滚珠螺杆的应用方式
jic35导读：滚珠螺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。滚珠螺杆副有多种结构型式。按滚珠循环方式分为外循环和内循环两大类。外循环回珠器用插管式的较多，内循环回珠器用腰形槽嵌块式的较多。
按螺纹轨道的截面形状分为单圆弧和双圆弧两种截形。由于双圆弧截形轴向刚度大于单圆弧截形，因此目前普遍采用双圆弧截形的丝杠。
按预加负载形式分，可分为单螺母无预紧、单螺母变位导程预紧、单螺母加大钢球径向预紧、双螺母垫片预紧、双螺母差齿预紧、双螺母螺纹预紧。数控机床上常用双螺母垫片式预紧，其预紧力一般为轴向载荷的1/3。
滚珠螺杆与滑动杆螺母副比较有很多优点：传动效率高、灵敏度高、传动平稳：磨损小、寿命长；可消除轴向间隙，提高轴向刚度等。
二、滚珠螺杆在高速数控机床上的应用
高速加工是面向21世纪的一项*，它以率、高精度和高表面质量为基本特征，在航天航空、汽车工业、模具制造、光电工程和仪器仪表等行业中获得了越来越广泛的应用，并已取得了重大的技术经济效益，是当代*制造技术的重要组成部分。为了实现高速加工，首先要有高速数控机床。高速数控机床必须同时具有高速主轴系统和高速进给系统，才能实现材料切削过程的高速化。为了实现高速进给，国内外有关制造厂商不断采取措施，提高滚珠螺杆的高速性能。主要措施有：
（1）适当加大螺杆的转速、导程和螺纹头数。目前常用大导程滚珠螺杆名义直径与导程的匹配为：40mm×20mm，50mm×25mm，50mm×30mm等，其进给速度均可达到60m/min以上。为了提高滚珠丝杆的刚度和承载能力，大导程滚珠螺杆一般采用双头螺纹，以提高滚珠的有效承载圈数。
（2）改进结构，提高滚珠运动的流畅性。改进滚珠循环反向装置，优化回珠槽的曲线参数，采用三维造型的导珠管和回珠器，真正做到沿着内螺纹的导程角方向将滚珠引进螺母体中，使滚珠运动的方向与滚道相切而不是相交。这样可把冲击损耗和噪声减至zui小。
（3）采用“空心强冷”技术。高速滚珠螺杆在运行时由于摩擦产生高温，造成螺杆的热变形，直接影响高速机床的加工精度。采用“空心强冷”技术，就是将恒温切削液通入空心丝杆的孔中，对滚珠螺杆进行强制冷却，保持滚珠副温度的恒定。这个措施是提高中、大型滚珠螺杆高速性能和工作精度的有效途径。
（4）对于大行程的高速进给系统，可采用螺杆固定、螺母旋转的传动方式。此时，螺母一边转动、一边沿固定的螺杆作轴向移动，由于丝杆不动，可避免受临界转速的限制，避免了细长滚珠螺杆高速运转时出现的种种问题。螺母惯性小、运动灵活，可实现的转速高。
（5）进一步提高滚珠螺杆的制造质量。通过采用上述种种措施后，可在一定程度上克服传统滚珠螺杆存在的一些问题。其zui大快速移动速度可达60m/min，个别情况下甚至可达90m/min，加速度可达15m/s2。由于滚珠螺杆历史悠久、工艺成熟、应用广泛、成本较低，因此在中等载荷、进给速度要求并不十分高、行程范围不太大（小于4～5m）的一般高速加工中心和其他经济型高速数控机床上仍然经常被采用。
三、滚珠螺杆的安装
数控机床的进给系统要获得较高的传动刚度，除了加强滚珠螺杆螺母本身的刚度之外，滚珠螺杆正确的安装及其支承的结构刚度也是不可忽视的因素。螺母座及支承座都应具有足够的刚度和精度。通常都适当加大和机床结合部件的接触面积，以提高螺母座的局部刚度和接触强度，新设计的机床在工艺条件允许时常常把螺母座或支承座与机床本体做成整体来增大刚度。
为了提高支承的轴向刚度，选择适当的滚动轴承也是十分重要的。国内目前主要采用两种组合方式。一种是把向心轴承和圆锥轴承组合使用，其结构虽简单，但轴向刚度不足。另一种是把推力轴承或向心推力轴承和向心轴承组合使用，其轴向刚度有了提高，但增大了轴承的摩擦阻力和发热而且增加了轴承支架的结构尺寸。近年来国内外的轴承生产厂家已生产出一种滚珠螺杆轴承，这是一种能够承受很大轴向力的特殊向心推力球轴承，与一般的向心推力球轴承相比，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了两倍以上，而且使用极为方便，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。
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按预加负载形式分，可分为单螺母无预紧、单螺母变位导程预紧、单螺母加大钢球径向预紧、双螺母垫片预紧、双螺母差齿预紧、双螺母螺纹预紧。数控机床上常用双螺母垫片式预紧，其预紧力一般为轴向载荷的1/3。
滚珠螺杆与滑动杆螺母副比较有很多优点：传动效率高、灵敏度高、传动平稳：磨损小、寿命长；可消除轴向间隙，提高轴向刚度等。
二、滚珠螺杆在高速数控机床上的应用
高速加工是面向21世纪的一项*，它以率、高精度和高表面质量为基本特征，在航天航空、汽车工业、模具制造、光电工程和仪器仪表等行业中获得了越来越广泛的应用，并已取得了重大的技术经济效益，是当代*制造技术的重要组成部分。为了实现高速加工，首先要有高速数控机床。高速数控机床必须同时具有高速主轴系统和高速进给系统，才能实现材料切削过程的高速化。为了实现高速进给，国内外有关制造厂商不断采取措施，提高滚珠螺杆的高速性能。主要措施有：
（1）适当加大螺杆的转速、导程和螺纹头数。目前常用大导程滚珠螺杆名义直径与导程的匹配为：40mm×20mm，50mm×25mm，50mm×30mm等，其进给速度均可达到60m/min以上。为了提高滚珠丝杆的刚度和承载能力，大导程滚珠螺杆一般采用双头螺纹，以提高滚珠的有效承载圈数。
（2）改进结构，提高滚珠运动的流畅性。改进滚珠循环反向装置，优化回珠槽的曲线参数，采用三维造型的导珠管和回珠器，真正做到沿着内螺纹的导程角方向将滚珠引进螺母体中，使滚珠运动的方向与滚道相切而不是相交。这样可把冲击损耗和噪声减至zui小。
（3）采用“空心强冷”技术。高速滚珠螺杆在运行时由于摩擦产生高温，造成螺杆的热变形，直接影响高速机床的加工精度。采用“空心强冷”技术，就是将恒温切削液通入空心丝杆的孔中，对滚珠螺杆进行强制冷却，保持滚珠副温度的恒定。这个措施是提高中、大型滚珠螺杆高速性能和工作精度的有效途径。
（4）对于大行程的高速进给系统，可采用螺杆固定、螺母旋转的传动方式。此时，螺母一边转动、一边沿固定的螺杆作轴向移动，由于丝杆不动，可避免受临界转速的限制，避免了细长滚珠螺杆高速运转时出现的种种问题。螺母惯性小、运动灵活，可实现的转速高。
（5）进一步提高滚珠螺杆的制造质量。通过采用上述种种措施后，可在一定程度上克服传统滚珠螺杆存在的一些问题。其zui大快速移动速度可达60m/min，个别情况下甚至可达90m/min，加速度可达15m/s2。由于滚珠螺杆历史悠久、工艺成熟、应用广泛、成本较低，因此在中等载荷、进给速度要求并不十分高、行程范围不太大（小于4～5m）的一般高速加工中心和其他经济型高速数控机床上仍然经常被采用。
三、滚珠螺杆的安装
数控机床的进给系统要获得较高的传动刚度，除了加强滚珠螺杆螺母本身的刚度之外，滚珠螺杆正确的安装及其支承的结构刚度也是不可忽视的因素。螺母座及支承座都应具有足够的刚度和精度。通常都适当加大和机床结合部件的接触面积，以提高螺母座的局部刚度和接触强度，新设计的机床在工艺条件允许时常常把螺母座或支承座与机床本体做成整体来增大刚度。
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