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第四节 滚珠丝杠螺母副机构 * 一. 滚珠丝杠副的工作原理及特点 一. 滚珠丝杠副的工作原理及特点 一. 滚珠丝杠副的工作原理及特点 习 题 主轴材料为什么优先选用45钢或60号钢？（原则） 为什么要进行刚度补偿？怎样补偿？ 提高支承件结构性能的措施有哪些? 什么是爬行？消除爬行的措施？ * * * 第一节 主轴组件设计 第二节 支承件设计 第三节 导轨设计 第四节 滚珠丝杠螺母副机构 第三章 机床主要部件设计 滚珠丝杠副（ball screw shaft）将丝杠螺母都加工成凹半圆弧形螺纹，在螺纹之间放入滚珠而形成。 当丝杠、螺母相对转动时，滚珠沿螺旋滚道滚动，螺纹摩擦为滚动摩擦，实现高精度、高效率传动。滚珠通过螺母两端的回程导引装置，自动返回入口而循环流动。 1.结构 2.工作原理 一. 滚珠丝杠副的工作原理及特点 ◆ 传动效率高，摩擦损失小，功率消耗小。 3.特点 ◆ 适当预紧，能消除螺纹间隙，定位精度、刚度高。 ◆ 运动平稳，无爬行现象，传动精度高。 ◆ 有可逆性，丝杠和螺母多可作主运动件。 ◆ 磨损小，使用寿命长。 ◆ 制造工艺复杂，制造成本高。 ◆ 不能自锁。对于垂直丝杠，须增加制动装置。 一. 滚珠丝杠副的工作原理及特点 4.滚珠丝杠螺母副的循环方式 常用的循环方式有两种：滚珠在循环过程中有时与丝杠脱离接触的称为外循环；始终与丝杠保持接触的称内循环。 外循环方式 插管式回珠器 插管式回珠器 每一列钢珠转几圈后经插管回珠器返回。插管式回珠器位于螺母之外，称为外循环。 外循环结构制造工艺简单，其滚道接缝处很难做得平滑，影响滚珠滚动的平稳性，甚至发生卡珠现象，噪声也较大。 D C B A 反向回珠器 D A C B 钢珠从A点走向B点、C点、D点然后经返向回珠器4从螺纹的顶上回到A点。螺纹每一圈形成一个钢珠的循环闭路。回珠器处于螺母之内，称为内循环。 内循环方式 其结构紧凑，定位可靠，刚性好，返回滚道短，不易发生滚珠堵塞；缺点是结构复杂，制造较困难，不能用于多头螺纹。 1.螺纹滚道法向截面的形状及主要尺寸 法向截面形状：单圆弧型面，双圆弧型面。 （1）单圆弧型面 接触角β随初始间隙和轴向负载F 变化。 F =0 ，β=0，β随 F 增大而增大。 传动效率η、轴向刚度K、承载能力随β增大而增大。 二.结构和轴向间隙的调整方法 （2）双圆弧型面 滚珠在滚道内只与相切的两点接触，接触角β=450，为定值。 两弧交接处有油槽，可容纳油和脏物，利于滚珠滚动流畅。但制造较复杂。 二.结构和轴向间隙的调整方法 2.轴向间隙的调整和施加预紧力的方法 为什么滚珠丝杠轴向间隙要能够调整？怎样调整？ 轴向间隙会造成滚珠丝杠启动、停止以及受冲击载荷时运动不平稳，反向时存在空行程，影响传动精度和定位精度。 方法: 采用双螺母装置消除轴向间隙。 二.结构和轴向间隙的调整方法 （1）垫片调隙式 用螺钉连接两个螺母的凸台，在凸台间加垫片。 结构简单、可靠性好、刚度高，装卸方便。调整复杂。 调整垫片厚度使螺母产生轴向位移，来消除间隙和产生预拉紧力。 二.结构和轴向间隙的调整方法 （2）螺纹调隙式 螺母 1 的端面有凸台，螺母 2 的右端有螺纹，用双圆螺母固定。 结构紧凑、调整方便；应用较广泛。调整间隙欠精确。 方法：旋转螺母，消除间隙和产生预拉紧力，调整后，用另一个螺母锁紧。 二.结构和轴向间隙的调整方法 （3）齿差调隙式 两螺母凸台皆为圆柱齿轮，两齿轮相差一齿，与两内齿轮啮合。两内齿轮用螺钉或定位销固定在套筒上。 调整时，先取下两内齿轮，使两螺母相对套筒同方向转动，每转过一个齿，调整轴向位移量为e = Ph/(z1z2)。 调整精确。但结构较大，调整、装配比较复杂。适用于高精度的传动机构。 二.结构和轴向间隙的调整方法 三.滚珠丝杠的几种支承方式 (1) 一端装止推轴承 一端装止推轴承 这种安装方式的承载能力小，轴向刚度低，仅适应于短丝杠，如数控机床的调整环节或升降台式数控铣床的垂直坐标中。（适用于短丝杠、低速、中精度的场合） 三.滚珠丝杠的几种支承方式 ( 2) 一端装止推轴承，另一端装向心球轴承 滚珠丝杠较长时，一端装止推轴承固定，另一自由端