第4章 同步带与滚珠丝杠
机械系统设计 (滚珠丝杠)PPT课件
2 机械系统设计--机械传动装置滚珠丝杠副
双推—自由
1．轴向刚度低，与螺母位置有关； 2．双推端可预拉伸安装； 3．适宜中小载荷与低速，更适宜垂直安装，短丝杠。
固定可以用深沟球轴承和双向推力轴承组合或用圆锥滚子轴承
2 机械系统设计--机械传动装置滚珠丝杠副
(2) 轴承的组合安装支承示例
2 机械系统设计--机械传动装置滚珠丝杠副
2 机械系统设计--机械传动装置滚珠丝杠副
滚珠丝杠副的特点
传动效率高 运动平稳 工作寿命长 定位精度和重复定位精度高 同步性好 可靠性高 不能自锁 制造工艺复杂
2 机械系统设计--机械传动装置滚珠丝杠副
滚珠丝杠副的典型结构类型
从螺纹滚道的截面形状、滚珠的循环方式和消除轴 向间隙的调整方法进行区别。
1，产生的轴向位移（即间隙）为：
1 (
Z1
1 )np
Z2
其中：n为螺母同方向转过的齿数
p为丝杠的导程
例：若Z1=99，Z2=100，n=1, p=6mm 则d=0.6μm
2 机械系统设计--机械传动装置滚珠丝杠副
（3） 垫片调隙式
调整垫片厚度，使螺母产生轴向位移，该形式结构简单，调整较为 方便，应用广，但仅适用于一般精度机构。
滚珠丝杠在工作负载fn和转矩tnm共同作用下引起每个导程的变形量esie38001038机械系统设计机械传动装置滚珠丝杠副按最不利的情况即取ffm则丝杠在工作长度上的弹性变形所引起的导程误差为通常要求丝杠的导程误差应小于其传动精度的12即edpfgjeapf1075216045910206143800101310107521503机械系统设计机械传动装置滚珠丝杠副试设计一数控机床工作台进给用滚珠丝杠副
1．轴向刚度最高； 2．预拉伸安装时，须加载荷较小，轴承寿命较高 3．适宜高速、高刚度、高精度。
滚珠丝杠的工作原理
滚珠丝杠的工作原理滚珠丝杠的工作原理3 n) Y( ~! A- O; g4 F" z8 p( }滚珠丝杠螺母副是数控机床中回转运动转换为直线运动常用的传动装置。
它以滚珠的滚动代替丝杆螺母副中的滑动，摩擦力小，具有良好的性能。
组成及工作原理：+ E, X9 U3 N; t滚珠丝杠螺母副的结构原理图8 o# |% }; k V# b' ?6 N·组成：主要由丝杆、螺母、滚珠和滚道（回珠器）、螺母座等组成。
·工作原理：在丝杆和螺母上加工有弧行螺旋槽，当它们套装在一起时便形成螺旋滚道，并在滚道内装满滚珠。
而滚珠则沿滚道滚动，并经回珠管作周而复始的循环运动。
回珠管两端还起挡珠的作用，以防滚珠沿滚道掉出。
) ?! @' M F' o1 H. t$ H特点：' a6 M }$ s" l8 V ]( I·传动效率高：机械效率可高达92%~98%。
·摩擦力小：主要是用滚珠的滚动代替了普通丝杆螺母副的滑动。
& h+ b9 R) p4 Y% u) S4 l- b·轴向间隙可消除：也是由于滚珠的作用，提高了系统的刚性。
经预紧后可消除间隙。
·使用寿命长、制造成本高：主要采用优质合金材料，表面经热处理后获得高的硬度。
滚珠丝杆螺母副的消隙·双螺母垫片调隙：( i' ]: i3 y% _3 ~/ ?修磨垫片厚度消隙) f. L+ X% U4 U4 ?4 Y% Z/ K滚珠丝杆螺母副采用双螺母结构（类似于齿轮副中的双薄片齿轮结构）。
通过改变垫片的厚度使螺母产生轴向位移，从而使两个螺母分别与丝杆的两侧面贴合。
当工作台反向时，由于消除了侧隙，工作台会跟随CNC的运动指令反向而不会出现滞后。
·双螺母螺纹调隙： g* I' Y7 j! j' c用锁紧螺母消隙差齿式调整法图示为利用两个锁紧螺母调整预紧力的结构。
滚珠丝杆说明
滚珠丝杆说明一、简介滚珠丝杆是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。
滚珠丝杠由螺杆、螺母、钢球、预压片、反向器、防尘器组成。
它的功能是将旋转运动转化成直线运动，这是艾克姆螺杆的进一步延伸和发展，这项发展的重要意义就是将轴承从滑动动作变成滚动动作。
由于具有很小的摩擦阻力，滚珠丝杠被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。
滚珠丝杠是工具机和精密机械上最常使用的传动元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反复作用力，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。
滚珠丝杠主要参数为：公称直径与导程。
二、原理1.按照国标GB/T17587.3-1998及应用实例，滚珠丝杠（已基本取代梯形丝杆，俗称丝杆）是用来将旋转运动转化为直线运动；或将直线运动转化为旋转运动的执行元件，并具有传动效率高，定位准确等。
2.当滚珠丝杠作为主动体时，螺母就会随丝杆的转动角度按照对应规格的导程转化成直线运动，被动工件可以通过螺母座和螺母连接，从而实现对应的直线运动。
滚珠丝杠轴承为适应各种用途，提供了标准化种类繁多的产品。
广泛应用于机床，滚珠的循环方式有循环导管式、循环器式、端盖式。
预压方式有定位预压（双螺母方式、位预压方式）、定压预压。
可根据用途选择适当类型。
丝杆有高精度研磨加工的精密滚珠丝杠（精度分为从CO-C7的6个等级）和经高精度冷轧加工成型的冷轧滚珠丝杠轴承（精度分为从C7-C10的3个等级）。
三、用途超高DN值滚珠丝杠：高速工具机，高速综合加工中心机端盖式滚珠丝杠：快速搬运系统，一般产业机械，自动化机械高速化滚珠丝杠：CNC机械、精密工具机、产业机械、电子机械、高速化机械精密研磨级滚珠丝杠：CNC机械，精密工具机，产业机械，电子机械，输送机械，航天工业，其它天线使用的致动器、阀门开关装置等螺帽旋转式（R1）系列滚珠丝杠：半导体机械、产业用机器人、木工机、雷射加工机、搬送装置等轧制级滚珠丝杠：低摩擦、运转顺畅的优点，同时供货迅速且价格低廉重负荷滚珠丝杠：全电式射出成形机、冲压机、半导体制造装置、重负荷制动器、产业机械、锻压机械。
制约我国机床发展的关键部件之一“滚珠丝杠”，你了解么
制约我国机床发展的关键部件之一“滚珠丝杠”，你了解么中国作为世界上最大的机床消费国，制造业已经发展成为一个支柱产业。
由于汽车工业的发展，对机床的速度和效率都提出了新的更高的要求。
据了解，目前中国机床的数控化率发展很快。
日本机床的数控化率从开始的40%提高到目前90%的水平，大约花了15年的时间，从中国现在发展的速度来看，如要达到目前日本的水平，估计不需要花费这么多的时间，提高数控机床功能零部件的性能和质量已经成为中国机床工业发展的当务之急。
为实现其高性能，中国生产的机床在驱动上使用高精度滚珠丝杠的比率有了很大的提高。
目前机床采用的滚珠丝杠，有价格较低的国产的，也有精度较高的日本和欧洲等进口产品。
使用进口产品往往是在那些对加工速度、精度、寿命及稳定性方面有较高要求的机床。
随着机床速度的提高，导轨的使用也由滑动向滚动转化。
在中国，由于机床速度较低及制造成本上的原因，滑动导轨的使用还占大多数，但使用滚珠导轨和滚柱导轨的机床数量在急速上升。
由于滚动导轨具有高速、长寿命、可加预压、安装方便等方面的优点，随着对机床性能及数控化要求的提高，滚动导轨使用比率的提高是必然的趋势。
一、简介滚珠丝杆是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。
滚珠丝杠由螺杆、螺母、钢球、预压片、反向器、防尘器组成。
它的功能是将旋转运动转化成直线运动，这是艾克姆螺杆的进一步延伸和发展，这项发展的重要意义就是将轴承从滑动动作变成滚动动作。
由于具有很小的摩擦阻力，滚珠丝杠被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。
滚珠丝杠是工具机和精密机械上最常使用的传动元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反复作用力，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。
滚珠丝杠主要参数为：公称直径与导程。
二、原理1.按照国标GB/T17587.3-1998及应用实例，滚珠丝杠（已基本取代梯形丝杆，俗称丝杆）是用来将旋转运动转化为直线运动；或将直线运动转化为旋转运动的执行元件，并具有传动效率高，定位准确等。
滚珠丝杠的结构和原理
滚珠丝杠的结构和原理：欧特精密机械访问商铺添加人：ljwgdmy 添加时间：2009-7-6滚珠丝杠是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。
滚珠丝杠的结构：滚珠丝杠副的结构传统分为循环结构(以圆形反向器和椭圆形反向器为代表)和外循环结构(以插管为代表)两种。
这两种结构也是最常用的结构。
这两种结构性能没有本质区别，只是循环结构安装连接尺寸小；外循环结构安装连接尺寸大。
目前，滚珠丝杠副的结构已有10多种，但比较常用的主要有：循环结构；外循环结构；端盖结构；盖板结构。
滚珠丝杠原理：1、按照国标GB/T17587.3-1998及应用实例，滚珠丝杠（目前已基本取代梯形丝杆，已俗称丝杆）是用来将旋转运动转化为直线运动；或将直线运动转化为旋转运动的执行元件，并具有传动效率高，定位准确等2、当滚珠丝杠作为主动体时，螺母就会随丝杆的转动角度按照对应规格的导程转化成直线运动，被动工件可以通过螺母座和螺母连接，从而实现对应的直线运动。
滚珠丝杠的特点：1、与滑动丝杠副相比驱动力矩为1/3滚珠丝杆的丝杠轴与丝母之间有很多滚珠在做滚动运动,所以能得到较高的运动效率。
与过去的滑动丝杠副相比驱动力矩达到1/3以下,即达到同样运动结果所需的动力为使用滚动丝杠副的1/3。
在省电方面很有帮助。
2、高精度的保证滚珠丝杆是用日本制造的世界最高水平的机械设备连贯生产出来的，特别是在研削、组装、检查各工序的工厂环境方面,对温度·湿度进行了严格的控制,由于完善的品质管理体制使精度得以充分保证。
3、微进给可能滚珠丝杆由于是利用滚珠运动,所以启动力矩极小,不会出现滑动运动那样的爬行现象,能保证实现精确的微进给。
4、无侧隙、刚性高滚珠丝杆可以加予压,由于予压力可使轴向间隙达到负值,进而得到较高的刚性(滚珠丝杠通过给滚珠加予压力,在实际用于机械装置等时,由于滚珠的斥力可使丝母部的刚性增强)。
5、高速进给可能滚珠丝杆由于运动效率高、发热小、所以可实现高速进给(运动)。
滚珠丝杠传动PPT课件
b) 双螺母螺纹式预紧原理
通过调整端部的圆螺母，使丝杠右螺母沿轴向向右移动，产 生拉伸预紧，从而消除间隙。 特点：结构紧凑，调整方便，工作可靠，应用广，但预紧量不容 易控制。
c) 单螺母预紧原理（增大滚珠直径法）
5）磨损小，使用寿命长。 6）制造工艺复杂。滚珠丝杠和螺母等元件的加工精度要求 高，表面粗糙度也要求高，故制造成本高。 7）不能自锁。特别是对于垂直丝杠，由于自重惯力的作用， 下降时当传动切断后，不能立刻停止运动，故常需添加制动 装置。
4.5.2 滚珠丝杠副轴向间隙的调整
滚珠丝杠副除了对本身单一方向的传动精度有要求外， 对其轴向间隙也有严格要求，以保证其反向传动精度。滚 珠丝杠副的轴向间隙是承载时在滚珠与滚道型面接触点的 弹性变形所引起的螺母位移量和螺母原有间隙的总和。
1、2、3、4、5、7、10，1级为最高
任意300mm行程内行程变动量 V300p 6 8 12 16 23 52 210
丝杠分为：精密定位型（P型）和传动型（T型）。
（2）标注方法（各个厂家并不完全相同）
FFZD8010TR-6-P2/1294×1020 FFZD:内循环垫片预紧螺母式滚珠丝杆； 6:负荷滚珠总圈数 TR:梯形螺纹 P2:精密定位型，2级；精密定位型（P型）和传动型（T型）。 1294:丝杠全长 1020:螺纹长度
螺旋槽
螺母
滚珠
特点： 滚珠循环回路长，
丝杠
流畅性差，效率
螺旋槽 低；
工艺简单，螺母
的径向尺寸大，
易于制造；
回路管道 挡珠器刚性差，
易磨损
外循环的三种结构形式
滚珠丝杠的基础入门
滚珠丝杆的基础入门滚珠丝杠的应用滚珠丝杠机构作为一种高精度的传动部件,大量应用在数控机床、自动化加工中心电子精密机械进给机构、伺服机械手、工业装配机器人、半导体生产设备、食品加工与包装、医疗设备等各种领域。
滚珠丝杠机构的结构如果将滚珠丝杠机构沿纵向剖开,可以看到它主要由丝杠、螺母、滚珠、滚珠回流管防尘等组成。
在图13-4中,各部分结构的作用如下:丝杠属于转动部件,是一种直线度非常高、上面加工有半圆形螺旋槽的螺纹轴,半圆形螺旋槽是滚珠滚动的滚道。
丝杠具有很高的硬度,通常在表面淬火后再进行磨削加工保证具有优良的耐磨性能。
丝杠一般与驱动部件连接在一起,丝杠的转动由电机直接或间接驱动。
既可以采用直联的方法,即将电机输出轴通过专用的弹性联轴器与丝杠相联传动比为1;也可以通过其他的传动环节使电机输出轴与丝杠相连,例如同步带、齿轮等(2)螺母螺母是用来固定需要移动的负载的,其作用类似于直线导轨机构的滑块。
一般将所需要移动的各种负载(例如工作台、移动滑块)与螺母连接在一起,再在工作台或移动滑块上安装各种执行机构螺母内部加工有与丝杠类似的半圆形滚道,而且设计有供滚珠循环运动的回流管,螺母是滚珠丝杠机构的重要部件,滚珠丝杠机构的性能与质量很大程度上依赖于螺母。
(3)防尘片防尘片的作用为防止外部污染物进入螺母内部。
由于滚珠丝杠机构属于精密部件如果在使用时污染物(例如灰尘、碎屑、金属渣等)进入螺母,可能会使滚珠丝杠运动副严重磨损,降低机构的运动精度及使用寿命,甚至使丝杠或其他部件发生损坏,因此必须对丝杠螺母进行密封,防止污染物进入螺母4 滚珠在滚珠丝杠机构中,滚珠的作用与其在直线导轨、直线轴承中的作用是相同的,滚珠作为承载体的一部分,直接承受载荷,同时又作为中间传动元件,以滚动的方式传递运动。
由于以滚动方式运动,所以摩擦非常小。
(5)油孔滚珠丝杠机构运行时需要良好的润滑,因此应定期加注润滑油或润滑脂。
油孔供加润滑油。
2.滚珠丝杠机构的工作原理滚珠丝杠机构的工作原理与螺母和螺杆之间的传动原理基本相同。
皮带传动和滚珠丝杠：哪一个是您应用的？
皮带传动和滚珠丝杠：哪一个是您应用的？如今，线性致动器在广泛的先进自动化应用中发挥着重要作用。
从制造环境中原材料的简单移动到机床精确定位的高级机器人系统，线性致动器为各种任务提供快速、高效和可重复的运动。
两种泛使用的线性致动器类型是皮带传动和滚珠丝杠传动。
这两种类型都用于类似的应用，但它们在功能上有很大不同，尤其是在驱动机制方面。
选择线性致动器时，必须仔细考虑每种类型的优缺点，以便为特定的线性运动应用提供结果。
皮带传动滑台由皮带驱动的滑台通过连接在驱动装置两端的两个滑轮之间的同步带将旋转运动转换成线性运动。
同步带通常由纤维增强弹性体制成，用于轻型应用，或者由钢增强聚氨酯带制成，用于更严格的要求。
皮带包括与皮带轮啮合的齿，能有效传递扭矩，防止打滑。
皮带传动装置封装在铝制车体中，车架沿轨道安装在顶部。
与滚珠丝杠致动器不同，驱动轴垂直于致动器的侧面。
滚珠丝杠滑台在滚珠丝杠驱动滑台中，滚珠丝杠的旋转驱动滚珠螺母和安装支架，以实现所需的线性运动。
螺杆有一个螺旋槽，它被精确地研磨或轧制成内环。
螺母有一个用作外环的内槽。
硬化钢球回路在螺杆和螺母之间的凹槽中循环。
与皮带驱动致动器的结构类似，滚珠丝杠驱动致动器的驱动部分封装在铝制壳体中，支架在顶部移动。
与带传动执行机构相比，传动轴的接口与滚珠丝杠成一条直线，位于执行机构的末端。
以下六个因素突出了皮带传动和滚珠丝杠致动器的优缺点：1、冲程长度(行程)也许皮带传动系统为人知的是它们长距离行驶的能力。
通常，与使用类似长度的滚珠丝杠来驱动致动器相比，使用带传动可以更经济有效地实现更长的行程距离。
然而，尽管这些系统通常用于需要10至12米行程长度的应用，但是当它们达到更长的长度时，皮带下垂的问题开始出现，因为不可能在整个系统长度上保持张力。
从历看，螺旋驱动系统的问题是难以实现更长的冲程长度。
随着螺杆长度的增加，允许的速度会降低，因为螺杆在自重的作用下会下垂和晃动。
虽然滚珠丝杠致动器的长度通常为1000 mm或更小，但它可以提供高达5.5或6米的长度，使用一对轴承座来支撑丝杠，并在更高的转速下停止任何抖动效应。
滚珠丝杠的工作原理
滚珠丝杠的工作原理滚珠丝杠的工作原理3 n) Y( ~! A- O; g4 F" z8 p( }滚珠丝杠螺母副是数控机床中回转运动转换为直线运动常用的传动装置。
它以滚珠的滚动代替丝杆螺母副中的滑动，摩擦力小，具有良好的性能。
组成及工作原理：+ E, X9 U3 N; t滚珠丝杠螺母副的结构原理图8 o# |% }; k V# b' ?6 N·组成：主要由丝杆、螺母、滚珠和滚道（回珠器）、螺母座等组成。
·工作原理：在丝杆和螺母上加工有弧行螺旋槽，当它们套装在一起时便形成螺旋滚道，并在滚道内装满滚珠。
而滚珠则沿滚道滚动，并经回珠管作周而复始的循环运动。
回珠管两端还起挡珠的作用，以防滚珠沿滚道掉出。
) ?! @' M F' o1 H. t$ H特点：' a6 M }$ s" l8 V ]( I·传动效率高：机械效率可高达92%~98%。
·摩擦力小：主要是用滚珠的滚动代替了普通丝杆螺母副的滑动。
& h+ b9 R) p4 Y% u) S4 l- b·轴向间隙可消除：也是由于滚珠的作用，提高了系统的刚性。
经预紧后可消除间隙。
·使用寿命长、制造成本高：主要采用优质合金材料，表面经热处理后获得高的硬度。
滚珠丝杆螺母副的消隙·双螺母垫片调隙：( i' ]: i3 y% _3 ~/ ?修磨垫片厚度消隙) f. L+ X% U4 U4 ?4 Y% Z/ K滚珠丝杆螺母副采用双螺母结构（类似于齿轮副中的双薄片齿轮结构）。
通过改变垫片的厚度使螺母产生轴向位移，从而使两个螺母分别与丝杆的两侧面贴合。
当工作台反向时，由于消除了侧隙，工作台会跟随CNC的运动指令反向而不会出现滞后。
·双螺母螺纹调隙： g* I' Y7 j! j' c用锁紧螺母消隙差齿式调整法图示为利用两个锁紧螺母调整预紧力的结构。
滚珠丝杠工作原理
滚珠丝杠工作原理引言滚珠丝杠是一种常用于转换转动运动为直线运动的装置，在许多机械系统中得到广泛应用。
滚珠丝杠由丝杠和螺母组成，其中丝杠上嵌有滚珠，滚珠与螺母之间的接触，使得螺母沿丝杠轴线方向运动。
本文将介绍滚珠丝杠的工作原理和应用。
工作原理滚珠丝杠的工作原理基于滚珠与螺母之间的滚动运动。
滚珠的作用是减小接触面积，降低摩擦力，提高传递效率，并且减少磨损。
螺母的轮廓与丝杠螺纹相匹配，使得螺母在旋转时沿着丝杠轴线方向移动。
通过转动螺杆，滚珠会被带动进行滚动，从而推动螺母实现线性位移。
滚珠丝杠的主要组成部分包括丝杠、螺纹螺母和滚珠。
其中丝杠是起到传动和定位作用的部件，螺纹螺母是与丝杠配合的运动部件，而滚珠则位于丝杠和螺纹螺母之间，起到减小摩擦力的作用。
结构和工作方式滚珠丝杠的结构包括外圈、滚珠和内圈。
外圈固定，内圈与螺纹螺母配合。
滚珠被置于外圈和内圈之间，在螺纹螺母旋转时，滚珠会被从外圈上滚下，同时滚到内圈上。
这种滚动运动减少了接触面积，减少了滑动摩擦，提高了传动效率。
滚珠丝杠可分为两种类型：滚珠返回式和滚珠保持式。
滚珠返回式滚珠丝杠使用对称的滚珠往复滚动的方式，并通过螺纹结构实现前后运动。
而滚珠保持式滚珠丝杠则使用非对称的滚珠滚动方式，保持滚珠始终处于加载状态，因此具有较高的刚性和较小的回程误差。
应用滚珠丝杠广泛应用于各种机械系统中，特别是需要精准定位和传递大力矩的场合。
以下是几个滚珠丝杠的应用示例：1.机床：滚珠丝杠常用于数控机床的进给传动系统，能够精确控制工件的运动和位置。
2.机器人：滚珠丝杠也被广泛应用于各类机器人的关节传动系统，实现精确的运动控制。
3.包装机械：在包装机械中，滚珠丝杠可以提供高速、高精度的线性运动，用于包装盖的螺纹旋转和线性推动。
4.自动化设备：滚珠丝杠常用于各种自动化设备，例如输送机、装配线和升降台等。
5.电子设备：滚珠丝杠也可以在电子设备中作为精确定位和传动元件使用，特别是需要调焦和平移的应用。
滚珠丝杠工作原理
滚珠丝杠工作原理
滚珠丝杠是一种将旋转运动转化为直线运动的装置，其主要工作原理包括以下几个方面：
1. 螺旋线形状：滚珠丝杠由一个螺旋线形状的螺纹轴和嵌在螺纹轴沟槽中的滚珠组成。
螺纹轴的螺纹线形状使得旋转运动可以转化为推动滚珠的直线位移运动。
2. 滚珠传动：滚珠丝杠的关键部件是滚珠，滚珠通过滚动在螺纹轴螺纹沟槽中，从而传递扭矩和运动。
滚珠的滚动摩擦降低了滚珠丝杠的摩擦损耗，并提高了传动效率。
3. 螺纹阻尼：滚珠丝杠的螺纹轴和滚珠之间存在一定的槽间余隙，这种余隙可提供一定的阻尼效果，使得机械装置不容易产生振动。
4. 反向离合器：为防止负载力反向作用到滚珠上，大部分滚珠丝杠安装了反向离合器。
当扭矩方向改变时，离合器使滚珠无法再进一步向后滚动，从而防止负载力逆向传递。
5. 自锁性能：滚珠丝杠的螺纹轴具有自锁特性，即当螺纹轴停止转动时，负载无法将其向后移动。
这种自锁性能使滚珠丝杠广泛应用于需要稳定固定位置的工业设备中。
总体而言，滚珠丝杠利用螺旋线形状的螺纹轴和滚珠之间的传动机制，将旋转运动转化为直线运动。
其通过滚动摩擦、螺纹
阻尼、反向离合器和自锁性能等多重机制，实现了高效稳定的运动传递。
滚珠丝杠基础知识培训
滚珠丝杠基础知识培训滚珠丝杠是一种常用的机械传动元件，广泛应用于各个行业中。
它具有传动效率高、精度高、速度快等优点，在工业生产中扮演着重要的角色。
本文将介绍滚珠丝杠的基础知识，帮助读者深入了解滚珠丝杠的原理和应用。
一、滚珠丝杠的基本构造滚珠丝杠由外套、螺纹套、球徽、滚珠等部件组成。
外套是滚珠丝杠的外部管状零件，通常由金属材料制成。
螺纹套是滚珠丝杠的内部管状零件，与外套配合使用。
球徽是滚珠丝杠的一种重要零件，它可以减少螺母和螺杆之间的摩擦阻力，提高滚珠丝杠的传动效率。
滚珠则是滚珠丝杠的核心部件，通过滚珠的滚动来实现螺母的前后移动。
二、滚珠丝杠的工作原理滚珠丝杠通过螺纹套和滚珠的配合，实现了转动运动转化为线性运动的功能。
当螺杆转动时，滚珠也会随之旋转，通过与螺纹套的配合来实现前后移动。
滚珠丝杠可以根据不同的设计要求，实现不同的传动方式，如外滚珠丝杠、内滚珠丝杠等。
三、滚珠丝杠的优点与应用领域1. 传动效率高：滚珠丝杠由于采用滚动摩擦而不是滑动摩擦，使得传动效率大大提高，通常可达到90%以上。
2. 精度高：滚珠丝杠由于运动平稳，滑动摩擦小，具有较高的传动精度，适用于对位精度要求高的场合。
3. 速度快：由于滚动摩擦小的特点，滚珠丝杠的速度可以达到较高的数千转/分钟。
4. 应用广泛：滚珠丝杠可以广泛应用于机床、自动化设备、精密仪器、纺织机械、机器人等领域。
四、滚珠丝杠的选择与维护1. 选择适当的规格：根据使用环境和传动要求，选择合适的滚珠丝杠规格，包括螺距、直径、承载能力等参数。
2. 定期维护：滚珠丝杠需要定期检查润滑油的状态和添加量，保持良好的润滑效果，防止磨损和故障。
3. 防止过载：滚珠丝杠在使用过程中要避免超过其承载能力的负载，以免造成滚珠丝杠的损坏。
五、滚珠丝杠的市场前景与发展趋势随着工业自动化和智能化的发展，对于传动装置的需求越来越高。
滚珠丝杠作为一种高效、精度高的传动元件，将在各个行业中得到广泛的应用。
直线电机模组同步带与丝杆的特点
直线电机模组同步带与丝杆的特点
线性同步模组
皮带的直线模组的组成主要是有皮带、直线导轨、铝合金型材、联轴器、马达、光电开关等部件组成。
全封闭与半封闭，一般是速度快、行程长等特点。
丝杆直线模组主要是由滚珠丝杆、直线导轨、铝合金型材、电机、马达座等部件组成。
两个不同的直线模组，毕竟规格不同，故此速度相比是没有意义的，组多因素会影响速度，冲程越长，最大的速度就越小，模组的宽度，在选择模组时，要考虑到最大速度，这关系到设备的生产效率。
直线电机模组又称线性马达，是各行业制造企业较常用的一类机械设备。
1、简单，便于长行程，高速使用。
2、高速稳定，最大速度10m/s.
3、加速度高，响应快。
4、高精度，最大的重复定位精度±0.5m.
5、整套解决方案，集成模组，方便、快捷，提高设计效率。
齿轮齿条、同步带、丝杠三种传动方式如何正确选用
齿轮齿条、同步带、丝杠三种传动方式如何正确选用
齿轮齿条、同步带、滚珠丝杠在自动化流水线中运用广泛，充分了解它们的优缺点，才能充分发挥其运动特点和作用。
1、齿轮齿条
优点：承载力大，传动精度较高，可达0.1mm，可无限长度对接延续，传动速度可以很高，>2m/s。
缺点：若加工安装精度差，传动噪音大，磨损大。
典型用途：大版面钢板、玻璃数控切割机，建筑施工升降机可达30层楼高。
2、同步带
优点：承载力较大，负载再大就要加宽皮带，传动精度较高，传动长度不可太大，否则需要考虑较大的弹性变形和振动，传动距离大尤其不适合精确定位、连续性运动控制，如大版面数控设备的XY轴，但是可用于伺服电机到传动齿轮或伺服电机到丝杠的短距离传动。
缺点：短距离传动速度可以很高，噪音低。
典型用途: 小型数控设备、某些打印机
3、滚珠丝杠（电动缸传动部件)
（1）普通梯形丝杠可以自锁，这是最大优点，但是传动效率低下，比上述二者低许多，所以不适合高速往返传动。
缺点是时间久了传动间隙大，回程精度差，用在垂直传动较合适。
（2）滚珠丝杠不能自锁，传动效率高，精度高，噪音低，适合高速往返传动，但是水平传动时跨距大了要考虑极限转速和自重下垂变形，所以传动长度不可太大，要么改用丝母旋转丝杠不动，但还是不能太长，要么就用齿轮齿条。
典型用途：数控机床，小版面数控切割机。
同步带传动课件
d tb z / 12.7 40 3.14 161.78(mm)
带轮速度为
v dn 3.14161.781000 8.47(m / s)
60000
60000
因为，vmax=35～40(m/s)，v＜vmax,故速度合格。
4、确定同步带传动的中心距C
轮宽（19.05mm） 带型号（节距9.525mm） 带轮齿数（30个）
4.4.5 同步带传动的设计计算
1、失效形式 同步带的传动主要失效形式：同步带疲劳断裂，带齿的
剪切和挤压破坏及带两侧边和带齿磨损等。
2、设计准则 在正常的工作条件下，带传动设计准则主要是在不打
滑的条件下限制其单位宽度拉力，以保证同步带的抗拉强 度，保证同步带具有一定的疲劳强度和使用寿命。
的中心线称为节线，节线长度为带的公称带长。 (3)宽度b： b↑，带中承载绳数↑，圆周力↑。
2、常用同步带结构类型
a)RPP同步带
b)梯形齿同步带
c)圆弧齿同步带
d)梯形齿双面同步带 e)圆弧齿双面同步带 f)交错双面齿同步带
3、带轮
材料一般采用铸铁或钢，有渐开线和直线两种
带轮齿数： 齿数少结构紧 凑，但齿数太 少易弯曲和疲 劳破坏，按照 国标 GB11361-89 规定，小带轮 应有许用最小 齿数。
MXL(minimal extra light) 最轻型 2.032 0.51 1.14
XXL（ extra extra light ）
超轻型 3.175 0.76 1.73
XL （ extra light ）
特轻型 5.080 1.27 2.30
L （ light ）
轻型 9.525 1.91 4.60
滚珠丝杠原理
滚珠丝杠原理
滚珠丝杠是一种常用于传动和定位系统中的机械元件。
它由螺纹轴和带有滚珠的螺母组成。
滚珠丝杠的原理是利用螺纹轴和滚珠之间的相互作用，实现转动运动转化为直线运动。
螺纹轴上的螺纹和螺母上的螺纹互相咬合，通过转动螺纹轴，螺纹会推动螺母沿着轴向运动。
而螺母内部的滚珠则起到了传递力矩的作用。
螺纹轴上的螺纹是螺旋状的，与螺母上的同样形状的螺纹互相咬合。
当螺纹轴旋转时，螺纹上的每个点都会对应螺母上的一个点，因此整个螺纹轴的旋转运动会转化为螺母的直线运动。
在滚珠丝杠的螺母内部，有一组滚珠，它们位于螺纹和螺纹之间，与之二者都有接触。
当螺纹轴转动时，滚珠会由于螺纹的形状而滚动，从而推动螺母沿着轴向运动。
通过这种转化，滚珠丝杠可以实现高效率、高精度的转动传动和定位控制。
由于滚珠的滚动减小了摩擦阻力，因此滚珠丝杠比传统的螺纹丝杠具有更高的效率和更小的摩擦损失。
总之，滚珠丝杠通过螺纹和滚珠之间的相互咬合和滚动，将旋转运动转化为直线运动，实现传动和定位控制的功能。
它在机械系统中得到广泛应用，例如数控机床、精密仪器等。
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2.减速器
在工业机器人的机械核心部件中,减速器是工业机器人所有回转 运动关节都必须使用的关键部件。基本上,减速器的输出转速、 传动精度、输出转矩和刚性,实际上就是工业机器人对应运动轴 的运动速度、定位精度、承载能力。因此,工业机器人对减速器 的要求非常高,传统的普通齿轮减速器、行星齿轮减速器、摆线 针轮减速器等都不能满足工业机器人高精度、大比例减速的要 求。为此,它需要使用专门设计的特殊减速器。
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表4.1-3 圆弧同步带允许的最小弯曲直径 2b-4a
4.2 滚珠丝杠的安装与维护
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4.2.1 滚珠丝杠的结构原理
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1.结构原理 滚珠丝杠是滚珠丝杠螺母副的简称,它是一种以滚珠作为滚动体 的螺旋式传动元件。滚珠丝杠的制造工艺成熟、传动效率和传动 精度高、安装维修方便,它是机电一体化设备行程6m以下的直线 传动系统使用最为广泛的传械传动系统同样需要使用轴承、 同步皮带、滚珠丝杠、直线导轨等机电一体化设备通用的基础部 件。
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4.1.2 CRB的安装与维护
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1.结构与特点 交叉滚子轴承(Cross Roller Bearing,CRB)是一种滚柱呈90°交叉排 列、内圈或外圈分割的特殊结构轴承,它与一般轴承相比,具有体 积小、精度高、刚性好、可同时承受径向和双向轴向载荷等优 点,而且安装简单、调整方便,因此,特别适合于工业机器人、谐波 减速器、数控机床回转工作台等设备或部件,它是工业机器人使 用最广泛的基础传动部件。
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4.2.2 滚珠丝杠的预紧 滚珠丝杠螺母副的预紧是提高丝杠刚度、减小传动间隙的 重要措施。滚珠丝杠使用一段时间后,可能会因为滚珠、滚 道的磨合或磨损,而产生变形和间隙,导致运动精度的下降。 此时,一般可通过滚珠丝杠的重新预紧,恢复传动精度。
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1.单螺母丝杠预紧 单螺母结构的滚珠丝杠预紧主要有图4.2-3所示的增加滚珠直径、 螺母夹紧、变位导程三种方法。
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图4.2-1 滚珠丝杠的外形和结构 1—丝杠 2—滚珠 3—螺母 4—反向器 5—密封圈
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2.内循环和外循环 滚珠丝杠螺母上的回珠滚道形式称为滚珠丝杠的循环方式,它有 图4.2-2所示的内循环和外循环两种。
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图4.2-2 滚珠丝杠的循环方式 2b-4a
3.结构改进 为了满足现代高速、高精度设备的传动需要,滚珠丝杠制造厂商 正在不断采取措施,提高滚珠丝杠的高速性能,瑞士、德国、日本 在滚珠丝杠研发和制造方面处于国际领先地位,它们目前所采取 的改进措施主要有如下几方面。
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图4.1-1 轴承结构原理
2. CRB的安装要求 根据不同的结构,CRB有图4.1-2所示压圈(或锁紧螺母)固定、端面 螺钉固定等安装方式,轴承的间隙可以通过分割内圈或外圈上的 调整垫或压圈厚度进行调整。
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图4.1-2 CRB的安装 2b-4a
图4.1-3 润滑脂充填孔加工 2b-4a
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图4.2-7 滚珠丝杠的安装形式
图4.2-7 滚珠丝杠的安装形式(续) 2b-4a
2.滚珠丝杠的支承
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图4.2-8 滚珠丝杠的支承轴承
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2.结构原理 同步带传动系统由图4.1-5所示的内周表面有等间距齿形的环行带 和具有相应啮合齿形的带轮所组成。
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图4.1-5 同步带传动系统组成 2b-4a
图4.1-6 同步带的构成 1—同步齿 2—强力层 3—带背
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3.安装与维护 总体而言,同步带传动系统的安装调整较为方便,传动部件安装时 需要注意如下几点。
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图4.2-4 垫片预紧原理 1、3—螺母 2—垫片
图4.2-5 螺纹预紧原理 1、3—丝杠螺母 2—预紧螺母 4—键
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图4.2-6 齿差预紧原理 1、4—螺母 2、3—内齿轮
4.2.3 滚珠丝杠的安装与维护
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1.滚珠丝杠的安装 滚珠丝杠的安装形式与传动系统的结构、刚度密切相关,工业机 器人使用与维护时需要确保支承部件安装可靠、调整合理。
第四章 同步带与滚珠丝杠
4.1 CRB与同步带的安装与维护 4.2 滚珠丝杠的安装与维护 4.3 滚动导轨的安装与维护
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4.1 CRB与同步带的安装与维护
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4.1.1 机械核心部件概述
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1.机械核心部件
通过第3章对工业机器人结构的分析,我们可以知道,尽管工业机器 人的形态各异,但它们都是由若干关节和连杆,通过不同的结构设 计和机械连接所组成的机械装置。基本构件结构简单、传动系统 组成类似、核心部件种类单一,是工业机器人机械部件组成和结 构的基本特点。因此,就机械结构而言,工业机器人与数控机床、 FMC、FMS等自动化加工设备相比,实际上只是一种小型、简单 的机电一体化设备。
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图4.2-3 单螺母滚珠丝杠的预紧原理 1—螺母 2—滚珠 3—丝杠 4—螺栓
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2.双螺母丝杠预紧 双螺母滚珠丝杠有两个螺母,只要调整这两个螺母的轴向相对位 置,就可使螺母产生整体变位,使螺母中的滚珠分别和丝杠螺纹滚 道的两侧面接触,从而消除间隙,实现预紧。双螺母结构的滚珠丝 杠的预紧简单可靠、刚性好,其最大预紧力可达到额定动载荷的1 0%左右或工作载荷的33%。
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图4.1-4 螺钉安装顺序
3. CRB的维护和更换 (1)轴承维护
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表4.1-1 固定螺钉的拧紧转矩参考表 2b-4a
表4.1-2 轴承精度等级对照表 2b-4a
4.1.3 同步带安装与维护
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1.基本特点 同步带传动系统是通过带齿与轮的齿槽的啮合来传递动力的一种 带传动系统,它综合了普通带传动、链传动和齿轮传动的优点,具 有速比恒定、传动比大,传动无转差、传动平稳,吸振性好、噪声 小等诸多优点。因此,在机械制造、汽车、轻工、化工、冶金等 各行业得到了广泛的应用,它也是工业机器人常用的传动装置之 一。