機械設計常用，滾珠絲槓選型及安裝（選型參考表格）

有很多網友來信詢問滾珠絲槓的選型、使用和安裝方法及維護需要注意些什麼問題，一一回信實在是沒時間，在此對那些沒有收到回信的朋友表示歉意。在這裡簡單介紹一下，算是掃盲貼，只求準確，不求精確，若有謬誤，敬請指證：如有沒有自動計算表格可私信我。

選型：

滾珠絲槓的選型過程中對滾珠絲槓本身需要注意的主要引數如下

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1---公稱直徑

。即絲槓的外徑，常見規格有12、14、16、20、25、32、40、50、63、80、100、120，不過請注意，這些規格中，各廠家一般只備16~50的貨，也就是說，其他直徑大部分都是期貨（見單生產，貨期大約在30~60天之間，日系產品大約是2~2。5個月，歐美產品大約是3~4個月）。公稱直徑和負載基本成正比，直徑越大的負載越大，具體數值可以查閱廠家產品樣本。這裡只說明兩個概念：動額定負荷與靜額定負荷，前者指運動狀態下的額定軸向負載，後者是指靜止狀態下的額定軸向負載。設計時參考前者即可。需要注意的是，額定負荷並非最大負荷，實際負荷與額定負荷的比值越小，絲槓的理論壽命越高。

推薦：直徑儘量選16~63。

2---導程

。也稱螺距，即螺桿每旋轉一週螺母直線運動的距離，常見導程有1、2、4、6、8、10、16、20、25、32、40，中小導程現貨產品一般只有5、10，大導程一般有1616、2020、2525、3232、4040（4位數前兩位指直徑，後兩位指導程），其他規格多數廠家見單生產。導程與直線速度有關，在輸入轉速一定的情況下，導程越大速度越快。

推薦：導程儘量選5和10。

3---長度

。長度有兩個概念，一個是全長，另一個是螺紋長度。有些廠家只計算全長，但有些廠家需要提供螺紋長度。螺紋長度中也有兩個部分，一個是螺紋全長，一個是有效行程。前者是指螺紋部分的總長度，後者是指螺母直線移動的理論最大長度，螺紋長度=有效行程+螺母長度+設計裕量（如果需要安裝防護罩，還要考慮防護罩壓縮後的長度，一般按防護罩最大長度的1／8計算）。在設計繪圖時，絲槓的全長大致可以按照一下引數累加：絲槓全長=有效行程+螺母長度+設計餘量+兩端支撐長度（軸承寬度+鎖緊螺母寬度+裕量）+動力輸入連線長度（如果使用聯軸器則大致是聯軸器長度的一般+裕量）。特別需要注意的是，如果你的長度超長（大於3米）或長徑比很大（大於70），最好事先諮詢廠家銷售人員可否生產，總體的情況是，國內廠家常規品最大長度3米，特殊品16米，國外廠家常規品6米，特殊品22米。當然不是說國內廠家就不能生產更長的，只是定製品的價格比較離譜。

推薦：長度儘量選6米以下，超過的用齒輪齒條更划算了。

4---螺母形式

。各廠家的產品樣本上都會有很多種螺母形式，一般型號中的前幾個字母即表示螺母形式。按法蘭形式分大約有圓法蘭、單切邊法蘭、雙切邊法蘭和無法蘭幾種。按螺母長度分有單螺母和雙螺母（注意，單螺母和雙螺母沒有負載和剛性差異，這一點不要聽從廠家銷售人員的演說，單螺母和雙螺母的主要差異是後者可以調整預壓而前者不能，另外後者的價格和長度大致均是前者的2倍）。在安裝尺寸和效能允許的情況下，設計者在選用時應儘量選擇常規形式，以避免維護時備件的貨期問題。推薦：頻繁動作、高精度維持場合選雙螺母，其他場合選雙且邊單螺母。

推薦：螺母形式儘量選內迴圈雙切邊法蘭單螺母。

5---精度

。滾珠絲槓按GB分類有P類和T類，即傳動類和定位類，精度等級有1、2、3、4。。。。。幾種，國外產品一般不分傳動還是定位，一律以C0~C10或具體數值表示，一般來說，通用機械或普通數控機械選C7（任意300行程內定位誤差±0。05）或以下，高精度數控機械選C5（±0。018）以上C3（±0。008）以下，光學或檢測機械選C3以上。特別需要注意的是，精度和價格關聯性很大，並且，精度的概念是組合和維持，也就是說，螺桿的導程誤差不能說明整套絲槓的誤差，出廠精度合格不能說明額定使用壽命內都維持這個精度。這是個可靠性的問題，與生產商的生產工藝有關。

推薦：精度儘量選C7。

以上說的都是主要引數，在選用型號時還得用到以下引數：珠卷數，珠徑，製造方式程式碼，預壓等級等。分別說明如下：

珠卷數：

這個引數一般標註在型號的導程後，如4010-4，這個“-4”就是珠卷數，因為有迴圈方式的問題說起來比較複雜，使用者可以簡單的理解為滾動體的迴圈圈數，“-4”就是4個迴圈，這個數值越大表示負載越大螺母長度越長。

珠徑：

這個引數是指滾動體的直徑，型號中不會體現，但是在各廠家的技術引數表中會標識，一般與公稱直徑和導程相關，使用者不必理會。但是有些使用者因使用不當導致滾珠掉出螺母外需要重灌滾珠時這個引數是要注意的，尺寸一般精確到0。001，當然，不推薦使用者自行安裝，否則廠家不會提供無償維護，即使產品仍在保修期內。如有滾珠意外掉落的情況，應通知供應商協助安裝。

製造方式程式碼：

滾珠絲槓的製造方式主要是兩種：軋製和磨製，前者也稱滾軋製造或轉造，一般用F表示。後者也稱研磨製造。一般用G表示。因工藝的不同，兩者能達到的精度等級不同，目前，軋製方式能達到的最高精度是C5級，我所知的只有REXROTH可以達到這個精度。而磨製可以成產出更高精度的產品。不過請注意，

兩種製造方式與精度、效能沒有逆向必然性，也就是說如果你選用的精度是C7，那麼與它是怎麼製造出來的無關

。事實上我碰到許多廠家的專業銷售人員都未必知道兩者之間的詳細區別，所以多說幾句：軋製屬於批次製造，磨製屬於精確製造，前者的生產效率遠遠高於後者，但是前者的製造裝置成本也遠遠高於後者。換句話說，磨製絲槓的進入門檻較低，軋製生產的進入門檻較高，能生產軋製絲槓的廠家一般也能生產磨製絲槓，而能生產磨製絲槓的廠家不一定能生產軋製絲槓。所以，同精度產品如果該可以買到軋製品就不要買磨製品，原因很簡單：便宜。另外說明一點，軋製和磨製僅指螺桿，螺母全是磨削製造。

預壓：

也稱預緊。關於預壓，使用者不必瞭解具體預緊力和預緊方式，只需按照廠家樣本選擇預壓等級即可。等越高螺母與螺桿配合越緊，等級越低越松。遵循的原則是：大直徑、雙螺母、高精度、驅動力矩較大的情況下預壓等級可以選高一點，反之選低一點。

有很多網友來信詢問滾珠絲槓的選型、使用和安裝方法及維護需要注意些什麼問題，一一回信實在是沒時間，在此對那些沒有收到回信的朋友表示歉意。在這裡簡單介紹一下，算是掃盲貼，只求準確，不求精確，若有謬誤，敬請指證：

安裝：

1——-安裝條件。安裝條件即工況，根據需要達到的效能和要求，確定有什麼樣的條件。比如升降機用，此時絲槓承受的軸向負載=負載的重力，需要考慮的是儘量不要偏載（重心與絲槓同軸），若有偏載，是否需要增加抑偏機構，因為滾珠絲槓不允許（注意：不是完全不能）承受徑向力，最簡單的辦法是在絲槓的兩邊增加導軌（滾珠導軌，直線軸+直線軸承等等）。又比如水平安裝，長徑比是否合適？轉速是否在允許的DN值以內？總而言之，安裝條件確定安裝方式。

2——-安裝方式。這裡所說的安裝方式是指絲槓本身的安裝，不涉及導向和承載件（導向和承載問題另文探討）。常見的有三種：固定——-固定安裝，固定——-支援安裝，固定——-自由安裝。解釋一下固定、支援和自由的含義：固定——-軸向和徑向全面限制，圓周向自由。這個意思是徑向不能動，軸向不能動，但是可以圓周方向轉動。支援——-徑向限制，軸向自由，圓周向自由。這個意思是徑向不能動，軸向可移動，圓周向可轉動。自由——-這個不用解釋了，自由就是不管了。類似於懸臂。固定——-固定的安裝方式適合有高精度要求或對溫升敏感的場合，安裝前精確計算兩固定點的安裝距離，精確計算常溫狀態下與工作狀態下的軸向伸長量，安裝時施加預緊力，使絲槓產生合適的彈性軸向伸長量（越接近溫升伸長量越好）。這種安裝形式一般用於機床等對定位精度要求較高並且是閉環控制的工作母機。固定——-支援的安裝方式則適合大多數場合，因為支援端的軸向自由度可以釋放因工作時溫度升高而產生的軸伸量，可以參考的數值是：1米長度的絲槓，在工作溫度升高1度的時候，會產生0。01mm軸伸量。固定——-自由的安裝方式適合很多場合，優點是不必考慮溫升影響並且安裝方便。不過有利就有弊，根據我多年記錄，大多數安裝端（動力輸入端）斷裂的案例大部分出自這種安裝方式。原因：1-軸承選用不當，2-端部設計不合理或加工不良。眾所周知，懸臂型別的軸類零件不可承受徑向力，前兩種安裝方式如果遇上徑向受力的情況，大部分只會出現可逆性（彈性）彎曲，至多影響精度，不太可能出現斷裂的情況，除非長度特別短而徑向力特別大。而第3種安裝方式卻不然，支撐點只有一個，當徑向力出現在懸臂樑的頂端（安裝端的反方向），斷裂或剛性變形就不可避免。改善的要點有三個：1——軸承選用調心球或調心滾子軸承；2——設計時有效螺紋與安裝軸承的外徑變化處留出一點弧角（直徑變化比較大的情況）或越程槽設計成半圓槽；3——軸承安裝外圓面加工時必須研磨，以保證同心度。後面這一條多說兩句，某些廠家採用精車然後用砂紙打磨的方式純屬趙氏忽悠——-好味道的毒藥。

3——-配合形式。這裡說的配合形式是指安裝端軸承的公差配合以及絲槓和支撐件的安裝配合。後者另文討論，前者推薦js5~7，精度高的設計者自己確定