滚珠丝杠螺母副
滚珠丝杠螺母副的支承方式
滚珠丝杠螺母副的支承方式数控机床的进给系统要获得较高的传动刚度，除了加强滚珠丝杠螺母副本身的刚度外，滚珠丝杠的正确安装及支承结构的刚度也是不可忽视的因素：滚珠丝杠常用推力轴承支座，以提高轴向刚度(当滚珠丝杠的轴向负载很小时，也可用角接触球轴承支座)，滚珠丝杠在数控机床上的安装支承方式有以下几种。
(1)一端装推力轴承(固定一自由式)。
如图3-15所示，这种安装方式的承载能力小，轴向刚度低，只适用于短丝杠，一般用于数控机床的调节或升降台式数控铣床的立向(垂直)坐标中。
(2)一端装推力轴承，另一端装深沟球轴承(固定一支承式)。
如图3-16所示，这种方式可用于丝杠较长的情况。
应将推力轴承远离液压马达等热源及丝杠上的常用段，以减少丝杠热变形的影响。
(3)两端装推力轴承(单推一单推式或双推一单推式)。
如图3—17所示，把推力轴承装在滚珠丝杠的两端，并施加预紧拉力，这样有助于提高刚度，但这种安装方式对丝杠的热变形较为敏感，轴承的寿命较两端装推力轴承及向心球轴承方式低。
(4)两端装推力轴承及深沟球轴承(固定一固定式)。
如图3-18所示，为使丝杠具有最大的刚度，它的两端可用双重支承，即推力轴承加深沟球轴承，并施加预紧拉力。
这种结构方式不能精确地预先测定预紧力，预紧力的大小是由丝杠的温度变形转化而产生的。
但设计时要求提高推力轴承的承载能力和支架刚度。
近年来出现一种滚珠丝杠轴承，其结构如图3-19所示。
这是一种能够承受很大轴向力的特殊角接触球轴承，与一般角接触球轴承相比，接触角增大到60。
，增加了滚珠的数目并相应减小滚珠的直径。
这种新结构的轴承比一般轴承的轴向刚度提高两倍以上，使用极为方便。
产品成对出售，而且在出厂时已经选配好内外环的厚度，装配调试时只要用螺母和端盖将内环和外环压紧，就能获得出厂时已经调整好的预紧力，使用极为方便。
滚珠丝杠螺母副的选型与计算
金属切削机床的技术规格每一类机床，为了能够加工不同尺寸的工件，所以不可能所有的机床都做成一种规格，这是不是实际也是不符合经济效益的。
国家根据了机床的生产和使用的情况，规定了每一种通用机床的主参数和第二主参数系列。
卧式车床的主参数包括：在床身上工件的最大回转直径有250、320、400、500、630、800、1000、1250mm八种规格；主参数相同的卧式车床一般又有几种不同的第二的主参数——最大工件长度。
例如，CA6140型卧式车床在床身上最大回转直径为400mm，而最大工件长度有750、1000、1500、2000mm四种。
机床的基本运动机床进行加工的实质其实就是让刀具与工件之间进行相对的运动。
虽然各种类型机床的具体用途和加工的方法不尽相同，但是它们工作的基本原理都是一样的，那就是通过刀具和工件之间的相对运动，使得毛坯上的多余金属被切除，并形成一定的形状、尺寸和质量的表面，从而获得所需要的机械零件。
因此加工需要什么运动和机床需要如何实现这些运动，就是我们首先要讨论的问题。
机床的运动分析，就是研究在金属切削机床上的各种运动及其相互联系。
机床运动分析的一般过程包括：根据在机床上加工的各种表面和使用的刀具类型，分析出得到这些表面的方法和所需要的运动，再去分析为了实现这些运动，机床应该具备的传动联系，实现这些传动联系的机构以及机床运动的调整方法。
这个顺序可以总结为“表面-运动-传动-机构-调整”。
尽管机床的品种有很多，结构也不尽相同，但归根结底也不过是几种基本运动类型的组合与转化而已。
机床运动的分析目的在于，可以利用非常简便的方法迅速地认识一台陌生的机床、掌握机床的运动规律、分析或者比较各种机床的传动系统，从而能够合理地去使用机床和正确设计机床的传动系统。
机床的传动系统传动链传动链是指由运动源、传动装置和执行件按一定的规律所组成的传动系统。
机床加工过程中所需的各种运动都是通过相应的传动链来实现的。
运动源运动源是给执行件提供动力和运动的装置。
简述滚珠丝杠螺母副的工作原理
滚珠丝杠螺母副是一种用于转换旋转运动和直线运动的机械传动装置。
它由滚珠丝杠和螺母组成。
螺母上有一条螺纹槽，而滚珠丝杠上则有许多滚珠。
滚珠在螺纹槽和滚珠丝杠之间滚动，使得螺母能够沿着滚珠丝杠的轴向线性移动。
滚珠丝杠螺母副的工作原理如下：
1. 旋转运动转化为直线运动：当滚珠丝杠旋转时，滚珠跟随着滚珠丝杠的螺纹槽进行滚动。
由于滚珠在螺纹槽中的滚动摩擦很小，使得滚珠丝杠和螺母之间的摩擦力大大减小。
因此，通过旋转滚珠丝杠，螺母可以沿着滚珠丝杠轴向产生平稳的直线运动。
2. 直线运动的导向作用：滚珠在滚珠丝杠的导向槽中滚动，起到了导向的作用。
这样一来，即使在高速运动和负载较大的情况下，滚珠丝杠螺母副仍能保持较高的定位精度和稳定性。
滚珠丝杠螺母副具有高效、高精度、高刚度和低摩擦等特点，广泛应用于机床、自动化装置、精密仪器以及其他需要直线运动转换的领域。
滚珠丝杠螺母副预紧方法
滚珠丝杠螺母副预紧方法滚珠丝杠螺母副预紧方法，这听起来是不是有点儿高深莫测？别担心，今天咱们就像在咖啡店里聊天一样，轻松聊聊这个话题。
先说说什么是滚珠丝杠，简单来说，它就是一种能把旋转的运动变成直线运动的神奇东西。
想象一下，你在厨房里用搅拌机搅拌面糊，咕噜咕噜转得飞起，而如果能把这种转动变成推拉的动作，那就是滚珠丝杠的妙用啦。
说到预紧，那可不是让它喝杯茶就好了。
预紧的目的就是让这个小家伙在工作的时候更加稳定，减少松动。
就像咱们打篮球，要是球鞋松了，跑起来可是容易摔跤的。
你想啊，滚珠丝杠在高负荷、快速度的环境下，稍微一松，那就得闹笑话了。
比如说，你在机械设备上用的要是滑丝了，那可真是“骑虎难下”啊。
咱们来看看预紧的方法，首先是选择合适的螺母。
别小看这螺母，大小、材料、设计，都是有讲究的。
好比穿衣服，合身的才好看。
找对了螺母，才能把滚珠丝杠的性能发挥到极致。
然后呢，就得用点儿力气，别怕，大家都说“力气大就好”，可是力气得用在刀刃上，不然可真是“把牛头不对马嘴”了。
咱们可以试试手动预紧，听起来简单吧？其实这就像拧瓶盖，拧得太紧了，开的时候可是费劲，拧得太松了，液体又会漏出来。
控制好这个劲儿，才是正道。
要是你觉得手动太麻烦，那也可以用电动扳手。
这个工具就像个“帮手”，快速又省力。
不过要注意，电动扳手可不能“乱来”，不然你就得面临“后悔药都吃不下”的局面。
说到这里，大家可能会问，预紧得多少才算合适呢？这个就像咱们吃饭，吃饱就行，别吃撑了。
过度预紧可会造成螺母和丝杠的损伤，甚至让它们“闹离婚”。
所以，记得根据厂家给的标准来，别盲目追求“完美”。
还有个重要的环节，就是定期检查。
好比家里的水管，时间久了难免会漏水，要是不及时发现，那可是得大动干戈。
定期检查滚珠丝杠的预紧情况，确保它们始终保持在最佳状态，这样才能让机械设备健康长寿。
大家都希望“长命百岁”，机械也是一样的道理。
预紧完成后，别忘了记录。
你想想，如果下次再调试，得翻箱倒柜去找之前的数据，那可是费劲。
滚珠丝杆螺母副间隙调整方式
滚珠丝杆螺母副间隙调整方式
一、手动调整
手动调整是通过轴承盖上的螺栓进行调整，这种方式是比较简单的调整方法。
首先松开轴承盖上的螺栓，然后通过旋转螺杆，来调整螺母的位置，从而达到调整间隙大小的目的。
在调整时需要保证调整的力度适当，用手感觉螺母轻微的移动即可，注意不要调整过紧或过松，否则会影响滚珠丝杆螺母副的工作性能。
二、自动调整
自动调整是通过安装在轴承盖上的调整螺母，使螺母能够自动到位，并保持一定的间隙。
这种方式需要在安装时进行调整，并通过调节调整螺母的位置来达到调整间隙大小的目的。
自动调整的优点是调整过程简单，且能够实现自动调整，但其缺点是调整范围有限，不适用于所有的滚珠丝杆螺母副。
三、预载调整
预载调整是通过在滚珠丝杆螺母副内安装预载垫片来调整间隙大小的方法。
预载垫片能够在一定程度上承载额外的负载，并使滚珠丝杆螺母副能够保持较小的间隙。
这种方式适用于需要承受大负载或高速旋转的滚珠丝杆螺母副，并且需要精度较高的场合。
预载调整的难点在于如何选择合适的预载垫片，以达到最佳的调整效果。
数控技术专业《2.1.3滚珠丝杠螺母副间隙的调整方法》
滚珠丝杠螺母副间隙的调整方法
4螺纹调整间隙法
螺纹调整间隙法:常用的双螺母消除间隙的方法之一，如下图，右螺母2外圆上有普 通螺纹，并用两螺母4、5固定。当调整圆螺母4时，即可调整轴向间隙，然后用锁紧 螺母5锁紧。这种方法结构紧凑，工作可靠，滚道磨损可随时调整，但预紧力不准确 。
滚珠丝杠螺母副间隙的调整方法
滚珠丝杠螺母副间隙的调整方法
2垫片调整间隙法
垫片调整间隙法:常用的双螺母消除间隙的方法之一，如下图，调整垫片4的厚度， 使左右两螺母1、2产生轴向位移，从而消除滚珠丝杠螺母副的间隙和产生预紧力。这 种方法简单、可靠，但调整费时，适用于一般精度的传动。
滚珠丝杠螺母副间隙的调整方法
3齿差调整间隙法
齿差调整间隙法:常用的双螺母消除间隙的方法之一，如下图，两个螺母1、2的凸缘 为圆柱外齿轮，齿数差为1，两个内齿轮3、4用螺钉、定位销紧固在螺母座上。调整 时先将内齿轮卸下，根据间隙大小使两个螺母分别向相同方向转过1个齿或几个齿， 然后再插入内齿轮，使螺母在轴向相互移动了相应的距离，从而消除两个螺母的轴向 间隙。
思考一下
何种零件轮廓受反向间隙影响比较大？
今天，你离成功更近一步！
内容概要本ຫໍສະໝຸດ 课程主要介绍以下四个方面的内容：滚珠丝杠螺母副间隙的影响
垫片调整间隙法 齿差调整间隙法
螺纹调整间隙法
重点：滚珠丝杠螺母副间隙的调整方法 难点：反向间隙如何影响机械加工精度
滚珠丝杠螺母副间隙的调整方法
1滚珠丝杠螺母副间隙的影响
滚珠丝杠螺母副的滚珠与滚道间隙，会导致机床在该方向上反向传动时信号丧失，影 响反向传动精度和轴向刚度，所以必须消除轴向间隙。
滚珠丝杠螺母副的计算和选型
滚珠丝杠螺母副的计算和选型Δ3一、进给传动部件的计算和选型进给传动部件的计算和选型主要包括:确定脉冲当量、计算切削力、选择滚珠丝杠螺母副、计算减速器、选择步进电机等。
1、脉冲当量的确定根据设计任务的要求，X方向的脉冲当量为δx=0.005mm/脉冲，Z 方向为δz=0.01mm/脉冲。
2、切削力的计算切削力的分析和计算过程如下：设工件材料为碳素结构钢，σb=650Mpa；选用刀具材料为硬质合金YT15；刀具几何参数为：主偏角κr=45°，前角γo=10°，刃倾角λs=-0°；切削用量为：背吃刀量a p=1mm，进给量f=0.18mm/r，切削速度vc=90m/min。
查表得：C Fc=270，x Fc=1.0，y Fc=0.75，n Fc=-0.15。
=1.0；刃倾角、前角和刀尖圆弧查表得：主偏角κr的修正系数kκrFc半径的修正系数均为1.0。
由经验公式（3—2）,算得主切削力F c=2673.4N。
由经验公式F c：F f：F p=1：0.35：0.4，算得进给切削力F f=935.69N，背向力F p=1069.36N。
3、滚珠丝杠螺母副的计算和选型（1）工作载荷F m的计算已知移动部件总重G=1300N；车削力F c=2673.4N，F p=1069.36N，F f=935.69N。
根据F z=F c，F y=F p，F x=F f的对应关系，可得：F z=2673.4N，F y=1069.36N，F x=935.69N。
选用矩形—三角形组合滑动导轨，查表，取K=1.15，μ=0.16，代入F m=KF x+μ（F z+G），得工作载荷F m=1712N。
（2）最大动载荷F Q的计算设本车床Z向在最大切削力条件下最快的进给速度v=0.8m/min，初选丝杠基本导程P h=6mm，则此时丝杠转速n=1000v/P h=133r/min。
取滚珠丝杠的使用寿命T=15000h，代入L0=60nT/106，得丝杠系数L0=119.7×106r。
滚珠丝杠螺母副间隙调整方式
滚珠丝杠螺母副间隙的调整方式主要有以下几种：
垫片调隙式：通过调整垫片的厚度使螺母产生轴向位移，以消除间隙和产生预拉紧力。
这种结构的特点是构造简单、可靠性好、刚度高以及装卸方便。
但调整费时，并且在工作中不能随意调整，除非更换厚度不同的垫片。
螺纹调隙式：其中一个螺母的外端有凸缘而另一个螺母的外端没有凸缘而制有螺纹，它伸出套筒外，并用两个圆螺母固定着。
旋转圆螺母时，即可消除间隙，并产生预拉紧力，调整好后再用另一个圆螺母把它锁紧。
硬调整法：使用机械性的方法使丝杠螺母副间隙消除，根本上实现无间隙进给。
但比起调整它的过程要复杂一些，而且还要经过多次调整，方能达到理想的工作状态。
软调整法：在加工程序中加入刀补数，刀补数等于所测得的轴向间隙数或是调整数控机床系统轴向间隙参数的数值。
但这是治标不治本的办法。
滚珠丝杠螺母副的工作原理
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：滚珠丝杠螺母副的结构原理图·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。
特点：·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。
·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：修磨垫片厚度消隙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：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。
两个工作螺母以平键与外套相联，其中右边的一个螺母外伸部分有螺纹。
当两个锁紧螺母转动时，正是由于平键限制了工作螺母的转动，才使得带外螺纹的工作螺母能相对于锁紧螺母轴向移动。
间隙调整好后，对拧两锁紧螺母即可。
结构紧凑，工作可靠，应用较广。
·双螺母齿差调隙：两个工作螺母的凸缘上分别切出齿数为Z1、Z2的齿轮，且Z1、Z2相差一个齿，即：Z2-Z1=1，两个齿轮分别与两端相应的内齿圈相啮合，内齿圈紧固在螺母座上。
设其中的一个螺母Z1转过一个齿时，丝杆的轴向移动量为S1，则有：Z1:1=T:S1 则S1=T/Z1如果两个齿轮同方向各转过一个齿，则丝杆的轴向位移为：ΔS=S1-S2=T/Z1-T/Z2=T/Z1Z2 例：当Z1=99，Z2=100时，ΔS≈1μ。
机电一体化技术与系统项目2任务2滚珠丝杠螺母副
• 分析十字滑台滚珠丝杠螺母副的作用，它 的选用及调试对机电一体化系统的影响。 • 任务书发放，分析要求，资讯资料，制定 计划
能力目标 • 1. 掌握滚珠丝杠副的工作原理； • 2. 掌握滚珠丝杠副间隙的调整及施加预紧力的方 法； • 3. 能进行滚珠丝杠副的选型及计算。 工作内容 • 1. 制定数控车床进给轴滚珠丝杠副的装配计划， 编制工艺文件； • 2. 进行滚珠丝杠副的装配； • 3. 进行滚珠丝杠间隙的调整及预紧。
2. 滚珠丝杠螺母副支承方式选择
• 合适的支承方式，能保证滚珠丝杠螺母副 的刚度和精度。滚珠丝杠螺母副的支承按 其限制丝杠的轴向窜动情况，分为三种形 式，如表8-2.1所示。 • 一般情况下，应将固定端作为轴向位置的 基准，尺寸链和误差计算都由此开始。并 尽可能以固定端为驱动端。
3. 制动方式选择
主题讲解
• 一、认识滚珠丝杠螺母副
滚珠丝杆副结构
端盖循环
插管循环
HMD系列螺母冷却滚珠丝杠
• 在新产品中有一款高速机床用的“HMD 系列螺母冷却滚珠丝杠”，该款产品性 能最高输送速度达120 m/min，且有以 下几个特点：(1)静音、高速：采用新型 循环，静音，高速；(2)冷却效果：螺母 冷却时，具有与轴芯冷却同等的冷却能 力，轴芯冷却与螺母冷却轴的温度基本 相同采用螺母冷却时工作台温度比轴芯 冷却时低约3 ℃，提高加工精度；(3)预 紧：螺母冷却不会增加滚珠丝杠的预紧 力；(4)安装方便：成本低、只需将油管 接在法兰盘上即可；(5)精度：减少滚珠 丝杠向工作台热传递，保证高精度。
• 由于滚珠丝杠螺母副传动效率高，又无自 锁能力，故需安装制动装置以满足其传动 要求，特别是当其处于垂直传动时。 • 制动方式很多，可以采用具有刹车作用的 制动电机、摩擦制动器、超越离合器等。 图8-2.9为数控卧式铣镗床主轴箱进给丝杠 的制动装置示意图，采用的是摩擦制动器。
简述滚珠丝杠螺母副的维护要点
简述滚珠丝杠螺母副的维护要点
滚珠丝杠螺母副是一种常见的传动装置，广泛应用于机床、自动化设备以及其他工业领域。
为了确保滚珠丝杠螺母副的正常运行和延长其使用寿命，以下是一些关键的维护要点：
1. 清洁和润滑：定期清洁滚珠丝杠螺母副的外部和内部，去除积尘和杂质。
同时，应定期给滚珠丝杠螺母副添加适量的润滑剂，以减少摩擦和磨损。
选择合适的润滑剂要根据工作环境和负载条件进行，可以是润滑脂或润滑油，但需确保与滚珠丝杠螺母副的材质相容。
2. 检查和紧固：定期检查滚珠丝杠螺母副的紧固件，确保螺母和螺杆之间的配合间隙适当，避免松动或过紧。
如发现有松动的紧固件，应及时紧固以避免进一步损坏。
3. 检查螺杆：定期检查滚珠丝杠螺母副的螺杆表面，确保其光滑和无明显的磨损或腐蚀。
如果出现异常情况，应及时更换螺杆以避免影响整个传动系统的性能。
4. 检查螺母：定期检查滚珠丝杠螺母副的螺母表面和滚珠的磨损情况。
如果发现滚珠磨损严重或螺母表面出现凹痕，应及时更换螺母以保证传动的准确性和平稳性。
5. 避免过载：滚珠丝杠螺母副在工作过程中应避免过载，以防止超过其额定负
载导致损坏。
如果需要承受更大的负载，应考虑更换更耐用的滚珠丝杠螺母副或增加支撑。
6. 定期检查：除了定期维护，还应定期对滚珠丝杠螺母副进行全面的检查和测试，以检测任何潜在的问题并及时解决。
这样可以及早发现故障并采取适当的修复措施，避免停机时间和生产损失。
总之，滚珠丝杠螺母副的维护要点包括清洁和润滑、检查和紧固、检查螺杆和螺母、避免过载以及定期检查。
通过正确的维护和保养，可以确保滚珠丝杠螺母副的正常运行和延长其使用寿命。
滚珠丝杠螺母副的计算和选型
滚珠丝杠螺母副的计算和选型一、滚珠丝杠螺母副的计算方法1.导程和螺距的计算：导程是指螺纹螺旋线上两个相邻螺纹峰之间的距离；螺距是指螺纹进行一周所需要的长度。
导程和螺距的计算可以根据实际需求和使用条件来确定，一般需要考虑运动速度、负载等因素。
2.负载计算：负载是指施加在滚珠丝杠上的力或扭矩。
在计算滚珠丝杠螺母副的负载时，需考虑运动的方向、大小、加速度等因素，以确保滚珠丝杠能正常承载负载，并具有足够的寿命。
3.传动效率计算：传动效率是指滚珠丝杠螺母副在工作过程中能够实际转换的功率和输入功率之间的比值。
传动效率的计算需要考虑滚珠丝杠的摩擦力、滚珠与螺纹之间的接触角、滚珠与导轨之间的接触角等因素，可以通过实验或理论计算来确定。
4.动力学计算：动力学计算主要包括滚珠丝杠螺母副的加速度、线速度和力矩等参数的计算。
这些参数的计算可以通过力学模型、动力学理论和实验数据等方法来确定，以确保滚珠丝杠螺母副在工作时能够满足要求，不产生过大的振动和冲击。
二、滚珠丝杠螺母副的选型要点1.负载要求：根据实际负载要求来选取合适的滚珠丝杠螺母副。
一般情况下，需考虑负载的大小、方向、频率等，以确保选择的滚珠丝杠螺母副能够承受负载并具备足够的寿命。
2.运动速度要求：根据实际运动速度的要求来选取合适的滚珠丝杠螺母副。
一般情况下，运动速度越高，所需的精度和刚性要求越高，需要选择更高级别的滚珠丝杠螺母副。
3.精度要求：根据实际精度要求来选取合适的滚珠丝杠螺母副。
一般情况下，需考虑滚珠丝杠螺母副的回转精度、重复性精度等指标，以确保所选的滚珠丝杠螺母副能够满足要求。
4.环境条件：根据实际工作环境的要求来选取合适的滚珠丝杠螺母副。
一般情况下，需考虑滚珠丝杠螺母副的防尘、防水、耐腐蚀等性能，以确保所选的滚珠丝杠螺母副能够适应各种工作环境。
5.维护和保养要求：根据实际需求来选择易于维护和保养的滚珠丝杠螺母副。
一般情况下，可考虑选择带有自动润滑装置的滚珠丝杠螺母副，以减少维护工作。
滚珠丝杆螺母副的特点
滚珠丝杆螺母副的特点
滚珠丝杆螺母副的特点有以下几个方面：
1. 高效率：滚珠丝杆螺母副可以大大降低滑动摩擦，提高传动的效率，一般可以达到90%以上的转换效率。
2. 高精度：滚珠丝杆螺母副具有较高的运动精度，能够提供精确的位置控制。
3. 高刚性：滚珠丝杆螺母副结构紧凑，副件之间的接触点多，能够提供较高的刚性，使得传动更加稳定可靠。
4. 高速度：滚珠丝杆螺母副由于滚珠的滚动传动方式，摩擦小，摩擦热量少，因此在较高的转速下仍然能够保持稳定的传动性能。
5. 长寿命：滚珠丝杆螺母副采用高强度的材料制造，耐磨性好，能够承受较大的负载和冲击力，使用寿命较长。
总的来说，滚珠丝杆螺母副具有高效率、高精度、高刚性、高速度和长寿命等特点，适用于需要精确位置控制和较高传动效率的应用领域。
滚珠丝杠螺母副的工作原理和特点
滚珠丝杠螺母副的工作原理和特点
滚珠丝杠螺母副是直线运动与回转运动能相互转换的新型传动装置。
滚珠丝杠螺母副(简称滚珠丝杆副)是一种在丝杠与螺母间装有滚珠作为中间元件的丝杠副,在丝杠和母上都有半圆弧形的螺旋槽,当它们套装在一起时便形成了滚珠的螺旋滚道。
螺母上有滚珠回路管道，将几圈螺旋滚道的两端连接起来构成封闭的循环滚道,并在滚道内装满滚珠。
当丝杠旋转时,滚珠在滚道内既自转又沿滚道循环转动,因而迫使螺母(或丝杠)轴向移动。
滚珠丝杠副的特点
(1)传动效率高,摩擦损失小。
滚珠丝杠副的传动效率n=0.92-0.96,是普通丝杠螺母副的3~4倍(η=0.20~0.40),功率消耗只相当于普通丝杠螺母副的14~1/3。
(2)定位精度高,刚度好。
给予适当预紧,可消除丝杠和螺母的螺纹间隙,反向时就可以消除空程死区。
(3)运动平稳,无爬行现象,传动精度高。
(4)有可逆性,可以从旋转运动转换为直线运动,也可以从直线运动转换为旋转运动,即丝杠和螺母都可以作为主动件。
(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,不能立即停止运动,故常需附加制动装置。
简述滚珠丝杠螺母副的特点
简述滚珠丝杠螺母副的特点
滚珠丝杠螺母副是一种高精度、高效率的传动装置，它的主要特点有以下几点：
1. 高精度：滚珠丝杠螺母副的传动精度可达到很高的水平，如P1、P2级甚至更高。
这主要得益于其独特的滚动摩擦方式，相较于滑动摩擦，滚动摩擦的摩擦力更小，磨损也更小，因此可以保持较高的传动精度。
2. 高效率：滚珠丝杠螺母副的传动效率较高，一般可以达到90%以上。
这是因为在滚动摩擦中，滚珠与滚道之间的接触面积较小，摩擦损失较小，因此传动效率较高。
3. 高速度：由于滚珠丝杠螺母副的传动效率高，因此在相同的输入功率下，其输出速度可以更快。
4. 高承载能力：滚珠丝杠螺母副由于采用了滚动摩擦，因此其承载能力较大，可以承受较大的负载。
5. 自锁性好：滚珠丝杠螺母副在没有外力作用时，由于滚珠与滚道之间的摩擦力，可以实现自锁，防止因重力等因素导致的反向运动。
6. 寿命长：由于滚珠丝杠螺母副的磨损较小，因此其使用寿命较长。
数控车床滚珠丝杠螺母副的诊断与维修两例
数控车床滚珠丝杠螺母副的诊断与维修两例滚珠丝杠螺母副是直线运动与回转运动能相互转换的新型传动装置，其结构原理是在丝杠和螺母上都有半圆弧形的螺旋槽，当它们套装在一起时便形成了滚珠的螺母滚道。
螺母上有滚珠回路管道，将几圈螺母滚道的两端连接起来，构成封闭的循环滚道，并在滚道内装满滚珠。
当丝杠旋转时，滚珠在滚道内既自转又沿滚道循环转动，从而迫使螺母轴向移动。
珠丝杠螺母副具有传动效率高、摩擦损失小、运动平稳、传动精度高以及给予适当预紧，可消除丝杠和螺母间隙、反向时无空行程、定位精度高、使用寿命长等特点。
因此，被广泛用于数控机床等高精度设备的进给传动链中。
滚珠丝杠螺母副常见故障表现有以下几种现象：故障现象一：加工零件粗糙度值过高。
造成此类故障首先考虑是否是由于导轨的润滑油不足，致使溜板爬行造成的；其次是滚珠丝杠螺母有局部磨损或损坏造成运动不平稳。
故障现象二：反向误差大，加工精度不稳定。
这类故障往往是由于丝杠联轴器松动、丝杠滑板配合过松及润滑油不足造成的。
故障现象三：滚珠丝杠在运转中扭矩过大。
这类故障主要是由滑板配合过紧或磨损、滚珠丝杠反向器损坏、丝杠卡死及润滑油不足造成的。
故障现象四：滚珠丝杠螺母副噪声。
噪声主要走来源于滚珠丝杠轴承压盖压合不良、丝杠与滑板配合过松、电动机与丝杠联轴器松动、滚珠破损。
笔者根据下列两例典型的故障，简要分析故障产生的原因及解决方法。
典例一：一台型号为cjk6140h数控车床加工过程中发现z轴反向误差大，加工精度不稳定。
同时，快速移动z轴时，伴随的有噪声。
通过对z轴重复定位精度检测发现z轴误差在0.26mm左右。
故障分析与解决：作为维修人员，首先想到的是这台数控车床已经使用五年左右，可能是丝杠轴滑板配合压板及楔铁长期磨损造成配合间隙过大引起的。
笔者重新调整或研磨大滑板前后压板并对中滑板楔铁适当预紧，并用0.03mm塞尺进行检测。
笔者重新开机试机后发现问题依然存在。
笔者此时可以确认是滚珠丝杠螺母副和联轴器的问题。
1 滚珠丝杠副的调整方法
１滚珠丝杠副的调整方法滚珠丝杠螺母副的调整主要是对丝杠螺母副轴向间隙进行消除。
轴向间隙是指丝杠和螺母在无相对转动时，两者之间的最大轴向窜动量。
除了结构本身的游隙之外，在施加轴向载荷后，轴向变形所造成的窜动量也包括在其中。
一般在机加工过程中消除滚珠丝杠螺母副的轴向间隙，满足加工精度要求的办法有两种：１.1软调整法：在加工程序中加入刀补数，刀补数等于所测得的轴向间隙数或是调整数控机床系统轴向间隙参数的数值。
但这都是治标不治本的办法。
因为滚珠丝杠螺母副的轴向间隙事实上仍是存在的，只是在走刀时或工作台移动时多运行一段距离而已。
由于间隙的存在会使丝杠螺母副在工作中加速损坏，还会使机床震动加剧；噪声加大；机床精加工期缩短等。
1.2硬调整法：是使用机械性的方法使丝杠螺母副间隙消除，实现真正的无间隙进给。
此种办法对机床的日常工作维护也是相当重要的。
是解决机床间隙进给的根本办法。
但相对软调整过程要复杂一些，并需经过多次调整，才可达到理想的工作状态。
在此我主要对滚珠丝杠螺母副的硬性间隙调整作较详细地介绍。
滚珠丝杠螺母副一般是通过调整预紧力来消除间隙（硬调整）的，消除间隙时要注意考虑以下情况：预加力能够有效地减小弹性变形所带来的轴向位移，但不可过大或过小。
过大的预紧力将增加滚珠之间和滚珠与丝母、丝杠间的磨擦阻力，降低传动效率，使滚珠、丝母、丝杠过早磨损或破坏，使丝杠螺母副寿命大为缩短。
预紧力过小时会造成机床在工作时滚珠丝杠螺母副的轴向间隙量没有得到消除或没有完全消除。
使工件的加工精度达不到要求。
所以，滚珠丝杠螺母副一般都要经过多次调整才能保证在最大轴向载荷下，既消除了间隙，又能灵活运转。
(1)滚珠丝杠螺母副轴向间隙的测得要进行轴向间隙的调整的第一步是得知滚珠丝杠螺母副是否已有轴向间隙和该间隙的数值。
可采用以下方法获得：使用磁力千分表,将其固定于机床某一固定位置。
将表针贴于任意方向工作台的一个侧面，表针要位于工作台移动方向的同向直线上。
2024年《滚珠丝杠螺母副结构原理》测试题及答案
2024年《滚珠丝杠螺母副结构原理》测试题及答案1．滚珠丝杠螺母副的组成部分有（）。
A.丝杠、滚珠和螺母。
(正确答案)B.还有密封圈、回珠器、注油孔等附属部分。
(正确答案)2．丝杠螺母副描述正确的有（）。
A.丝杠螺母副主要分为滑动丝杠螺母副和滚珠丝杠螺母副。
(正确答案)B.滑动丝杠螺母副的螺杆和螺母之间是通过直接接触来传递力和运动的，主要传动方式是滑动摩擦。
其摩擦阻力大，传动效率低（30%~40%）。
(正确答案)C.滑动丝杠螺母副，其牙型多为梯形，结构简单，具有自锁功能。
(正确答案)D.滚珠丝杠螺母副通过螺杆上的螺纹和与之配套的滚柱、滚珠等来运动，主要传动方式是滚动摩擦。
摩擦阻力小，传动效率高（92%~98%）。
(正确答案)3．滚珠丝杠螺母副应用领域有（）。
A.机床，如：高速加工中心、钻床、铣床、数控车床等。
(正确答案)B.工业机器人。
(正确答案)C.汽车工业化生产线。
(正确答案)D.航空航天工业。
(正确答案)4．滚珠丝杠螺母副的动作原理（）。
A.滚珠分布在螺母的回珠槽中，在丝杆的螺纹上滚动，产生阻尼力和轴向推力，从而推动螺母运动。
(正确答案)B.当丝杆旋转时，滚珠将被推向螺纹的另一侧的回珠槽中，实现旋转运动转化为线性运动，并沿整个螺母的长度推动，从而实现定位和运动控制。
(正确答案)5．滚珠丝杠螺母副的重要参数描述正确的有（）。
A.公称直径do，直径大，承载能力也大。
(正确答案)B.基本导程Ph, 导程小→精度高→承载能力小；行程λ。
(正确答案)C.滚珠直径Dw, 滚珠直径大，则承载能力也大。
(正确答案)D.滚珠个数N, 一般取：N<150; 滚珠的工作圈（或列）数 j一般取j=2.5~3.5。
(正确答案)6．关于滚珠丝杠螺母副的类型选用方法合理的是（）。
A.长行程的场合，选用外滚珠式螺母副（外循环）；小行程的场合选用内滚珠式螺母副（内循环）。
(正确答案)B.长行程的场合，选用内滚珠式螺母副（内循环）；小行程的场合选用外滚珠式螺母副（外循环）。
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2、滚珠丝杠螺母副的工作原理 、 在丝杠和螺母上都有圆弧形螺旋槽， 在丝杠和螺母上都有圆弧形螺旋槽，将他们对合起来就形 成了螺旋滚道。在滚道内装有滚珠， 成了螺旋滚道。在滚道内装有滚珠，当丝杠与螺母先对运动 滚珠沿螺旋槽先前滚动， 时，滚珠沿螺旋槽先前滚动，在丝杠上滚过数圈以后通过回 程引导装置又逐个地滚回到丝杠和螺母之间， 程引导装置又逐个地滚回到丝杠和螺母之间，构成一个闭合 回路。 回路。 3、滚珠丝杠副优点： 、滚珠丝杠副优点： 摩擦系数小，传动效率高，所需传动转矩小。 ①摩擦系数小，传动效率高，所需传动转矩小。 灵敏度高，传动平稳，不易产生爬行，随行精度和定位精高。 ②灵敏度高，传动平稳，不易产生爬行，随行精度和定位精高。 磨损小，寿命长，精度保持性好。 ③磨损小，寿命长，精度保持性好。 ④可通过预紧和间隙消除措施来提高轴向刚度和反向精度。 可通过预紧和间隙消除措施来提高轴向刚度和反向精度。 运动具有可逆性。 ⑤运动具有可逆性。 滚珠丝杠副缺点：制造工艺复杂，成本高， 滚珠丝杠副缺点：制造工艺复杂，成本高，在垂直安装时不能自 因而需附加制动机构。 锁，因而需附加制动机构。
滚珠丝杠的支承方式 课程导入
认识滚珠丝杠 滚珠丝杠的结构 滚珠丝杠的主要几种支承方式
什么是滚珠丝杠？ 什么是滚珠丝杠？
机床上的丝杠
滚珠丝杠的结构
滚珠丝杠的几种支承方式
数控机床的进给系统要获得较高的传动刚度，除了加强滚珠丝 数控机床的进给系统要获得较高的传动刚度， 杠副本身的刚度外， 杠副本身的刚度外，滚珠丝杠的正确安装及支承结构的刚度也 是不可忽视的因素。如为减少受力后的变形， 是不可忽视的因素。如为减少受力后的变形，轴承座应有加强 应增大轴承座与机床的接触面积， 肋，应增大轴承座与机床的接触面积，并采用高刚度的推力轴 承以提高滚珠丝杠的轴向承载能力。
（2）双螺母调隙式 ）
左螺母外端没有凸缘而制有螺纹，并用两个圆螺母固定，用 左螺母外端没有凸缘而制有螺纹，并用两个圆螺母固定， 平键限制螺母在螺母座内的传动，右螺母外端有凸缘。 平键限制螺母在螺母座内的传动，右螺母外端有凸缘。调整 只要拧动内侧圆螺母即可消除间隙并产生预紧力， 时，只要拧动内侧圆螺母即可消除间隙并产生预紧力，然后 用外侧螺母锁紧。 用外侧螺母锁紧。 锁紧螺母 调整螺母 右螺母
4、滚珠丝杠螺母副的结构 、 滚珠的循环方式有外循环 内循环。 外循环和 滚珠的循环方式有外循环和内循环。 滚珠在返回过程中与丝杠脱离接触的为外循环。 滚珠在返回过程中与丝杠脱离接触的为外循环。 外循环滚珠丝杠副按滚珠循环时的返回方式主要有插管式和 外循环滚珠丝杠副按滚珠循环时的返回方式主要有插管式和螺 插管式 旋槽式两种 两种。 旋槽式两种。
第三组成员： 第三组成员： 罗丹 刘洁 王艳 邓果
李泽星 胡秋玲 凌小琴 高晓波 李本伟
何朋
付开吉
主讲人：邓果
滚珠丝杠螺母副
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杠螺母副中的滑动， 用的传动装置。它以滚珠的滚动代替丝杠螺母副中的滑动， 摩擦力小，具有良好的性能。 摩擦力小，具有良好的性能。
①垫片调隙式
如图所示， 如图所示，调整垫片厚度使左 右两个螺母产生轴向位移， 右两个螺母产生轴向位移，可 消除间隙和产生预紧力。 消除间隙和产生预紧力。 优点：结构简单，刚性好。 优点：结构简单，刚性好。 缺点：调整不便， 缺点：调整不便，滚道有 磨损时， 磨损时，不能随时消除间隙 和进行预紧。 和进行预紧。
左螺母
特点： 特点： 结构简单，刚性好，预紧可靠， 结构简单，刚性好，预紧可靠，使用中调整方 便，但不能精确定量调整。 但不能精确定量调整。
③齿差调隙式
如图所示，在两个螺母的凸缘上各制有圆柱外齿轮， 如图所示，在两个螺母的凸缘上各制有圆柱外齿轮，分别 与紧固在套筒两端的内齿圈相啮合，其齿数分别是a和 与紧固在套筒两端的内齿圈相啮合，其齿数分别是 和b 并相差一个齿，调整时，先取下内齿圈， 并相差一个齿，调整时，先取下内齿圈，让两个螺母相对 于套筒同方向都转动一个齿，然后再插入内齿圈， 于套筒同方向都转动一个齿，然后再插入内齿圈，则两个 螺母便产生相对角位移，其轴向位移量X=1/a-1/b,这种调 螺母便产生相对角位移，其轴向位移量 这种调 整方法能精确调整预紧量，调整方便.可靠 可靠.但结构尺寸较 整方法能精确调整预紧量，调整方便 可靠 但结构尺寸较 多用于高精度的传动。 大，多用于高精度的传动。
2、滚珠丝杠螺母副轴向间隙的调整 、
滚珠丝杠的传动间隙： 滚珠丝杠的传动间隙：轴向间隙 还要消除丝杠安装部分和驱动部分的间隙 消除间隙的方法常采用双螺母结构： 消除间隙的方法常采用双螺母结构：利用两个螺 母的相对轴向位移， 母的相对轴向位移，使两个滚珠螺母中的滚珠分别 贴紧在螺旋滚道的两个相反的侧面上。 贴紧在螺旋滚道的两个相反的侧面上。 注意：预紧力不宜过大，否则会使空载力矩增大， 注意：预紧力不宜过大，否则会使空载力矩增大， 降低传动效率，缩短使用寿命。 降低传动效率，缩短使用寿命。 双螺母丝杠消除间隙方法： 双螺母丝杠消除间隙方法： 垫片调隙式 双螺母调隙式 齿差调隙式
一端装推力轴承， 一端装推力轴承，这种安装方式适用于行程小的短丝 它的承载能力小，轴向刚度低。 杠，它的承载能力小，轴向刚度低。 一端装推力轴承，另一端装向心球轴承， 一端装推力轴承，另一端装向心球轴承，此种方式用 于丝杠较长的情况，当热变形造成丝杠伸长时， 于丝杠较长的情况，当热变形造成丝杠伸长时，其一端 固定，另一端作微量的轴向浮动。 固定，另一端作微量的轴向浮动。 两端装止推轴承，把止推轴承装在滚珠丝杠的两端并 两端装止推轴承， 施加预紧力，可以提高轴向刚度，而且丝杠工作时只承 施加预紧力，可以提高轴向刚度， 受拉力，但这种方式对丝杠的热变形较为敏感。 受拉力，但这种方式对丝杠的热变形较为敏感。 两端装止推轴承及向心球轴承， 两端装止推轴承及向心球轴承，它的两端均采用双重 支承并施加预紧，使丝杠具有较大的刚度， 支承并施加预紧，使丝杠具有较大的刚度，这种方式还 可使丝杠的变形转化为推力轴承的预紧力。 可使丝杠的变形转化为推力轴承的预紧力。
插管式外循环的特点： 结构工艺性好，但由于管 道突出于螺母体外，径向 尺寸较大。
螺旋槽式外循环的特点： 螺旋槽式外循环的特点： 这种形式的结构比插管式结构径 向尺寸小，但制造较复杂。 向尺寸小，但制造较复杂。
滚珠循环过程中与丝杠始终接触 的为内循环 内循环。 的为内循环。 内循环滚珠丝杠副的特点： 内循环滚珠丝杠副的特点： 优点：径向尺寸紧凑，刚性好， 优点：径向尺寸紧凑，刚性好， 返回滚道较短，摩擦损失小。 返回滚道较短，摩擦损失小。 缺点：反向器加工困难。 缺点：反向器加工困难。