滾珠絲杠精度保持性測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)-圖文第一章概述課題背景及意義課題背景近年來(lái)，隨著數(shù)控技術(shù)及相關(guān)專(zhuān)業(yè)的進(jìn)展，滾珠絲杠副作為一種高效、節(jié)能、高精度、低本錢(qián)的傳動(dòng)與定位元件已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于機(jī)械、航天航空、衛(wèi)星、儀器儀表、核工業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域。隨著現(xiàn)代制造技術(shù)水平的提高，數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人等機(jī)械設(shè)備的進(jìn)給速度越來(lái)越快，必定帶動(dòng)滾珠絲杠副向高速化的方向進(jìn)展。滾珠絲杠副產(chǎn)品消滅了供不應(yīng)求的局面。在數(shù)控技術(shù)方面隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的進(jìn)展突飛猛進(jìn)，一批又一批的高速數(shù)控機(jī)床應(yīng)運(yùn)而生，其功能隨主機(jī)的要求不斷擴(kuò)展提高，從2040～50708090過(guò)程中，產(chǎn)品不斷升級(jí)換代，到達(dá)質(zhì)的飛躍。在驅(qū)動(dòng)速度不斷提高并向更高速度推動(dòng)的過(guò)程中，不僅要求有性能卓越的高速主軸，而且也對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)提出了很高的要求：〔1〕40m/min〔2〕1g上;〔3〕動(dòng)態(tài)性能要好,到達(dá)較高的定位精度。因此為適應(yīng)高速化要求〔40m/min〕、滿(mǎn)足承載要求且能周密定位的滾珠絲杠副就成為能實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床高速化首選的傳動(dòng)與定位部件。而且作為伺服進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的重要執(zhí)行機(jī)構(gòu)——滾珠絲杠副，其進(jìn)展必定與具有高效快速、節(jié)約能源、零間隙高剛度傳動(dòng)、跟隨靈敏、不污染環(huán)境且周邊環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)的高速切削機(jī)床的進(jìn)展同步，將始終占據(jù)直線運(yùn)動(dòng)應(yīng)用領(lǐng)域的絕大局部市場(chǎng)。為適應(yīng)高速切削加工的要求，高性能的滾珠絲杠副已成為滾珠絲桿副產(chǎn)品的進(jìn)展趨勢(shì)。它要求滾珠絲杠副在高速度的根底上具有高的精度穩(wěn)定性，到達(dá)高剛度、高負(fù)載、自潤(rùn)滑、低噪聲、小溫升、長(zhǎng)壽命等性能，這就要求滾珠絲杠副在設(shè)計(jì)、制造及試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)上不斷的創(chuàng)。滾珠絲杠副在高速驅(qū)動(dòng)時(shí)主要存在的問(wèn)題是：噪聲、溫升、精度。滾珠絲杠副噪聲產(chǎn)生的緣由主要有：滾珠在循環(huán)回路中的流暢性、滾珠之間的碰撞滾道的粗糙度、絲杠的彎曲等。滾珠絲杠副的溫升主要是由滾珠與絲杠、螺母、反向器之問(wèn)的摩擦及滾珠之間的摩擦產(chǎn)生的要解決上述問(wèn)題首先應(yīng)從滾珠絲杠副的構(gòu)造設(shè)計(jì)開(kāi)頭，對(duì)存在的問(wèn)題實(shí)行措施；另一方面，從工藝上解決，通過(guò)合理的工藝流程，提高產(chǎn)品的內(nèi)質(zhì)量；選取適當(dāng)?shù)臐L珠絲杠副預(yù)緊轉(zhuǎn)矩；減小滾珠絲杠副的預(yù)緊轉(zhuǎn)矩的變動(dòng)量，使?jié)L珠絲杠副適應(yīng)高速驅(qū)動(dòng)的要求。總之，隨著社會(huì)的不斷進(jìn)展，用戶(hù)對(duì)滾珠絲杠副的要求越來(lái)越嚴(yán)，要求也多樣化，促使?jié)L珠絲杠生產(chǎn)廠不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量、開(kāi)發(fā)品種，以滿(mǎn)足用戶(hù)的需求。課題的意義近幾年來(lái)，人們對(duì)滾珠絲杠副的預(yù)緊轉(zhuǎn)矩變動(dòng)量的大小開(kāi)頭重視起來(lái)，以前人們只重視滾珠絲杠副綜合行程誤差曲線，現(xiàn)在也開(kāi)頭重視滾珠絲杠副預(yù)緊轉(zhuǎn)矩的曲線由于有了這兩條曲線，滾珠絲杠副的性能就能很好地反映出來(lái)為了滿(mǎn)足上述要求，北京機(jī)床爭(zhēng)論所先后研制了滾珠絲杠副綜合行程誤差測(cè)量?jī)x和預(yù)緊轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x。應(yīng)用現(xiàn)代化的測(cè)量手段和高精度的傳感器，在測(cè)量過(guò)程中能實(shí)時(shí)顯示行程誤差曲線和預(yù)緊轉(zhuǎn)矩曲線，并打印出完整的測(cè)量報(bào)告，為衡量滾珠絲杠副的總成質(zhì)量，供給了牢靠的檢測(cè)手段。制造和測(cè)量是密不行分的，沒(méi)有測(cè)量產(chǎn)品質(zhì)量就沒(méi)有保證。要實(shí)現(xiàn)滾珠絲杠副高性能原材料的選擇是直接影響滾珠絲杠副的高剛度、高負(fù)載等性能的重要因素。對(duì)材料進(jìn)展相關(guān)的試驗(yàn)，并通過(guò)試驗(yàn)成果來(lái)指導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，選擇原材料，以改善滾珠絲杠副的內(nèi)在性能是至關(guān)重要的。要實(shí)現(xiàn)滾珠絲杠副高性能，還必需從檢測(cè)技術(shù)上依靠科技求創(chuàng)。準(zhǔn)確的檢測(cè)手段及完善的試驗(yàn)設(shè)備是保證產(chǎn)品質(zhì)量和爭(zhēng)論產(chǎn)品性能的前提。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)過(guò)于追求對(duì)檢測(cè)滾珠絲杠副的螺距精度的爭(zhēng)論，而在滾珠絲杠副的性能爭(zhēng)論上相對(duì)滯后，甚至在一些性能的工程如滾珠絲杠副噪聲、溫升、加速度、動(dòng)態(tài)剛度等試驗(yàn)上還是一片空白，致使產(chǎn)品在性能上與國(guó)際先進(jìn)水平存在較大的差距，這也是制約我國(guó)數(shù)控機(jī)床向更高檔次進(jìn)展的主要緣由之一。要實(shí)現(xiàn)滾珠絲杠副高性能，就必需從檢測(cè)技術(shù)上依靠科技求創(chuàng)。準(zhǔn)確的檢測(cè)手段及完善的試驗(yàn)設(shè)備是保證產(chǎn)品質(zhì)量和爭(zhēng)論產(chǎn)品性能的前提。隨著數(shù)控機(jī)床向高速化進(jìn)展〔驅(qū)動(dòng)速度≥40m/min〕，現(xiàn)有的滾珠絲杠副滿(mǎn)足不了要求，消滅溫度上升，噪聲增大，定位精度下降等現(xiàn)象，有的可能由于d03n〔3〕的增大，絲杠副構(gòu)造產(chǎn)生破壞，因此高速滾珠絲杠副的構(gòu)造與一般滾珠絲杠副構(gòu)造是不同的。通過(guò)做模擬性試驗(yàn)了解滾珠絲杠副在不同使用條件下的性能，以便了解滾珠絲杠副在不同使用條件下的使用狀況。隨著用戶(hù)對(duì)滾珠絲杠副性能要求的逐步提高制造廠必需改進(jìn)構(gòu)造設(shè)計(jì)及工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量，因此需要通過(guò)測(cè)量了解產(chǎn)品的性能，為產(chǎn)品的改進(jìn)供給有效可供比較的數(shù)據(jù)。本課題的意義在于研制開(kāi)發(fā)一種用于測(cè)量高速滾珠絲杠副綜合性能參數(shù)的試驗(yàn)臺(tái)。利用該試驗(yàn)臺(tái)可以對(duì)滾珠絲杠副的加速度、速度、溫升、熱位移、定位精度等綜合性能參數(shù)進(jìn)展測(cè)試,為用戶(hù)供給準(zhǔn)確牢靠的檢測(cè)報(bào)告。其次章滾珠絲杠現(xiàn)狀及進(jìn)展趨勢(shì)等近年來(lái)國(guó)內(nèi)外在滾珠絲杠〔副〕方面的進(jìn)展主要在以下幾個(gè)方面：滾珠絲杠副在國(guó)內(nèi)的進(jìn)展?fàn)顩r：滾珠絲杠副自1874年在美國(guó)獲得專(zhuān)利至今已有100多年的歷史，自1964年我國(guó)自行研制出第一套滾珠絲杠副以來(lái)，在我國(guó)也有40余年的開(kāi)發(fā)研制、專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)的歷史.。隨著產(chǎn)品應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大及制造水平漸漸提高，滾珠絲杠副制造技術(shù)經(jīng)受了以下幾個(gè)階段：1.起步——行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定〔1964～19822年〕；2.進(jìn)展——部頒標(biāo)準(zhǔn)的形成〔1982～1991〕；3.成熟——〔1991～1998〕；4.趕超世界潮流〔1998～〕四個(gè)階段。4070％左右的市場(chǎng)需求。在滾動(dòng)功能部件協(xié)會(huì)內(nèi)部有20100產(chǎn)企業(yè)。但是在這么多的生產(chǎn)企業(yè)中，真正能夠全規(guī)格、大批量、完全供給全部的滾動(dòng)功能部件的，又寥假設(shè)晨星，屈指可數(shù)。這也就是說(shuō)，國(guó)內(nèi)雖然有那么多的滾動(dòng)功能部件生產(chǎn)廠家，但大局部?jī)H僅生產(chǎn)某一類(lèi)或某一類(lèi)中的某些規(guī)格。這也就造成，滾動(dòng)功能部件雖然廠家眾多，但絕大局部是低層次、低水平的，很難跟上數(shù)控機(jī)械行業(yè)的快速進(jìn)展。隨著科學(xué)技木的不斷進(jìn)展，人們對(duì)滾珠絲杠副的要求也越來(lái)越高，為了使機(jī)械產(chǎn)品能實(shí)現(xiàn)高的定位精度且能平穩(wěn)運(yùn)行，這就要求滾珠絲杠副不但有高的精度，而且運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，無(wú)阻滯現(xiàn)象。滾珠絲杠副運(yùn)轉(zhuǎn)是否平穩(wěn)，主要取決于滾珠絲杠副預(yù)緊轉(zhuǎn)矩的變動(dòng)量，不同轉(zhuǎn)速下滾珠絲杠副的滾珠鏈運(yùn)動(dòng)的流暢性不同．因此，滾珠絲杠副的預(yù)緊轉(zhuǎn)矩也不一樣。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO34083-1992JB3162.2-92100r／min滾珠絲杠副預(yù)緊轉(zhuǎn)矩的允差。由于存在加工誤差，如：滾珠絲杠中徑尺寸全長(zhǎng)不全都，絲杠、螺母的導(dǎo)程誤差，絲杠與螺母的滾道齒形誤差以及螺紋滾道的粗糙度等，使?jié)L珠絲杠副的動(dòng)態(tài)預(yù)緊轉(zhuǎn)矩在絲杠螺紋全長(zhǎng)上是不恒定的，這直接影響驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的平穩(wěn)性，因而也影響滾珠絲杠剮的定位精度。因此，滾珠絲杠副預(yù)緊轉(zhuǎn)矩變動(dòng)量的大小是反映滾珠絲杠副性能好壞的重要指標(biāo)。滾珠絲杠副在國(guó)外的進(jìn)展：早在l9世紀(jì)末就制造了滾珠絲杠副，但很長(zhǎng)一段時(shí)間未能實(shí)際應(yīng)用，因制造難度太大。世界上第一個(gè)使用滾珠絲杠副的是美國(guó)通用汽車(chē)公司薩吉諾分廠，它將滾珠絲杠副用于汽車(chē)的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上。l940成批生產(chǎn)用于汽車(chē)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的滾珠絲杠副，1943于飛機(jī)上。周密螺紋磨床的消滅使?jié)L珠絲杠副在精度和性能上產(chǎn)生了較大的飛躍，隨著數(shù)控機(jī)床和各種自動(dòng)化設(shè)備的進(jìn)展，促進(jìn)了滾珠絲杠副的爭(zhēng)論5O如雨后春筍般快速消滅，例如：美國(guó)的WARNER—BEAVERGM—SAGINAWROTANSKTSUBAKI隨著在滾珠絲杠應(yīng)用中對(duì)滾珠絲杠性能要求的不斷提高，先進(jìn)、便捷的檢測(cè)手段成了生產(chǎn)提高滾珠絲杠質(zhì)量及產(chǎn)量的牢靠保證。國(guó)外很多制造滾珠絲杠的公司，除了致力于改革加工工藝外，都把檢測(cè)手段的更換代放在優(yōu)先的地位。經(jīng)過(guò)多年的開(kāi)發(fā)和試驗(yàn)，已形成了一套較為完整的檢測(cè)體系，它們包括有:導(dǎo)程精度測(cè)量?jī)x、觸針式輪廓測(cè)量?jī)x、動(dòng)態(tài)預(yù)緊力矩儀、壽命試驗(yàn)機(jī)和接觸剛度測(cè)量機(jī)等。這些檢測(cè)儀器都有幾個(gè)值得留意的特點(diǎn):承受微處理機(jī)或計(jì)算機(jī)，對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)判別和處理。如日本NSKLMS3m評(píng)定系統(tǒng)”(LeadAccuracyMeauringSytem)。它具有三個(gè)功用:①快速完成數(shù)據(jù)處理，輸出導(dǎo)程誤差曲線，并依據(jù)JIS或ISO度等級(jí);②通過(guò)圖形放大、濾波獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，對(duì)誤差做出統(tǒng)計(jì)分析;③對(duì)導(dǎo)程誤差曲線進(jìn)展諧波分析。測(cè)量?jī)x器的多功能化.例如，聯(lián)邦德國(guó)林德納公司研制的GMM-4導(dǎo)程測(cè)量機(jī)，對(duì)于各種不同牙型3的絲杠，可以同時(shí)完成螺紋中徑、單面導(dǎo)程誤差及雙面大導(dǎo)程誤差的測(cè)量。而且，還能夠?qū)ρb配后的滾珠絲杠副，同時(shí)進(jìn)展綜合導(dǎo)程精度和空載預(yù)緊力矩的測(cè)量。測(cè)量方式向動(dòng)態(tài)連續(xù)機(jī)自動(dòng)化方向進(jìn)展。測(cè)量方式承受動(dòng)態(tài)連續(xù)測(cè)量，是為了獲得與滾珠絲杠工作狀態(tài)接近的各種性能數(shù)據(jù)。如日本NSK300m/min50后自動(dòng)轉(zhuǎn)入低速并開(kāi)頭自動(dòng)測(cè)量和記錄。綜上所述，當(dāng)前國(guó)內(nèi)外滾珠絲杠動(dòng)態(tài)測(cè)量?jī)x的進(jìn)展，主要有以下幾個(gè)方面:儀器能適應(yīng)最的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和ISO據(jù)，推動(dòng)生的進(jìn)步，提高產(chǎn)品工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量，為產(chǎn)品走向國(guó)際市場(chǎng)供給依據(jù)保證。測(cè)量功能的集成化。同一臺(tái)測(cè)量?jī)x可測(cè)多種類(lèi)型的絲杠，既可測(cè)滾珠絲杠，也可測(cè)梯形絲杠，既能測(cè)量綜合導(dǎo)程精度，又能測(cè)量動(dòng)態(tài)預(yù)緊力矩，大大降低了檢測(cè)本錢(qián)。第三章設(shè)計(jì)的用途、主要技術(shù)性能及特點(diǎn)論文主要完成以下幾個(gè)方面的爭(zhēng)論工作：(1)爭(zhēng)論絲杠的動(dòng)態(tài)測(cè)量方法，針對(duì)實(shí)際應(yīng)用的要求選擇適宜的測(cè)量手段，選擇適宜的測(cè)量工具。(2)完成測(cè)量平臺(tái)主軸掌握系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，選用適宜的驅(qū)動(dòng)電機(jī)及掌握方式，以到達(dá)測(cè)量的要求．(3)設(shè)計(jì)友善的用戶(hù)界面，通過(guò)簡(jiǎn)便快捷的操作實(shí)現(xiàn)對(duì)主軸電機(jī)的掌握、測(cè)量信號(hào)的采集。設(shè)計(jì)方案的根本原則在分析高速滾珠絲杠副動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)功能、構(gòu)造、系統(tǒng)、操作程序的根底上，結(jié)合成功的閱歷提出技術(shù)方案。保存成功可行的操作，以利于操作人員操作——利于操作原則。在開(kāi)發(fā)中淘汰過(guò)時(shí)，落后的系統(tǒng)和器件，確保系統(tǒng)的先進(jìn)性，快速性和可修理性——先進(jìn)性于可修理性。第四章滾珠絲杠螺母副的選擇本次設(shè)計(jì)主要是測(cè)量了滾珠絲杠的動(dòng)態(tài)性能參數(shù)，滾珠絲杠作為主要的爭(zhēng)論對(duì)象在機(jī)械構(gòu)造設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)對(duì)滾珠絲杠副的工作原理、傳動(dòng)特點(diǎn)、循環(huán)方式、構(gòu)造形式做了具體的表達(dá)，并爭(zhēng)論了滾珠絲杠高速化以后的構(gòu)造形式。在設(shè)計(jì)時(shí)同時(shí)考慮到掌握局部的設(shè)計(jì)，對(duì)滾珠絲杠的總體構(gòu)造設(shè)計(jì)進(jìn)展了表達(dá)。4滾珠絲杠副的工作原理及構(gòu)造形式4.1.1.1滾珠絲杠副是在絲杠和螺母之間放入適量的滾珠來(lái)使絲杠與螺母之間由滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦的絲杠傳功。滾珠絲杠副在機(jī)械傳動(dòng)中的作用，同樣是可以將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，也可以將直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。依據(jù)絲杠和螺母相對(duì)運(yùn)動(dòng)的組合狀況，其傳動(dòng)方式也是多種多樣的。12342.1a)為外循環(huán)方式b)為內(nèi)循環(huán)方式1-2-3-4-反向器4.14.1續(xù)填滿(mǎn)滾珠作為中間體的螺旋傳動(dòng)。其工作原理如下：2(1)331(2)作直線運(yùn)動(dòng)。為了防止?jié)L珠沿螺紋滾道滾出，在螺母上設(shè)有滾珠循環(huán)返回裝置(返向器)4，構(gòu)成一個(gè)封閉的滾珠循環(huán)通道。借助于這個(gè)返回裝置，可以使?jié)L珠沿滾道面運(yùn)動(dòng)后，經(jīng)通道自動(dòng)地返回到其工作的入口處，從而使?jié)L珠能在螺紋滾道上連續(xù)不斷地參與工作。為了消退間隙和提高傳動(dòng)精度及剛度，滾珠螺母常由兩段組成。滾珠絲杠副除了上述四個(gè)部格外，還要有擦拭器，擦拭器將異物從滾珠絲杠內(nèi)部的關(guān)鍵部件中去除掉，并確保有效潤(rùn)滑。在很多應(yīng)用場(chǎng)合，擦拭器可延長(zhǎng)滾珠絲杠的壽命并提高機(jī)械的牢靠性。擦拭器可安裝在滾珠絲杠的外部或內(nèi)部。54.1.1.2滾珠絲杠副作為精度高的傳動(dòng)元件在周密機(jī)床、數(shù)控機(jī)床上得到廣泛的應(yīng)用，在機(jī)械工業(yè)、交通運(yùn)輸、航天航空、軍工產(chǎn)品等各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用的很普遍，可用作周密定位自動(dòng)掌握、動(dòng)力傳遞和運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換。滾珠絲杠副傳動(dòng)與滑動(dòng)絲杠傳動(dòng)相比其主要特點(diǎn)是：0.9～0.98，2～31/2～3/4，有利于主機(jī)的小型化及減輕勞動(dòng)強(qiáng)度；摩擦力矩小，接觸剛度高，使溫升熱變形減小，有利于改善主機(jī)的動(dòng)態(tài)性能和提高工作精度；3.工作壽命長(zhǎng)。平均可達(dá)滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的10倍左右；4.傳動(dòng)無(wú)間隙，無(wú)爬行，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，傳動(dòng)精度高；具有很好的高速性能，其臨界轉(zhuǎn)速之dn〔dmm；n速，r/min〕40000120r/min具有傳動(dòng)的可逆性。既可以把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，也可以把直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)檗D(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，且逆?zhèn)鲃?dòng)效率與正傳動(dòng)效率相近；已經(jīng)實(shí)現(xiàn)系列尺寸標(biāo)準(zhǔn)化，并消滅了冷軋滾珠絲杠，供給了多用途廉價(jià)產(chǎn)品，應(yīng)用于精度要求高的場(chǎng)合，節(jié)能并延長(zhǎng)壽命；8.不能自鎖；9.抗沖擊震驚性能較差；10.承受軸向載荷的力量差；11.構(gòu)造較簡(jiǎn)單，本錢(qián)較高(但構(gòu)造比靜壓螺旋簡(jiǎn)潔且修理便利)；12.有專(zhuān)業(yè)廠生產(chǎn)，選用配套便利。4.1.2對(duì)于滾珠絲杠，除螺紋滾道截面的外形不同外，各種類(lèi)型的滾珠絲杠的構(gòu)造根本一樣。滾珠螺母的構(gòu)造主要與滾道的循環(huán)方式及預(yù)緊方式有關(guān)，且循環(huán)方式對(duì)滾珠螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)、制造、精度、壽命、本錢(qián)及軸隙調(diào)整均有重要影響，對(duì)滾珠流暢性能更有直接關(guān)系。6單圓弧形雙圓弧形4.2單圓弧滾道截面〔4.2a〕的特點(diǎn)是磨削滾道的砂輪成型便利，容易獲得較高的精度，滾道與滾子的接觸角隨初始間隙和軸向力大小而變化，不易掌握，因而起傳動(dòng)效率、承載力量和軸向剛度均不夠穩(wěn)定，影響傳動(dòng)精度。在施加較大的預(yù)緊力之前，絲杠剛度很低，消隙及預(yù)緊必需承受雙螺母。因此應(yīng)用較少。雙圓弧形滾道截面〔4.2b〕的特點(diǎn)是能保持肯定的接觸角，傳動(dòng)效率、承載力量和軸向剛度比較穩(wěn)定，但砂輪成型比較簡(jiǎn)單，不易獲得較高的加工精度，螺旋槽底部不與滾珠接觸，可存納肯定的潤(rùn)滑油與臟物，使磨損減小，對(duì)滾珠流暢有利。適用于雙螺母預(yù)緊和單螺母增大鋼球預(yù)緊，以消退軸向間隙。依據(jù)螺紋法向截面外形特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求選用雙圓弧形滾道截面。4.1.2.2環(huán)方式的選擇滾珠絲杠的循環(huán)方式有：外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)。外循環(huán)分插管式和螺旋槽式；內(nèi)循環(huán)分反向器式和端蓋式。內(nèi)循環(huán)使用反向器實(shí)現(xiàn)滾珠循環(huán)。在螺母的外側(cè)鉆孔，裝上連通相鄰滾道的返向器，迫使?jié)L珠越過(guò)螺紋牙頂進(jìn)入相鄰滾道。通常一個(gè)螺母上裝120°，4／3～7／3180°，軸向間隔為3／2個(gè)導(dǎo)程。返向器有兩種形式，圓柱凸鍵反向器與扁圓鑲塊返向器，兩種返向器相比，后者的尺寸較小，從而減小了螺母的徑向尺寸，縮短了軸向尺寸，但這種返向器構(gòu)造簡(jiǎn)單，制造困難，且不能用于多頭螺紋傳動(dòng)。在滾珠的循環(huán)中，滾珠在進(jìn)入與離開(kāi)循環(huán)返向裝置時(shí)，簡(jiǎn)潔產(chǎn)生較大的阻力，而且滾珠在返向滾道中的運(yùn)動(dòng)多屬于前珠推后珠的滑移運(yùn)動(dòng)。很少有滾動(dòng)，因而滾珠在返向裝置中的摩擦力在整個(gè)滾珠絲杠副的摩擦力中，所占的比重較大，而不同的循環(huán)返向裝置由于回珠通道連接與運(yùn)動(dòng)的不同，以及回珠曲線的差異，比重也有所不同。內(nèi)循環(huán)構(gòu)造，反向器尺寸，承載的鋼球數(shù)削減，鋼球高速時(shí)流暢性差，1/3～1/4。在預(yù)緊時(shí)，預(yù)緊力矩上升平緩。構(gòu)造緊湊，剛性好，使用牢靠，工7作壽命長(zhǎng)，但工藝性差，制造本錢(qián)高。適用于各種高靈敏、高剛度的周密定位系統(tǒng)。重載荷、多頭螺紋、大導(dǎo)程不宜承受。外循環(huán)是在螺母體上軸向相隔數(shù)個(gè)半導(dǎo)程處鉆兩個(gè)孔，孔與螺旋槽相切，作為滾珠的進(jìn)口與出口，再在螺母的外外表上銑出回珠槽并溝通兩孔，并在兩孔處裝上擋珠器，以回珠管相連，形成一個(gè)封閉的循環(huán)滾道，這種構(gòu)造制造簡(jiǎn)潔，使用廣泛。但滾道與擋珠器的接縫處，難以作的平滑，影響滾珠滾動(dòng)的平穩(wěn)性，并產(chǎn)生噪聲。外插管式構(gòu)造簡(jiǎn)潔，工藝性?xún)?yōu)良，承載力量大，不受導(dǎo)程掌握，適合成批生產(chǎn)?；刂楣芸稍O(shè)計(jì)，制造成抱負(fù)的運(yùn)動(dòng)通道。滾珠循環(huán)鏈較長(zhǎng)，但軸向排列緊湊，軸向尺寸小，螺母協(xié)作外徑較小，制造本錢(qián)低。適用于重型載荷、高速運(yùn)動(dòng)幾周密定位系統(tǒng)，在大導(dǎo)程、多頭螺紋中顯示出其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于滾珠絲杠副在高速轉(zhuǎn)動(dòng)的狀況下要求鋼球的流暢性好，宜承受大導(dǎo)程螺紋。同時(shí)考慮到節(jié)約本錢(qián)，本試驗(yàn)臺(tái)擬承受內(nèi)循環(huán)插管式導(dǎo)珠管埋入式大導(dǎo)程滾珠絲杠。4.1.2.3為了一般來(lái)說(shuō)，一根軸需要有兩個(gè)支點(diǎn)，每個(gè)支點(diǎn)可由一個(gè)或者一個(gè)以上的軸承組成。合理的支承形式應(yīng)考慮軸在可及其中有正確的位置，防止軸向竄動(dòng)以及軸承受熱膨脹后不致將軸承卡死等因素。滿(mǎn)足高精度、高剛度進(jìn)給系統(tǒng)的需要，除了應(yīng)承受高精度、高剛度的滾珠絲杠副外，還必需充分重視支承的設(shè)計(jì)。滾珠絲杠承受兩端固定支承比一端固定一端自由有更大的安全性和6～7(3～4端固定支承方式，并保證兩端支承座孔和螺母座孔的精度和同軸度。兩端固定支承方式的特點(diǎn)是：1)需保持螺母與兩端支承同軸，故構(gòu)造簡(jiǎn)單，工藝教困難；2)軸向剛43)絲杠一般不會(huì)受壓，無(wú)壓桿穩(wěn)定問(wèn)題，固有頻率比一端固定要高可以預(yù)拉伸，預(yù)拉伸后可削減絲杠自重的下垂和補(bǔ)償熱膨脹，但需要一套預(yù)拉伸的機(jī)構(gòu)，構(gòu)造及工藝都比較簡(jiǎn)單要進(jìn)展預(yù)拉伸的絲杠，其目標(biāo)行程應(yīng)略小于公稱(chēng)行程，減小量等于6)適用于對(duì)剛度和位移精度要求高的場(chǎng)合，適用于較長(zhǎng)的絲杠安7)絲杠的靜態(tài)穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性最高，適用于高速回轉(zhuǎn)支承形式如2.38FLcF4.34.1.2.41、滾珠螺母預(yù)緊的類(lèi)型滾珠絲杠副除了對(duì)本身單方向的進(jìn)給精度有要求外，對(duì)其軸向間隙也有嚴(yán)格的要求，以保證反向傳動(dòng)精度，滾珠絲杠副的軸向間隙，會(huì)造成滾珠絲杠副起動(dòng)、停頓，以及受沖擊載荷時(shí)運(yùn)動(dòng)的不穩(wěn)定，反向時(shí)有空行程，影響傳動(dòng)精度與定位精度，滾珠絲杠副的軸向間隙，是負(fù)載的滾珠與滾道型面接觸點(diǎn)的彈性變形所引起的螺母位移量與螺母原有間隙的總和。要做到完全消退間隙是比較困難的，通常承受雙螺母預(yù)緊的方法，把彈性變形量掌握在最小限度內(nèi)。目前制造的外循環(huán)單螺母的軸向間隙較大，而雙螺母經(jīng)過(guò)預(yù)緊后，根本上能消退軸向間隙。應(yīng)用此構(gòu)造時(shí)，應(yīng)留意通過(guò)預(yù)緊力產(chǎn)生預(yù)拉變形以削減彈性變形所引起的位移時(shí)，該預(yù)緊力不能太大，否則會(huì)引起驅(qū)動(dòng)力矩較大，傳動(dòng)效率降低，使用壽命縮短。由于雙螺母構(gòu)造預(yù)緊力的施加是通過(guò)調(diào)整兩個(gè)螺母之間的軸向位置。使兩螺母中的滾珠在承受工作載荷前，分別與絲杠滾道的兩個(gè)不同側(cè)面接觸。只使?jié)L珠和滾道圓弧面間產(chǎn)生肯定的接觸壓力-得到肯定的預(yù)變形。通過(guò)產(chǎn)生預(yù)變形，就可到達(dá)消退軸向間隙，提高滾珠絲杠副的軸向剛度的目的。目前，依據(jù)使兩個(gè)螺母產(chǎn)生軸向位置變化方法的不同，有多種調(diào)整預(yù)緊方式，如墊片調(diào)隙式、螺紋調(diào)隙式、齒差調(diào)隙式、對(duì)旋調(diào)隙式。其特點(diǎn)如下：(1)墊片調(diào)隙式通常用螺釘來(lái)連接滾珠絲杠副兩個(gè)螺母的凸緣，并在凸緣間加墊片，通過(guò)調(diào)整墊片的厚度，來(lái)使螺母產(chǎn)生軸向位移，以到達(dá)消退間隙與產(chǎn)生預(yù)緊力的目的。這種構(gòu)造需要修磨墊片厚度，使螺母產(chǎn)生軸向位移。分別有拉伸預(yù)緊和壓縮預(yù)緊兩種預(yù)緊方式，前者承受較多。這種構(gòu)造的特點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)潔，牢靠性好，剛度好及裝卸便利，但調(diào)整費(fèi)事，并且在工作中不能隨便調(diào)整。除非更換厚度不同的墊片。軸向剛性好，預(yù)緊牢靠，軸向尺寸適中，工藝性好,預(yù)緊牢靠，不行調(diào)整，軸向尺寸適中，工藝性好，滾道有磨損時(shí)不能隨時(shí)消退間隙和進(jìn)展預(yù)緊。適用于高強(qiáng)度、重載荷9的傳動(dòng)，目前應(yīng)用最廣泛。(2)螺紋調(diào)隙式雙螺母中的一個(gè)螺母的外端有凸緣而另一個(gè)沒(méi)有凸緣而制有螺紋，它伸出套筒外，并用兩個(gè)圓螺母固定這。旋轉(zhuǎn)圓螺母時(shí)，即可消退間隙，并可產(chǎn)生預(yù)拉緊力。調(diào)整好后，再用另一個(gè)圓螺母把它鎖緊。通常調(diào)整端部的圓螺母，使?jié)L珠絲杠螺母產(chǎn)生軸向位移，構(gòu)造簡(jiǎn)潔、緊湊，工作牢靠，滾道磨損時(shí)，可隨時(shí)調(diào)整，但預(yù)緊不準(zhǔn)確，應(yīng)用普遍?？梢哉{(diào)整預(yù)緊力，但不能實(shí)現(xiàn)定量調(diào)整，螺母軸向尺寸大，適用于不需要準(zhǔn)確預(yù)加載荷且用戶(hù)自調(diào)的場(chǎng)合。雙螺母調(diào)整的特點(diǎn)是，構(gòu)造緊湊，調(diào)整便利，故應(yīng)用廣泛，但雙螺母調(diào)整間隙不很準(zhǔn)確。(3)齒差調(diào)隙式在兩個(gè)螺母的凸緣上分別有圓柱齒輪，兩者相差一個(gè)齒，并裝入內(nèi)齒圈中，內(nèi)齒圈釘或定位銷(xiāo)固定在套簡(jiǎn)上。調(diào)整時(shí)，先取下兩端的內(nèi)齒圈，當(dāng)兩個(gè)滾珠螺母相對(duì)于套簡(jiǎn)同方向轉(zhuǎn)動(dòng)一樣齒數(shù)時(shí)，一個(gè)滾珠螺母相對(duì)于另一個(gè)滾珠螺母產(chǎn)生相對(duì)角位移，從而使?jié)L珠螺母相對(duì)于滾珠絲杠副的螺旋滾道產(chǎn)生相對(duì)位移，到達(dá)消退間隙并施加預(yù)緊力的目的。設(shè)滾珠絲杠副的螺距導(dǎo)程為P，兩側(cè)的內(nèi)齒輪齒數(shù)分別為Z1、Z2，如兩齒沿同一方向各轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒時(shí)，其軸向位移量為eP/Z1Z2。齒差式調(diào)隙調(diào)整間隙，調(diào)整準(zhǔn)確，但構(gòu)造尺寸大，裝配比較簡(jiǎn)單，使用于高精度的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。對(duì)旋調(diào)隙式原理與齒差式一樣，將兩個(gè)螺母相互反方向預(yù)緊，使兩個(gè)螺母滾道接觸點(diǎn)產(chǎn)生相對(duì)軸向位移。只能進(jìn)展壓縮預(yù)緊。不用拆卸螺母就可以進(jìn)展調(diào)整，便利、省事、在雙螺母預(yù)緊構(gòu)造中對(duì)旋的軸向尺寸最小。預(yù)緊調(diào)整后，在中間隔圈配打放松定位銷(xiāo)。除了上述的四種雙螺母加預(yù)緊力的方式外，還有單螺母變導(dǎo)程自預(yù)緊〔在一個(gè)螺母體內(nèi)將兩個(gè)閉式滾珠鏈中間過(guò)渡區(qū)域內(nèi)〔