一电机输出扭矩与电动缸输出力的关系 F = T*η*2π*R/L

F：电动缸输出力,单位:kN

T：电机输出扭矩,单位:Nm R：减速比

L：丝杆导程,单位：mm η：效率

(一般选择电动缸的总效率为85%，但是效率根据实际使用工况会有变化，请注意)

二电动缸的寿命计算

电动缸的寿命一般指电动缸内部使用的丝杆寿命，可以分为两个部分，一是丝杆的疲劳寿命，它可以通过计算得出；另一个是使用寿命，取决于使用条件（如温度、灰尘、使用润滑的种类和定期添加的频率等等）。

三平均负载的计算

平均负载是指电动缸在一个工作循环中，综合在各个不同工作区间的力、速度和时间后得出的立方平均值。

直线滑台是工业应用里比较广泛的一种典型机构。

1. 问题描述

想设计一个直线运动机构，负载2Kg，中等速度，往复行程大约120mm，除原点外有3次停留，定位误差0.1mm左右，初步考虑使用步进电机驱动丝杠来完成，有哪些需要注意的地方？另外还有别的更好更便宜的方案吗？

2. 讨论

电机+丝杠的组合在直线运动单元中应该是应用最广泛的一种，其原理不用怀疑，但选用何种丝杠却应该考究一下。提问者说，在一些产品的标准件书上看到丝杠分精密滚珠丝杠、压轧滚珠丝杠、30度梯形丝杠三种，但不明白这几种丝杠具体有什么区别，以及其分别应用的场合。

甲回答说，前两种都是滚珠丝杆：最初滚珠丝杆的丝杆体用圆钢切削成型，因切削表面光洁度不够，再用成型砂轮磨出螺旋槽。后来工艺发展，丝杆体可以不再需要切削，直接压轧而成，并且压轧后具有相当的精度尺寸和光洁度，在没有很高精度要求的场合，可以直接使用，于是就有了“压轧滚珠丝杠”这一种类；目前压轧工艺制作的滚珠丝杆体还不能达到很高精度，精密滚珠丝杠还必须采用磨削工艺，滚珠丝杆的螺母螺旋槽和丝杆螺旋槽间置有钢球，把螺母和丝杆间旋合移动从滑动变成了滚动，所以可以高速轻巧动作；30度梯形丝杠是传统的机械结构，普通车床的丝杆就是很好的例子。

乙补充说，方便起见，这次的设计应以滚动直线导轨配合滚珠丝杆为宜；直线运动器件和滚珠丝杆都可以很方便在市场购得，东西小，所费也有限；如果采用滑动导轨和30度梯形丝杠，不会有现成的，恐怕都要设计和逐一加工出来，费时费工，代价也许更高。况且精度要求并不高，一些便宜的丝杠和导轨都可以达到要求。

甲给出了如图设计方案，并解释说，导轨用了两根表面淬火，磨削后镀硬铬的光杆，配合加长直线轴承，滑块和导轨支架用硬铝块以线切割制作；丝杆用市售普通M12X1.75三角螺纹螺柱改制，螺母用青铜相配，丝杆与支座间用618系列的深沟球轴承支承，51000推力轴承和圆螺母消除轴向间隙；光杆的价格约100元/米，直线轴承几十元一个，轴承几元一个，加上其它，代价不会超过500元，这样的结构，完全可以适应要求的工况并有极长工作寿命。

电动推杆是传动设备当中比较重要的直线传动机构，随着自动化的要求不断提高，现在工厂设备中已广泛应用到，电动推杆的传动原理主要有3大类。

    第1种：齿轮传动+丝杠螺母结构，主要是电机的旋转运动通过减速箱齿轮传动，传递给丝杠做旋转运动，丝杠旋转运动带动螺母做直线运动，伸出的推杆部分和螺母是固定一起的，这样推杆就可以做直线运动，推杆伸出和缩回，是通过电机的正反转运动来实现。

     第二种：蜗轮蜗杆传动+丝杠螺母结构，主要是电机的旋转运动通过蜗轮蜗杆传动，传递给丝杠做旋转运动，丝杠旋转运动带动螺母做直线运动，伸出的推杆部分和螺母是固定一起的，这样推杆就可以做直线运动，推杆伸出和缩回，是通过电机的正反转运动来实现。

      第三种：同步带轮+丝杠螺母结构，主要是电机的旋转运动通过同步带轮传动，传递给丝杠做旋转运动，丝杠旋转运动带动螺母做直线运动，伸出的推杆部分和螺母是固定一起的，这样推杆就可以做直线运动，推杆伸出和缩回，是通过电机的正反转运动来实现。

         应用注意事项，蜗轮蜗杆传动传动效率低，适合用于工作频率低的场合，同步带轮传动和齿轮传动适合用于工作频率高的场合，重载荷一般使用齿轮传动形式。