滚珠丝杠传动

滚珠丝杠传动

滚珠丝杠是机电一体化的系统中一种新型的螺旋传动机构，在其具有螺旋槽的丝杠与螺母之间装有中间传动原件——滚珠，滚珠丝杠机构虽然结构复杂，制造成本高，不能自锁，但其摩擦阻力矩小、传动效率高（92%-98%），精度高，系统刚度好，运动具有可逆性，使用寿命长，因此在机电一体化系统中得到大量广泛的应用。滚珠丝杠的特点如下：

（1）、传动效率高

滚珠丝杠传动系统的传动效率高达90%-98%，为传统的滑动丝杠系统的2~4倍，耗费的能量仅为滑动丝杠的3

1。 （2）、传动精度高

经过淬硬并精磨螺纹滚道后的滚珠丝杠本身具有很高的制造精度，又由于是滚动摩擦，摩擦力小，所以滚珠丝杠传动系统在运动中温升较小，并可预紧消除轴向间隙和对丝杠进行预拉伸以补偿热伸长，因此可以获得较高的定位精度和重复定位精度。

（3）、可微量进给

滚珠丝杠传动系统是高副运动机构，在工作中摩擦力小，灵敏度高，启动平稳，低俗石无爬行现象，因此可以精密地控制微量进给。

（4）、同步性好

由于运动平稳、反应灵敏、无阻碍、无滑移，用几套相同的滚珠丝杠传动系统同时传动系统同时转动几个相同的部件或装，可以获得很好的同步效果。

（5）、高可靠性

与其它传送机械相比，滚珠丝杠传动只需要一般的润滑与防空，有的特殊场合甚至都无需润滑便可工作，系统的故障率也很低，其一般的使用寿命要比滑动丝杠高5~6倍。

1、滚珠丝杠的结构及滚珠循环方式

滚珠丝杠传动机构的工作原理如图1-1-1所示，丝杠4和螺母1的螺纹滚道内置有滚珠2，刚丝杠转动时，带动滚珠沿螺纹滚道滚动，从而产生滚动摩擦。为了防止滚珠从螺纹滚道端面掉出，在螺母的螺旋槽两端设有滚珠回程引

导装置构成滚珠的循环返回通道，从而形成滚珠流动的闭合通路。

1—螺母 2—滚珠 3—回程引导装置 4—丝杠

图1-1-1 滚珠丝杠副结构

滚珠丝杠副中滚珠的循环方式有内循环和外循环两种

（1）、内循环。当滚珠丝杠副采用内循环方式时，其滚珠在整个循环过程中始终与丝杠表面保持接触。内循环方式的特点主要是滚珠循环的路程短、循环流程、效率高，结构尺寸也较小，但反向器的加工困难装配挑战也不方便，最常用的结构如图1-1-1（a）所示，在螺母1的侧面孔内装有接通相邻滚道的反向器3，利用反向器3引导滚珠2越过丝杠4的螺纹顶部进入相邻的滚道，从而形成一个循环回路，一般在同一螺母上装有2-4反向器，并沿螺母四周均匀分部。

（2）、外循环。外循环方式中，滚珠在循环返向时，有一股脱离丝杠螺旋滚道，在螺母体内或体外左循环运动，外循环方式的结构制造工艺简单，但其滚道接缝处很难做到平滑，从而会影响到滚珠滚动的稳定性，甚至发声卡珠现象，噪声也较大，外循环方式按结构形式来分，可分为螺旋槽式、插管式和端盖式三种。

①螺旋槽式，如图1-1-2所示，在螺母2的外圆，表面上通过铣削加工，加工出螺纹凹槽，凹槽的两端通过钻削，钻出两个与螺旋滚道相切的通孔，同时在螺纹滚道内装有两个挡珠器4来引导滚珠3通过凹槽两端的通孔，再应用套筒1盖住凹槽，从而形成滚珠的循环回路，这类结构的特点是工艺简单，径向尺寸小，容易制造，但是挡珠器的刚性差、容易磨损。

图1-1-2 螺旋槽式图1-1-3 插管式

②插管式，如图1-1-3所示，在插管式结构中，利用弯管1来代替螺旋凹槽，将其两端分别插入与螺旋滚道相切的内孔，以其端部来引导滚珠4进入弯管，从而构成滚珠的循环回路，再用压板2和螺钉将弯管固定。这类结构简单，容易制造，但是它的径向尺寸较大，弯管端部用作挡珠器比较容易磨损。

③端盖式，如图1-4所示，该结构的滚子回程滚道主要是在螺母1上钻出的纵向孔，同时在螺母2端装有两块扇形盖板或套筒2，这样就在盖板上形成了滚珠的回程道口。滚道半径为滚珠直径的1.4~1.6倍。这种方式结构简单，工艺性好，但滚道吻接和弯曲处圆角不易加工准确而影响了其性能，故应用很少，常以单螺母形式用作升降传动机构。