选型号样本，不用公称尺寸替代有效尺寸 |
| 载荷谱 | 恒载、峰值、冲击、方向、占空比 | 寿命和发热必须使用完整循环，不只看平均载荷 |
| 材料与效率 | 弹性模量、许用应力、摩擦、传动效率 | 效率、摩擦和许用值随润滑、速度与温度改变 |
| 安装条件 | 支承方式、对中、预紧、润滑、污染 | 这些条件常决定实际寿命而非理论额定值 |
03 · 特征关系
读取趋势比记住单个结果更重要
计算结果描述理想模型中的主关系。实际部件还存在制造公差、装配偏差、摩擦、刚度、冲击和环境修正，应把结果作为候选规格的起点而不是最终型号。
04 · 计算顺序
按中间量逐步复核，避免只看最终数字
- 步骤 1：丝杠转速：n = 60v/L
- 步骤 2：负载扭矩：T = FL/(2πη)+Tpreload
- 步骤 3：折算惯量：Jlinear = m(L/2π)²
- 步骤 4：周期扭矩：TRMS = √[Σ(Ti²ti)/Σti]
05 · 适用边界
模型通过不等于工程风险已经关闭
- 运动曲线、方向和加减速时间按输入周期确定。
- 临界转速与屈曲采用理想钢制丝杠及给定端部支撑系数。
假设不成立时，应更换模型、分段计算、引入厂家曲线或使用仿真与试验复核。
06 · 执行检查
把计算结果转换成下一步选型动作
- 底径必须来自候选型号样本。
- 无支撑长度取最不利螺母位置。
- 垂直轴分别校核上升、下降和保持。
- 寿命、刚度和支撑轴承需继续复核。