精密机械滑动丝杆原理及参数
滑动丝杠
摘要早在19世纪末就发明了滚珠丝杠副，但很长一段时间未能实际应用，因制造难度太大。
世界上第一个使用滚珠丝杠副的是美国通用汽车公司萨吉诺分厂，它将滚珠丝杠副用于汽车的转向机构上。
1940年，美国开始成批生产用于汽车转向机构的滚珠丝杠副，1943年，滚珠丝杠副开始用于飞机上。
精密螺纹磨床的出现使滚珠丝杠副在精度和性能上产生了较大的飞跃，随着数控机床和各种自动化设备的发展，促进了滚珠丝杠副的研究和生产。
从50年代开始，在工业发达的国家中，滚珠丝杠副生产厂家如雨后春笋般迅速出现，例如：美国的WARNER-BEAVER公司、GM－SAGINAW 公司；英国的ROTAX公司；日本的NSK公司、TSUBAKI公司等。
我国早在50年代末期开始研制用于程控机床、数控机床的滚珠丝杠副。
40多年来，由于滚珠丝杠副具有高效率、高精度、高刚度等特点，被广泛应用于机械、航天、航空、核工业等领域。
现在，滚珠丝杠副已成为机械传动与定位的首选部件。
关键词：丝杠，高效率，高精度，高刚度。
AbstractBack in the late 19th century invented the ball screw, but it is not practical for a long time, because too difficult to manufacture. The world's first use of a ball screw GM Saginaw plant, it will ball screw on the steering mechanism for vehicles.In 1940, the United States began mass production of automotive steering mechanism for the ball screw, 1943, ball screw began to be used on the plane. The emergence of sophisticated thread grinders ball screw in the accuracy and performance have a greater leap forward, with a variety of CNC machine tools and automation equipment, has contributed to the research and production of ball screw. From the 50's, in the industrial developed countries, the ball screw manufacturers have sprung up rapidly emerging, such as: the United States WARNER-BEAVER company, GM-SAGINAW company; UK ROTAX company; Japan, NSK Corporation, TSUBAKI Company and so on.In the early 50's started to develop for the end of program-controlled machine tools, CNC machine tools ball screw. For over 40 years, due to ball screw with high efficiency, high precision, high stiffness and other characteristics, arewidely used in mechanical, aerospace, aviation, nuclear industry and other fields. Now, the ball screw has become the first choice for mechanical transmission and positioning components.Keywords: screw, high efficiency, high precision and high rigidity.（一）丝杠特点一滑动丝杠：许多滑动丝杠的导程精度都可以达到磨制螺杆的品质，尤其是滚轧成型的精密滑动丝杠，比如Kerk Motion公司生产的那种，再配上以工程塑料制作的螺母部件，已能够超越滚珠丝杠的使用寿命在某些应用中，较低的传动效率反而成为滑动丝杠的一种优势，在立式应用或者设计人员不希望丝杠被逆向驱动的场合，滑动丝杠能够将负载保持在原位，而无需使用带抱闸的电机或者系统中附加的摩擦制动装置。
精密机械滑动丝杆原理及参数
优质灌溉，缔造将来。2021年2月19日 星期五 1时18分26秒13:18:2619 February 2021
雄关漫道真如铁，而今迈步从头越。 下午1时 18分26秒下午 1时18分13:18:2621.2.19
每天自我检讨，品质自然更好。21.2.1921.2.1913:1813:18: 2613:18:26Feb-21
36/10
10
4.提高传动精度的方法 分析表明，欲提高螺旋副零件传动精度，
其关键在于提高主要零件的制造精度，但实 践中制造精度往往受到工艺及经济条件的制约。
基本思路：
在保证一定零件精度的前提下，通过完善 结构来消除或减少传动误差。 例如：
●采用可调节结构 ●增加补偿结构等
丝杠螺母机构
36/11
11
（5）丝杆螺纹长度 L螺纹 满足行程 L行程 要求。
L螺纹 L行程 H mm
（6）丝杠、螺母公差
整体结构：ψ=1.2-1.5 分体结构：ψ=2.5-3.5
内、外螺纹公差等级、尺寸公差等级、
相应的表面质量等。
丝杠螺母机构
36/30
30
（1）中径误差（作用、单一中径）
●大径与小径无接触 ●保证配合必须控制 中径尺寸的变动量。
螺母 丝杠
（1）误差补偿机构
1）螺距误差的机械补偿 导杆 凸轮
在每一旋转周期内，用专门机构使螺母在 移动的过程中获得设定的附加转角，用以弥补 因螺距误差（温度误差）的影响。
例：如图5-8，凸轮补偿结构
●测量螺母运动位置的实际误差
●设计直线凸轮（靠模）
●导杆摆动使螺母偏转产生附加转角。
丝杠螺母机构
36/12
今天工作不安全，明天生活无保障。2021年2月19日 下午1时18分21.2.1921.2.19
《丝杆工作原理》课件
通过电机或其他动力源驱动丝杆旋转，实现旋转运动 。
丝杆的直线运动
丝杆旋转时，螺母沿着丝杆轴线方向作直线运动，实 现直线运动。
转换原理
利用丝杆的螺旋线结构，将旋转运动转化为直线运动 ，或反之。
丝杆的精度与刚度
精度
丝杆的精度包括几何精度和运动精度 两个方面，直接影响机械系统的定位 精度和重复定位精度。
丝杆的噪音问题
总结词
丝杆在运转过程中产生的噪音可能影响设备的性能和操作者的舒适度。
详细描述
噪音问题可能是由于丝杆安装精度差、润滑不良、轴承损坏等原因造成的。解决这一问题需要检查丝杆的安装情 况和润滑状态，确保轴承运转正常；同时，可以采取消音措施来降低噪音。
THANKS
感谢观看
丝杆卡死通常是由于润滑不足、异物进入、过载使用等原因 造成的。为解决这一问题，需要定期对丝杆进行润滑保养， 确保工作环境清洁，避免过载使用，并定期检查丝杆的磨损 情况。
丝杆的精度丧失问题
总结词
精度丧失是指丝杆的传动精度下降，影响设备的性能和加工精度。
详细描述
精度丧失可能是由于丝杆磨损、安装精度差、温度变化等原因造成的。为恢复 精度，需要对丝杆进行重新安装和调整，确保安装精度符合要求；同时，对于 因磨损导致的精度丧失，可能需要更换新的丝杆。
丝杆按结构可分为滚珠丝杆和直线导轨，滚珠 丝杆由丝杆本体、螺母、滚珠和反向器组成， 直线导轨由滑块和直线导轨组成。
滚珠丝杆的滚珠在丝杆和螺母之间滚动，实现 旋转运动和直线运动的转换，而直线导轨的滑 块在导轨上滑动，实现直线运动。
丝杆的材料
丝杆常用的材料有不锈钢、碳钢、合金钢等，这些材料具有较高的强度和耐磨性 ，能够保证丝杆的长期稳定运行。
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。
精密机械滚珠丝杠结构PPT课件
26/04 .
4
3. 滚珠丝杠副结构
外循环
滚珠丝杠副结构特点：
●螺纹滚道型面的形状
内循环
●滚珠的循环方式
●轴向间隙和调整预紧机构
根据丝杠传动不同的使用条件，其结构特点 存在一定差异，设计与选用时应予以注意。
关键问题：滚道形状、滚珠循环方式、调整机构
26/05 .
5
（1）螺纹滚道法向截型 综合考虑精度、结构、工艺等问题，目前
公称直径d0 基本导程L0 接触角β
滚珠直径db 圆弧偏心距e
螺纹大径d 螺纹小径d1 压顶圆角r2
26/21 .
螺纹大径D 螺纹小径D1
21
6.滚珠丝杠副的选用
（1）按疲劳寿命
1）滚动丝杠副损坏过程
●滚珠与滚道型面间产生接触应力 ●应力状态为循环 ●循环应力将造成滚珠或滚道疲劳点蚀 ●缺陷扩大导致振动和噪音，直到失效
螺母 丝杠
滚珠
循环装置
滚动丝杠螺母内含 滚珠返回通道，保 持滚珠循环工作。
26/03 .
3
2. 滚珠丝杠机构的特点
除滑动丝杠传动的一般特点外，滚珠 丝杠副还具有如下特点：
（1）传动效率高（0.96），启动力矩小 （2）传动精度高（微米级） （3）具有传动的可逆性，不能自锁 （4）寿命长，维护简单 （5）制造工艺复杂，成本高
26/18 .
18
2）代号和标记方法
国家标准规定，滚珠螺旋副的代号和标记
方法如下：
例： C D M 50 10 □－3－P 3 精度等级 类型（P或T） 负荷钢珠圈数 旋向，右旋省略 公称导程 公称直径
结构特征
预紧方式 循环方式
26/19 .
19
5.滚珠丝杠副主要参数设计
丝杆的原理
丝杆的原理丝杆是一种常见的传动装置，它由螺纹轴和螺母组成，通过旋转运动实现线性运动。
丝杆的原理是利用螺纹的转动来推动螺母的移动，从而实现工件的定位、举升或压紧等功能。
在工业生产中，丝杆被广泛应用于各种机械设备和工具中，如数控机床、升降机、压力机等，其原理和工作方式对于机械传动系统的设计和运行具有重要意义。
丝杆的原理可以简单地理解为螺纹的螺旋运动转化为直线运动。
当螺纹轴旋转时，螺纹的螺距会推动螺母产生直线位移，这种转化过程是通过螺纹的斜面摩擦来实现的。
螺纹轴和螺母之间的螺纹配合使得它们之间产生一定的摩擦力，这种摩擦力可以将旋转运动转化为直线运动，实现力的传递和工件的移动。
丝杆的原理还涉及到螺纹的螺距和导程。
螺距是指螺纹轴上相邻两螺纹峰之间的距离，而导程则是指螺纹轴上旋转一周时螺纹轴上的直线位移。
螺距和导程的大小决定了丝杆的传动速度和力的大小，通常情况下，螺距和导程越大，传动速度越快，但力的传递效果会相对较小；反之，螺距和导程越小，传动速度越慢，但力的传递效果会相对较大。
在实际应用中，丝杆的原理还需要考虑到螺纹的制造精度、润滑方式和传动效率等因素。
螺纹的制造精度直接影响到丝杆的传动精度和稳定性，而润滑方式则可以减小摩擦力，提高传动效率，延长丝杆的使用寿命。
因此，在设计和选择丝杆时，需要综合考虑这些因素，以确保丝杆的正常运行和长期稳定性。
总的来说，丝杆作为一种重要的传动装置，其原理是通过螺纹的转动来实现直线运动，具有结构简单、传动效率高、使用方便等优点，在工业生产中得到了广泛应用。
了解丝杆的原理对于机械传动系统的设计和维护具有重要意义，可以帮助工程师更好地理解和应用丝杆传动装置，提高机械设备的性能和可靠性。
丝杆工作原理.
（1）过载问题
滚珠丝杠副进给传动的润滑状态不良、轴向 预加载荷太大、丝杠与导轨不平行、螺母轴线与 导轨不平行、丝杠弯曲变形时，都会引起过载报 警。一般会在CRT上显示伺服电动机过载、过热 或过流的报警，或在电柜的进给驱动单元上，用 指示灯或数码管提示驱动单元过载、过流信息。
（2）窜动问题
窜动问题是滚珠丝杠副进给传动的润滑状态 不良、丝杠支承轴承的压盖压合情况不好、滚珠 丝杠副滚珠有破损、丝杠支承轴承可能破裂、轴 向预加载荷太小，使进给传动链的传动间隙过大， 引起丝杠传动时的轴向窜动。
一端固定，一端自由：适用于短丝杆及垂
直丝杆。 一端固定，一端浮动：一端同时承受轴向 力和径向力，另一端径向力，当丝杆受热 伸长时，可以通过一端做微量的轴向浮动。 两端固定的支撑形式：通常在它的一端装 有碟形弹簧和调整螺母，这样既能对滚珠 丝杆施加预紧力，又能在丝杆热变形后保 持不般发生在启动加速段或低速进给 时，多因进给传动链的润滑状态不良、外加负载 过大等因素所致。尤其要注意的是，伺服电动机 和滚珠丝杠连接用的联轴器，如连接松动或联轴 器本身缺陷，如裂纹等，会造成滚珠丝杠转动和 伺服电动机的转动不同步，从而使进给运动忽快 忽慢，产生爬行现象。
丝杠的保养及维护
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。
THK滚珠丝杠
一、产品概述THK滚珠丝杠是一种高效的线性传动元件，广泛应用于机械制造、自动化设备及精密仪器等领域。
其设计旨在实现高精度、高效率的运动控制，能够满足各种工业应用的需求。
滚珠丝杠的工作原理是通过滚珠在丝杠和螺母之间的滚动来实现直线运动，具有摩擦小、效率高、使用寿命长等优点。
二、产品结构THK滚珠丝杠主要由丝杠、螺母、滚珠和导轨等部分组成。
丝杠是传递运动和力的主要部件，螺母则负责与丝杠配合，实现运动转换。
滚珠作为运动介质，减少了摩擦，提高了传动效率。
导轨则为滚珠丝杠提供了稳定的支撑，确保其在运动过程中的平稳性。
2.1 丝杠丝杠的材料通常采用高强度钢材，经过热处理和精密加工，确保其具有良好的强度和耐磨性。
丝杠的螺纹设计经过优化，以提高传动效率和承载能力。
2.2 螺母螺母内部设计有滚珠通道，能够容纳一定数量的滚珠。
螺母的材料同样采用高强度材料，经过精密加工，以确保与丝杠的配合精度。
2.3 滚珠滚珠是丝杠传动系统中的关键部件，其直径和材料的选择直接影响到传动的效率和稳定性。
THK滚珠丝杠使用的滚珠通常采用高硬度的钢球，具有良好的耐磨性和抗压能力。
2.4 导轨导轨为滚珠丝杠提供了稳定的运动轨迹，确保其在运行过程中的平稳性。
导轨的材料和加工精度对整个系统的性能有着重要影响。
三、产品特点THK滚珠丝杠具有多项显著特点，使其在各类应用中表现出色。
3.1 高效率由于滚珠在丝杠和螺母之间的滚动摩擦小，THK滚珠丝杠的传动效率相对较高，能够有效减少能量损耗，提高系统的整体效率。
3.2 高精度THK滚珠丝杠的制造工艺精良，确保了丝杠和螺母之间的配合精度，能够实现高精度的线性运动控制，满足精密加工和自动化设备的需求。
3.3 长寿命采用高强度材料和先进的热处理工艺，THK滚珠丝杠具有较长的使用寿命，能够在恶劣的工作环境中保持稳定的性能。
3.4 低噪音滚珠丝杠的设计使得其在运行过程中产生的噪音较低，适合于对噪音有严格要求的应用场合。
滚珠丝杠2010参数 (1)
滚珠丝杠2010参数滚珠丝杠是一种常用的传动装置，广泛应用于机械设备中。
它通过滚珠在螺纹轴上滚动，实现转动运动和线性运动的转换。
滚珠丝杠的参数是指其尺寸、精度和负载能力等方面的特性。
首先，滚珠丝杠的参数之一是螺距。
螺距是指螺纹轴上单位长度内的螺纹数。
螺距越大，每转一圈滚珠丝杠的线性位移就越大，速度也就越快。
螺距的选择要根据具体的应用需求来确定，一般来说，大螺距适用于快速移动的场合，而小螺距适用于需要较高精度的场合。
其次，滚珠丝杠的参数还包括导程和导向角。
导程是指滚珠丝杠每转一圈所产生的线性位移。
导程越大，滚珠丝杠的线性位移就越大，速度也就越快。
导向角是指滚珠与螺纹轴之间的夹角，它决定了滚珠丝杠的刚度和负载能力。
导向角越小，滚珠丝杠的刚度和负载能力就越大。
此外，滚珠丝杠的参数还包括滚珠直径和滚珠数量。
滚珠直径越大，滚珠丝杠的负载能力就越大，但摩擦力也会增加。
滚珠数量越多，滚珠丝杠的负载能力和刚度就越大，但摩擦力也会增加。
因此，在选择滚珠丝杠时，需要根据具体的负载要求和运动速度来确定滚珠直径和滚珠数量。
最后，滚珠丝杠的参数还包括精度等级和预紧力。
精度等级是指滚珠丝杠的制造精度，一般分为C0、C1、C2等级，精度等级越高，滚珠丝杠的定位精度就越高。
预紧力是指滚珠丝杠在运动过程中的预紧程度，预紧力越大，滚珠丝杠的刚度和负载能力就越大，但摩擦力也会增加。
综上所述，滚珠丝杠的参数包括螺距、导程、导向角、滚珠直径、滚珠数量、精度等级和预紧力等。
这些参数的选择要根据具体的应用需求来确定，以满足机械设备的运动要求和负载要求。
在选择滚珠丝杠时，需要综合考虑各个参数之间的关系，以达到最佳的传动效果和使用效果。
滚珠丝杠的参数选择不仅关系到机械设备的性能和寿命，还关系到生产效率和产品质量，因此在实际应用中需要慎重选择。
丝杆工作原理
丝杆工作原理
丝杆工作原理是一种常用的传动机构，在许多机械设备中广泛应用。
它由丝杆和螺母组成，通过旋转丝杆将转动运动转换为线性运动。
丝杆是一种带有螺纹的杆状零件，其螺纹可以是三角形螺纹、矩形螺纹或圆柱螺纹等。
螺母是对应丝杆螺纹的零件，通常是一个可以在丝杆上移动的小块。
丝杆工作的原理就是通过旋转丝杆使螺母在丝杆上移动，从而实现线性运动。
当丝杆旋转时，螺母受到旋转力的作用，沿着丝杆轴线方向移动。
因为丝杆的螺距是固定的，所以每转动一定角度，螺母在丝杆轴线上的位移也是确定的。
丝杆工作原理的关键是利用了螺纹的作用，它可以将旋转运动转换为线性运动。
通过控制丝杆的旋转方向和速度，可以实现螺母在丝杆上的精确定位。
这种传动机构具有结构简单、传动效率高和精度可调等优点，因此被广泛应用于各种机械设备中，如升降机、车床、注塑机等。
总之，丝杆工作原理是通过旋转丝杆使螺母沿丝杆轴线方向移动，从而实现线性运动。
它是一种常见的传动机构，具有简单、高效和可调节的特点，广泛应用于各种机械设备中。
滚珠丝杠的原理
滚珠丝杠的原理滚珠丝杠是一种常见的机械传动装置，其原理是利用滚珠在螺纹母线上滚动，从而实现线性运动或转动的目的。
滚珠丝杠具有高效、精密、耐磨等特点，广泛应用于各种机械设备中。
滚珠丝杠由滚珠螺旋在螺纹母线上形成。
螺纹母线上有一系列的螺纹，滚珠丝杠的滚珠在这些螺纹上滚动，从而实现运动。
滚珠丝杠通常由滚珠、螺纹母线、导向装置和外壳等部分组成。
滚珠丝杠的工作原理是利用滚珠在螺纹母线上的滚动摩擦来实现线性运动或转动。
当外部力作用于滚珠丝杠时，滚珠会受到力的作用而滚动，从而推动螺纹母线运动。
由于滚珠的滚动摩擦较小，所以滚珠丝杠的效率较高，能够实现高速运动。
滚珠丝杠的精度较高，主要得益于滚珠的滚动轴承。
滚珠丝杠中的滚珠通过滚动摩擦来传递力量，相对于传统的螺纹传动方式，滚珠丝杠具有较低的摩擦阻力和较高的传动效率。
同时，滚珠丝杠的滚珠与螺纹母线之间的接触面积较小，因此摩擦磨损也较少，寿命较长。
滚珠丝杠还具有较高的重复定位精度。
由于滚珠的滚动特性，滚珠丝杠能够实现较高的运动精度和重复定位精度。
这使得滚珠丝杠在需要精确定位的机械设备中得到广泛应用，如数控机床、精密仪器等。
滚珠丝杠的耐磨性能也较好。
由于滚珠丝杠中滚珠的滚动摩擦，相对于滑动摩擦的螺纹传动方式，滚珠丝杠的磨损较小。
这使得滚珠丝杠在长时间、高频率的工作条件下依然能够保持良好的运动性能。
滚珠丝杠在实际应用中有着广泛的用途。
它被广泛应用于各种机械设备中，如机床、自动化设备、工业机器人等。
滚珠丝杠的高效、精密、耐磨等特点，使得它在现代工业生产中发挥着重要的作用。
滚珠丝杠是一种基于滚动摩擦的机械传动装置，通过滚珠在螺纹母线上的滚动来实现线性运动或转动。
它具有高效、精密、耐磨等特点，在各种机械设备中得到广泛应用。
滚珠丝杠的原理和工作机制对于理解和应用滚珠丝杠具有重要意义。
反转行星滚子丝杠参数
反转行星滚子丝杠参数反转行星滚子丝杠是一种常用的传动装置，广泛应用于机械领域，特别是工业自动化领域。
本文将从结构、工作原理、优势和应用领域等方面介绍反转行星滚子丝杠的参数。
一、结构参数反转行星滚子丝杠的主要结构参数包括螺纹直径、导程、滚子直径、滚子数量、滚子倾角等。
螺纹直径是指滚子丝杠螺纹的直径大小，导程是指滚子每转一周，螺距增加的距离。
滚子直径是指滚子的直径大小，滚子数量是指每个滚子丝杠螺纹上滚子的数量，滚子倾角是指滚子与螺纹轴线之间的夹角。
二、工作原理反转行星滚子丝杠利用滚子的滚动运动来实现高效的传动。
当电机驱动螺母沿着滚子丝杠轴线运动时，滚子与螺纹之间产生相对运动。
滚子的滚动摩擦力可以将转动运动转化为直线运动，实现螺纹轴线的移动。
三、优势反转行星滚子丝杠具有以下几个优势：1. 高效传动：滚子的滚动摩擦力可以减小传动损耗，提高传动效率，节约能源。
2. 高精度：滚子丝杠的结构紧凑，滚子与螺纹的匹配精度高，能够实现高精度的运动控制。
3. 高刚度：滚子丝杠的滚动摩擦力可以提供较大的刚度，使得系统具有较强的抗载能力和抗振能力。
4. 长寿命：由于滚动摩擦力的作用，反转行星滚子丝杠具有较长的使用寿命，能够满足工业自动化设备长时间、高强度的工作要求。
四、应用领域反转行星滚子丝杠广泛应用于机床、机器人、自动化生产线等领域。
在机床领域，反转行星滚子丝杠可以用于实现工件的精密定位和快速移动；在机器人领域，反转行星滚子丝杠可以用于实现机器人的精准运动和灵活操作；在自动化生产线领域，反转行星滚子丝杠可以用于实现自动化设备的高速传动和准确定位。
总结：反转行星滚子丝杠是一种重要的传动装置，具有高效传动、高精度、高刚度和长寿命等优势。
它的结构参数包括螺纹直径、导程、滚子直径、滚子数量和滚子倾角等。
反转行星滚子丝杠主要应用于机床、机器人和自动化生产线等领域，用于实现精密定位、快速移动、精准运动和灵活操作。
通过合理选择和控制反转行星滚子丝杠的参数，可以提高设备的运动控制精度和工作效率，推动工业自动化技术的发展。
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。
请简述滚珠丝杠的工作原理及应用
滚珠丝杠的工作原理及应用工作原理滚珠丝杠是一种能够将旋转运动转化为直线运动的装置。
它由滚珠、螺纹套、螺纹母和导轨等部分组成。
滚珠丝杠的工作原理如下： 1. 当驱动螺纹套旋转时，滚珠与螺纹母之间的间隙会导致滚珠被挤压出来。
2. 滚珠沿着螺纹母的轨道滚动，将旋转运动转化为直线运动。
3. 直线运动可以通过导轨来实现，从而实现物体在轴向上的移动。
通过调整滚珠的数量、直径和螺纹的间距等参数，可以调节滚珠丝杠的速度、负载能力和精度。
应用滚珠丝杠广泛应用于各个领域，下面是几个常见的应用案例：工业机械设备滚珠丝杠广泛应用于各种工业机械设备中，用于实现线性运动。
例如：- 机床：用于控制刀架、进给系统等的运动。
- 印刷机：用于调整印刷头的位置。
- 模具机械：用于调节模具的开合行程。
- 自动化生产线：用于控制物料输送和装配设备的运动。
机器人和自动化系统滚珠丝杠是机器人和自动化系统中的关键组件。
它们用于实现机器人各个部件的运动，如关节的旋转、臂的伸缩以及机器人的整体移动。
滚珠丝杠在机器人和自动化系统中的应用优势包括高精度、高负载能力和低摩擦等特性。
它们可以确保机器人在执行任务时的精确度和可靠性。
汽车工业滚珠丝杠也在汽车工业中得到广泛应用。
例如： - 车座调节系统：用于调节座椅的前后、上下和倾斜角度。
- 车窗升降系统：用于控制车窗的升降功能。
- 方向盘调节系统：用于调整方向盘的高度和角度。
滚珠丝杠在汽车工业中的应用可以提高驾驶体验，并且可以通过电动或手动控制实现精确的调整。
医疗设备和仪器滚珠丝杠还广泛应用于医疗设备和仪器中。
例如： - 手术台：用于调整手术台的高度、角度和位置。
- CT扫描仪：用于实现仪器部件的移动和旋转。
- 医疗支架：用于调整支架的长度和角度。
滚珠丝杠在医疗设备和仪器中的应用可以实现高精度的位置调整，确保医疗过程的准确性和安全性。
总结滚珠丝杠通过将旋转运动转化为直线运动，广泛应用于工业机械设备、机器人和自动化系统、汽车工业以及医疗设备和仪器中。
滚珠丝杠的工作原理和机械结构解析(两篇)2024
引言：滚珠丝杠作为一种常见的传动装置，广泛应用于机械系统中。
本文将深入探讨滚珠丝杠的工作原理和机械结构，以增进读者对其的了解。
通过对滚珠丝杠的工作原理进行解析，有助于我们更好地理解其工作机制，并在实际应用中选择合适的滚珠丝杠。
概述：滚珠丝杠是一种具有高效、高精度和长寿命的传动装置，其特点在于利用滚珠滚动来传递力量和运动。
滚珠丝杠由丝杠和轴承组成，通过丝杠和滚珠的相互作用，将旋转运动转换为直线运动。
滚珠丝杠的机械结构由丝杠、螺帽、滚珠和导向装置组成，各部件的合理设计对其性能和使用寿命至关重要。
正文内容：1.滚珠丝杠的工作原理解析1.1丝杠作为传动机构的基础1.1.1丝杠的结构和工作原理1.1.2丝杠的传动特性和优势1.2滚珠滚动轴承的运动原理1.2.1滚珠滚动轴承的结构组成1.2.2滚珠滚动轴承的工作原理1.2.3滚珠滚动轴承的摩擦和损耗1.3滚珠丝杠的工作过程1.3.1动力传递的实现1.3.2运动的平稳性和精度1.3.3装配和使用注意事项2.滚珠丝杠的机械结构解析2.1丝杠的材料与加工工艺2.1.1丝杠的材料选择和特性2.1.2丝杠的加工工艺和检测方法2.2螺帽的设计与制造2.2.1螺帽的结构和功能2.2.2螺帽的制造工艺和材料选择2.3滚珠的选型和布置2.3.1滚珠的材料和尺寸选择2.3.2滚珠的布置和装配要求2.4导向装置的设计和调整2.4.1导向装置的结构和作用2.4.2导向装置的调整方法和注意事项2.5丝杠预紧力的控制2.5.1丝杠预紧力的重要性2.5.2丝杠预紧力的控制方法和调整步骤总结：滚珠丝杠作为一种重要的传动装置，其工作原理和机械结构的解析对于我们更好地了解其工作机制具有重要意义。
通过本文的介绍，我们了解到滚珠丝杠的工作原理是基于滚珠滚动实现动力传递和旋转转换为直线运动；滚珠丝杠的机械结构则由丝杠、螺帽、滚珠和导向装置等要素组成，各部件的合理设计对其性能和使用寿命至关重要。
在实际应用中，我们应根据具体情况选择合适的滚珠丝杠，并注意其设计和使用的要点，以确保其性能和可靠性。
滚珠丝杆的介绍
雙螺母螺紋調整法
單螺母預緊法(偏置導程法) 偏置導程法的原理是在螺母中部 將其導程增加一個預壓量，以達到預緊的目的。
目前制造的單螺式滾珠絲杆副的軸向間隙達0.05mm，而雙 螺母式經過預緊調整後其本上能消除軸向間隙。
6. 滾珠絲杆的支承
單推一單推：兩端都裝止推軸承，承受軸向載荷。 這種方式軸向剛度較高；預拉安裝時，須加載荷較大； 軸承壽命比雙推一雙推式低；適宜中速，高精度，並可 用雙推一單推組合。
雙螺母墊片式消隙 ：此種形式結構簡單可靠、剛度好，應用最 為廣泛，在雙螺母間加墊片的形式可由專業生產廠根據用戶要 求事先調整好預緊力，使用時裝卸非常方便。
雙螺母墊片調整法（中間加墊片）
雙螺母墊片調整法（端部加墊片）
雙螺母螺紋式消隙 利用一個螺母上的外螺紋，通過圓螺母調 整兩個螺母的相對軸向位置實現預緊，調整好後用另一個圓螺 母鎖緊。這種結構調整方便，且可在使用過程中，隨時調整， 但預緊力大小不能準確控制。
•傳動效率高，摩擦損失小 滾珠絲杆螺母副的傳動效率η＝0.85 ～0.98，可實現高速運動。 •運動平穩無爬行 由於摩擦阻力小，動、靜摩擦係數之差極小， 故運動平穩，不易出現爬行現象。 •磨損小 精度保持性好，使用壽命長。 •具有運動的可逆性，可以將旋轉運動轉換成直線運動，也可將 直線運動轉換成旋轉運動，即絲杆和螺母均可作主動件或從動件 。
端蓋式：在螺母的端面裝上端蓋板、從端蓋板裏的溝槽經過 以後通過螺母裏的迴圈孔，然後通過端蓋板裏的溝槽回到原 來的地方。 這種循環方式外徑小，可以高速進給。
循環器式：靠螺母上安裝的反向器接通相鄰滾道，使滾珠成單 圈迴圈。循環器的數目與滾珠圈數相等。 這種形式結構緊湊，剛度好，滾珠流通性好，摩擦損失小，但 製造較困難。適用於高靈敏、高精度的進給系統，不宜用於重 載傳動中。
丝杠的工作原理
丝杠的工作原理
丝杠是一种常见的传动装置，其工作原理是通过螺旋形的丝杠与螺纹母的配合，实现转动运动和线性运动的传递。
丝杠的使用范围广泛，包括机床、机器人、航空航天、汽车等领域。
丝杠的工作原理是基于力的平衡原理，当外力作用于丝杠时，丝杠会产生一个力矩，这个力矩与丝杠的直径和螺距有关。
螺距是指螺旋线上相邻两点之间的距离，它决定了丝杠的转动角度与线性位移之间的关系。
当丝杠旋转一定角度时，螺纹母就会沿着丝杠轴线方向移动一定距离。
丝杠的传动效率较高，其轴向力与摩擦力之比与螺距成反比。
因此，当螺距较大时，丝杠的传动效率更高。
同时，丝杠的摩擦系数也会影响其传动效率，因此，丝杠材料的选择和润滑方式的设计也是影响其传动效率的重要因素。
丝杠的应用场景很多，其中机床是最常见的应用领域之一。
在机床上，丝杠可以用来传递主轴的转动力矩，从而实现工件的旋转。
同时，丝杠还可以用来控制机床的移动，例如在工件上进行切削时，需要将刀具沿着工件表面移动，此时丝杠就可以用来控制刀具的运动。
除了机床，丝杠还可以应用于机器人领域。
在机器人的关节传动系统中，丝杠可以用来传递电机的转动力矩，从而实现机械臂的运动。
同时，丝杠还可以用来控制机器人的末端执行器的移动，例如在进行物料搬运时，可以通过控制丝杠的运动来实现机器人末端执行器的移动。
总的来说，丝杠作为一种常见的传动装置，其工作原理十分简单且实用。
在各个领域的应用中，丝杠都具有重要的作用，为机器和设备的运动提供了可靠的保障。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
设计依据：实际需要、参考同类型设备初
选传动、移动速比等。
丝杠螺母机构
36/28
9
（3）丝杠直径
1）类比法：参考同类型设备的丝杠直径，并
按所设计的设备具体情况确定。
2）计算法：缺少同类型设备参考，或
需要验算初选的丝杠直径。
依据：耐磨性、刚度、稳定性、强度
内螺纹表面压力：
p F p
d2hZ
丝杠中径：d2
36/07
8
2.滑动螺母结构
精密机械传动中，常用滑动螺母结构有螺
母（普通）、半螺母两种结构。
●螺母（普通）
结构紧凑，半接螺触母刚应性用好，传动精度高，但
装配调整较前者麻烦。
●半螺母
结构简单，方便装配调试，但由不对称结
构导致加工困难、受力偏心等缺陷。
36/08
9
3.滑动丝杠螺母传动精度分析
Ft
h
p
0.56
Ft
h p
丝杠螺母机构
36/29
( H )
d2
0
（4）螺母长度H（长径比系数——ψ）
螺母长度： H d2
（5）丝杆螺纹长度 L螺纹 满足行程 L行程 要求。
L螺纹 L行程 H mm
整体结构：ψ=1.2-1.5 分体结构：ψ=2.5-3.5
（6）丝杠、螺母公差
内、外螺纹公差等级、尺寸公差等级、
丝杠螺母机构
36/12
3
本补偿方案评价：
用机械方法进行误差补偿受诸多因素影响， 存在一定局限，仅用于特殊场合。
存在的问题： ●机械凸轮本身的制造精度如何保证？ ●跟踪系统的复杂程度
滚动摩擦——相关零件精度 滑动摩擦——运动磨损
●实际空间的可行性 ●经济性——辅助机构的性价比
丝杠螺母机构
36/13
4
8
消除间隙的常用方法：
1）单面接触法
施加一定的单
向主动力，使驱动
面始终单向接触。
油缸
主
动
弹簧
力
重锤
丝杠螺母机构
36/18
9
2）径向调节法
螺母开口，形成 弹性中经，安装 后调整。
在螺母上设计不同结构，使螺母产生 径向收缩，以减小传动副间隙。
螺栓收紧
丝杠螺母机构
36/19
外套螺母收紧
0
如图梯形螺纹——牙形角α=30°
②精度分析 ③支撑结构 ④材料选择
大径D(d) 小径D1(d1) 中径D2(d2)
丝杠螺母机构
36/04
5
（2）滑动丝杠副结构特点
●结构简单、紧凑，加工方便 ●降速比大（自锁）、运动平稳 ●便于保证和提高传动精度 ●摩擦阻力相对大，传动效率低 ●存在侧向间隙，有反向空程 ●微量、低速进给有爬行现象
1）普通公制螺纹
牙形角60度，用于小型、轻载、短距 离一般精度传动。 由于不易保证零件精度，较少使用。
丝杠螺母机构
36/26
7
2）梯形螺纹
梯形螺纹牙形角为30度。 传动效率高、强度大、螺距大(最小直 径为10mm，最小螺距为2mm)。
螺距小时，制造困难，而且不能磨削， 故不易得到高精度丝杠。
各类螺纹传动装置多数采用不同等级的 梯
形螺纹，其他牙形如三角（普通公制）、
矩
丝杠螺母机构
36/27
8
（2）螺距选择
螺距P
精密仪器设备常用尺寸。
的梯形螺纹(T)螺距： 2、3、4、5、6mm……
普通公制螺纹(M)螺距: 0.25、0.5、0.75、1.0、1.25、1.5、 1.75mm……
2）累积误差的电气系统补偿
利用实时采集的反映位移误差的数字信 号，反馈驱动执行机构，从而使螺母获得准 确的附加补偿角。
常用执行机构动力：
高精度步进电机、伺服电机等控制电机。
关键问题：
补偿机构的设计——涉及机构中零件的制 造精度、安装精度、数字信号采集精度等。
丝杠螺母机构
36/14
5
●直接连接 ●浮动连接 ●弹性连接
丝杠螺母机构
36/16
7
（4）消除或减少螺旋传动空程
空程现象：
丝杠转动方向改变时，需要丝杠反转 某一角度后，螺母才开始反向移动。
形成的原因：
●丝杠与螺母的配合间隙 ●丝杠安装（轴承处）存在轴向间隙 ●丝杠副从动件与滑动件连接处间隙
丝杠螺母机构
36/17
热处理：调质（淬火+高温回火） 强度
变形
36/33
螺母：
p F p
d2hZ
性能要求：耐磨性、减摩性好
如：铸铁、黄铜、铍青铜、锡青铜、
双金属、聚四氟乙烯（非金属）等。
常用工艺：
机械加工、粉末冶金、特种铸造等。
主要指标：
许用压强[p]（P172：表5-3）
36/34
丝杠传动设计小结：
36/31
螺纹公差的标注：GB/T 20666-2006
国家标准规定的格式：
例：M20 X 2 左－6H/5g6g－S
旋合长度
螺
外螺纹顶径公差带
纹
外螺纹中径公差带
副
内螺纹中径和顶径公差带
左旋
螺距
公称直径
牙型代号
36/32
8. 材料硬及度：热洛处氏理（（HRP1A5/3H：RB表/H5-R4C））
丝杠螺母机构
36/11
2
螺母 丝杠
（1）误差补偿机构
1）螺距误差的机械补偿 导杆 凸轮
在每一旋转周期内，用专门机构使螺母在 移动的过程中获得设定的附加转角，用以弥补 因螺距误差（温度误差）的影响。
例：如图5-8，凸轮补偿结构
●测量螺母运动位置的实际误差
●设计直线凸轮（靠模）
●导杆摆动使螺母偏转产生附加转角。
径向 轴向
综合误差
螺纹线
输
累积误差
出
相关零件
基础件、支
误
误差
撑件等
差
安装误差
偏斜、错位等
丝杠螺母机构 36/10
1
4.提高传动精度的方法
分析表明，欲提高螺旋副零件传动精度， 其关键在于提高主要零件的制造精度，但实 践中制造精度往往受到工艺及经济条件的制约。
基本思路：
在保证一定零件精度的前提下，通过完善 结构来消除或减少传动误差。 例如： ●采用可调节结构 ●增加补偿结构等
基本形式：
滑动轴承、滚动轴承、轴承组合
基本要求：
传动过程不会造成丝杠副产生过大
的轴向 和径向 跳动。 静止丝杠支撑
丝杠螺母机构
36/22
3
滑动轴承支承 一般结构：支座、浮动座、轴瓦
关键问题： 润滑
丝杠螺母机构
内孔壁加工润滑沟槽
36/23
4
滚动轴承支承
常用标准件类型：
丝杠螺母机构
36/24
螺纹副应 用的局限
丝杠螺母机构
36/05
6
（3）滑动丝杠螺母传动的应用
1）四种基本传动（见P158表5-1；1-4图）
●丝杠转动，螺母轴向移动 ●丝杠转动并轴向移动，螺母静止 ●丝杠轴向移动，螺母转动 ●丝杠静止，螺母转动并轴向移动
传动方案选择的依据，应根据具体设备 功能、结构的传动需要。
丝杠螺母机构
35/36
36/06
7
第一节 概述
2）差动传动
差动传动机构用于高精、微量进给，多 数情况包含两个不等螺距的滑动丝杠副。
●丝杠转动并轴向移动，螺母轴向差动
（两套丝杠副，见表中图5）
●丝杠转动无轴向移动，螺母转动并轴向移动
（两套丝杠副，见表中图6）
●丝杠转动轴向静止，螺母转动并轴向差动
（一套丝杠副）
丝杠螺母机构
精密机械滑动丝杆原理及参 数
2
第5章 精密丝杠螺母机构
本章主要内容：
1.滑动丝杠、螺母传动机构设计及应用 2.滚珠丝杠、螺母传动机构设计及应用
学习过程注意的问题：
●螺纹传动设计相关知识 ●螺纹传动制造工艺知识 （材料、加工、热处理、装配调试） ●螺纹传动精度评价
丝杠螺母机构
36/02
5
6. 精密丝杠机构应用实例
见P170图5-24 照相机座平移驱动系统。 驱动力：手动或电机 传动系统：齿轮副、螺纹副 输出运动：直线往返
丝杠螺母机构
36/25
6
7. 丝杠传动设计基本步骤
丝杠设计方法与机床主 轴相似，不同之处是丝杠上 螺纹的牙形角、螺距、直径、 螺纹公差的设计。 （1）螺纹牙型选择
3）轴向调节法 利用双螺母轴向预紧消除传动副间隙。
丝杠螺母机构
36/20
1
4）塑料螺母
聚乙烯或聚酰胺(尼龙)制成的塑料螺
母结构。用金属压圈压紧，利用塑料的弹
性变形来消除间隙。
此结构简单，耐磨性好，且不需润滑。
塑料 螺母
调节 螺母
丝杠螺母机构
36/21
2
（5）丝杠支承
丝杠支承是丝杠螺母机构中的重要 组成部分，它的结构形式和安排布置， 对传动精度影响也很大滚。动、滑动轴承座
材料选择依据布 维：氏氏（（————HHBV）S） ●机械丝性杠能热（处强理度硬度、：耐磨） ●热处理性能 ●加工工结合艺构金性钢钢：工具2●2经：0-3济258性-04H5HBSRC
螺杆螺：母强：度材料高原、始耐特磨性性好、工艺性好
常用材料：45、50、40Cr（合金结构钢）
9Mn2V （合金工具钢）
（1）传动精度
主动件实际转角和从动件实际位移保 持理论关系 L 36的0 准T 确程度。
（2）造成误差的主要因素
●丝杠、螺母的制造误差
齿形误差
●支承及导向部分误差