滚珠丝杠副基础知识

滚珠丝杠副的防尘与润滑为防止灰尘、污物、铁屑等杂物进入丝杠螺母内，在丝杠轴上应安装防护装置，如螺旋式弹簧保护套，折叠式保护套等，避免丝杠损坏，丝杠出厂时已在螺母两端安装防尘圈。

为滚珠丝杠副的正常工作，延长使用寿命，对滚珠丝杠副必须考虑充分润滑，已在螺母法兰外圆上考虑润滑油孔，供顾客使用。

对于中载，中速滚珠丝杠副滚珠丝杠副，可采用锂基润滑脂或20号、30号机油润滑。

对于重载高速滚珠丝杠副，可采用NBU15高速润滑油，90号，180号透平油。

对于温升要求较严的场合，可采用喷雾润滑。

对于高温，高寒使用的滚珠丝杠副，可采用高温、高寒润滑油，以滚珠丝杠副在特殊情况下的正常使用。

滚珠丝杠副的使用注意事项1、在安装外循环滚珠丝杠副时，严禁敲击和拆御导管，以免造成钢球堵塞，运动不流畅。

2、在安装和使用时，要防止螺母脱离丝杠表面，因为螺母一旦脱离滚珠将散落，此时滚珠丝杠副不能正常工作，严重时会引起设备事故，因此在主机上必须配置防止螺母脱出的超程保护装置，尤其是在高速运转的场合。

3、在安装滚珠丝杠副时，两端支承座孔与螺母孔要调整到“三点同心”的状态，不允许在不同心的状态下强迫安装。

4、由于滚珠丝杠副的传动效率在90%以上，不能自锁，在需要自锁的场合，必须在丝杠轴上配置相应的自锁装置。

5、为了使用滚珠丝杠副运转灵活，延长使用寿命，必须考虑充足的润滑条件。

6、除滚珠丝杠副本身防尘圈外，外露的丝杠上也应安装防护装置，以免灰尘，杂物进入丝杠副。

7、在内循环系列滚珠丝杠副中，当必须将螺母脱出时，可在丝杠轴径上装一个外径略小于丝杠螺纹滚道小径的辅助套筒，以便于旋出螺母时，钢球不至于散落。

8、滚珠丝杠副应由专业人员装配、维修，用户在必要时应向厂家联系。

滚珠丝杠的结构和原理文章来源：济宁欧特精密机械有限公司访问商铺添加人：ljwgdmy 添加时间：2009-7-6滚珠丝杠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。

滚珠丝杠的结构：滚珠丝杠副的结构传统分为内循环结构(以圆形反向器和椭圆形反向器为代表)和外循环结构(以插管为代表)两种。

这两种结构也是最常用的结构。

这两种结构性能没有本质区别，只是内循环结构安装连接尺寸小；外循环结构安装连接尺寸大。

目前，滚珠丝杠副的结构已有10多种，但比较常用的主要有：内循环结构；外循环结构；端盖结构；盖板结构。

滚珠丝杠原理：1、按照国标GB/T17587.3-1998及应用实例，滚珠丝杠（目前已基本取代梯形丝杆，已俗称丝杆）是用来将旋转运动转化为直线运动；或将直线运动转化为旋转运动的执行元件，并具有传动效率高，定位准确等2、当滚珠丝杠作为主动体时，螺母就会随丝杆的转动角度按照对应规格的导程转化成直线运动，被动工件可以通过螺母座和螺母连接，从而实现对应的直线运动。

滚珠丝杠的特点：1、与滑动丝杠副相比驱动力矩为1/3滚珠丝杆的丝杠轴与丝母之间有很多滚珠在做滚动运动,所以能得到较高的运动效率。

与过去的滑动丝杠副相比驱动力矩达到1/3以下,即达到同样运动结果所需的动力为使用滚动丝杠副的1/3。

在省电方面很有帮助。

2、高精度的保证滚珠丝杆是用日本制造的世界最高水平的机械设备连贯生产出来的，特别是在研削、组装、检查各工序的工厂环境方面,对温度·湿度进行了严格的控制,由于完善的品质管理体制使精度得以充分保证。

3、微进给可能滚珠丝杆由于是利用滚珠运动,所以启动力矩极小,不会出现滑动运动那样的爬行现象,能保证实现精确的微进给。

4、无侧隙、刚性高滚珠丝杆可以加予压,由于予压力可使轴向间隙达到负值,进而得到较高的刚性(滚珠丝杠内通过给滚珠加予压力,在实际用于机械装置等时,由于滚珠的斥力可使丝母部的刚性增强)。

滚珠丝杠基础知识(上)来源: 微小型轴承网 2006-4-19 8:52:001 滚珠丝杠公称直径与公称导程组合、制造范围3 滚珠丝杠副的结构类型、编号方法5 滚珠丝杠副的精度5.1 精密等级根据使用范围及要求将滚珠丝杠副分为定位滚珠丝杠幅(P)传动滚珠丝杠副(T)，精度分为七个等级，即1、2、3、4、5、6、7、10级，1级精度最高，依次降低。

5.2行程偏差和行程变动量根据滚珠丝杠副类型按下表检验5.2.1 有效行程内的行程偏差ep与行程变动量VUP:有效行程是有精度要求的行程长度LULu=Lx+2La+LnLa安全行程La=(1-2)ph Lx机械最大行程Ln螺母的长度ph公称导程E1-E2按国家标准GB/T17857.3-1998，“滚珠丝杠副的验收条件和验收检验”。

见附表1。

5.2.2 300mm行程内与2π弧度行程内行程变动量V300P与V2 π pE3-E4按国家标准GB/T17857.3-1998，“滚珠丝杠副的验收条件和验收检验”。

见附表1续。

5.2.3 余程Le余程是没有精度要求的行程长度。

余程表66 行程补偿值C6.1 滚珠丝杠的热变形将导致长度、定位精度变化，热变形可由下式给出：δt=α*△t*Lu (公式1)α-热膨胀系数(12.0*10-6)△t -温升(一般取2-4℃)Lu-有效行程(Lu=Lx+2La+Ln)或Lu=L1-2LeL1-螺纹全长Le-余程Le见表66.2 目标行程Phs为了补偿由于热膨胀或弹性变形引起的丝杠长度变化，将滚珠丝杠的导程制造得稍大于或小于公称导程，着根据实际需要提出得含有方向目标要求的导程叫目标导程。

目标导程乘以丝杠上的有效圈数叫目标行程。

6.3 目标偏差C目标行程和公称行程之差叫行程偏差C，为了补偿热变形的影响，行程偏差C=δt(δt见公式1)并为负值。

6.4 丝杠的预拉伸力规定了行程偏差C的滚珠丝杠副，在采用固定-固定安装方式时，还可以采用丝杠预拉伸的方法来进一步补偿热变形，预拉伸力Ft:Ft=δt*A*E/ Lu=α*△t*E*(πd22/4)(公式2)E-弹性模量2.1×105Mpa(即2.1×105N/mm2)d2-丝杠底径(mm)△t-温升(一般取2-4℃)7 基本额定载荷及寿命7.1 轴向基本额定静载荷Coa 滚珠丝杠副在承受最大接触应力处产生不大于0.000 1倍的钢球直径的永久变形时，所能承受的最大轴向载荷。

滚珠丝杠基础知识上来源: 2006-4-19 8:52:001 滚珠丝杠公称直径与公称导程组合、制造范围3 滚珠丝杠副的结构类型、编号方法5 滚珠丝杠副的精度精密等级根据使用范围及要求将滚珠丝杠副分为定位滚珠丝杠幅P传动滚珠丝杠副T,精度分为七个等级,即1、2、3、4、5、6、7、10级,1级精度最高,依次降低;行程偏差和行程变动量根据滚珠丝杠副类型按下表检验有效行程内的行程偏差ep与行程变动量VUP:有效行程是有精度要求的行程长度LULu=Lx+2La+LnLa安全行程La=1-2ph Lx机械最大行程Ln螺母的长度ph公称导程E1-E2按国家标准GB/,“滚珠丝杠副的验收条件和验收检验”;见附表1;300mm行程内与2π弧度行程内行程变动量V300P与V2 π pE3-E4按国家标准GB/,“滚珠丝杠副的验收条件和验收检验”;见附表1续;余程Le余程是没有精度要求的行程长度;余程表66 行程补偿值C滚珠丝杠的热变形将导致长度、定位精度变化,热变形可由下式给出：δt=α△tLu 公式1α-热膨胀系数10-6△t -温升一般取2-4℃Lu-有效行程Lu=Lx+2La+Ln或Lu=L1-2LeL1-螺纹全长Le-余程Le见表6目标行程Phs为了补偿由于热膨胀或弹性变形引起的丝杠长度变化,将滚珠丝杠的导程制造得稍大于或小于公称导程,着根据实际需要提出得含有方向目标要求的导程叫目标导程;目标导程乘以丝杠上的有效圈数叫目标行程;目标偏差C目标行程和公称行程之差叫行程偏差C,为了补偿热变形的影响,行程偏差C=δtδt见公式1并为负值;丝杠的预拉伸力规定了行程偏差C的滚珠丝杠副,在采用固定-固定安装方式时,还可以采用丝杠预拉伸的方法来进一步补偿热变形,预拉伸力Ft:Ft=δtAE/ Lu=α△tEπd22/4公式2E-弹性模量×105Mpa即×105N/mm2d2-丝杠底径mm△t-温升一般取2-4℃7 基本额定载荷及寿命轴向基本额定静载荷Coa 滚珠丝杠副在承受最大接触应力处产生不大于倍的钢球直径的永久变形时,所能承受的最大轴向载荷;轴向基本额定载荷Ca：一组相当数量相同参数的滚珠丝杠副,在相同的条件下,运转106转时,90%的滚珠丝杠副的螺纹滚道的表面或钢球的表面不发生疲劳点蚀所能承受的最大轴向载荷;Coa和Ca在样本中已经给出,可以查找选用预期寿命Lh –用预期运行时间表示hLs –用预期运行距离表示km直径偏大,而不经济;故通常推荐Lh按表7选择;滚珠丝杠副的当量载荷Fm及当量转速nm：滚珠丝杠副在转速n1 n2……ni条件下,工作时间分别是t1t2……ti所受载荷分别是F1 F2 (i)额定动载荷下限值的Cam计算：滚珠丝杠副在当量载荷Fm及当量转速nm条件下运转,达到预期寿命Lh或Ls时所能承受的最大轴向载荷Cam,设计时选用滚珠丝杠副的Ca≥Cam按滚珠丝杠副的预期工作时间Lh计算：N公式5或按滚珠丝杠副的预期运行距离Ls计算：N公式6fa 为精度系数,根据预定的精度按表8选取：fw 为载荷系数,按表9选取：额定静载荷下限值Coam计算：Coa≥Coam=fsFmax公式7Fs 安全系数;一般为,有冲击、震动的运动Fmax是外加在滚珠丝杠副上的最大轴向载荷8 滚珠丝杠副安装部位的形位公差图2E5-E11见国家标准GB/,“滚珠丝杠副的验收条件和验收检验”;见附表2;9 滚珠丝杠副的预紧与轴向接触刚性预紧的目的预紧就是在滚珠丝杠副内,预先施加轴向载荷Fp;图3是外加轴向载荷Fa和滚珠之间轴向弹性变形δ的关系曲线,曲线1为无预紧状态,曲线2为有预紧状态,Fp是相当于预紧力大小的外加轴向载荷;表10是有或无预紧的情况下,滚珠丝杠副在承受不同的外加轴向载荷Fa时,滚道与滚珠之间轴向弹性变形δ;由表10可见预紧的目的时,消除滚珠丝杠副的轴向间隙,提高滚珠丝杠副的轴向接触刚性K,并且在外加轴向载荷小于3倍预紧力的情况下,轴向刚性K是常数但Fa>3F p后,予压消失图3预紧的方式滚珠丝杠副的轴向接触刚性K样本上给出的刚度值仅考虑滚道与滚珠之间的轴向变形,不考虑螺母本身及丝杠本身的变形;不预紧的滚珠丝杠副的轴向接触刚性Ka由于其轴向刚性是随外加轴向载荷Fa增大而增大的,所以样本中规定不预紧的滚珠丝杠副轴向接触刚性,是外加轴向载荷等于时的轴向接触刚性值,当实际施加的外加载荷Fa不等于时,对应的轴向接触刚度Ka按下式计算：Ka=KFa/1/3 N/μm 公式8K-样本上的刚度值N/μmCa-样本上的额定载荷NFa-实际工作施加的动载荷N预紧滚珠丝杠副的轴向接触刚性KaKa随着预紧力Fp的增大而增大,在滚珠丝杠副承受最大轴向载荷Fmax≤3Fp 范围内Ka是一个常数,但预紧力Fp太大,会导致发热量增加,寿命减少;所以预紧力Fp按Fp=Fmax/3选取,并大致符合表12要求,当Fmax不知道时,推荐按表12选用;样本中预紧滚珠丝杠副的轴向接触刚度K按预紧力Fp=给出增大滚珠直径预紧按F p=给出,当预紧力Fp不是样本上的数值时,Ka也与样本上的数值不同;此时Ka可按下式计算Ka=KFp/εCa1/3 公式9ε=增大滚珠直径预紧时ε=Fp-滚珠丝杠副的预紧力NCa-样本上的额定动载荷N10 滚珠丝杠副的转矩理论动态预紧转矩Tpo:有预加载荷的滚珠丝杠副,在没有外加载荷的情况下,丝杠与螺母相对连续转动所需力矩不包含螺母两端密封件的摩擦力矩Tpo=10-3FpPh/2π1-η2/η Nm 公式10Fp-轴向预加载荷NPh-导程mmη-传动效率精度：级取η=,级取η=,级取η=最大动态预紧转矩Tpmax:丝杠与螺母相对连续转动时,实际动态预紧矩以理论动态预紧转矩为中心上下波动,允许的波动范围ΔTp称动态预紧转矩公差,ΔTp见国家标准GB/,“滚珠丝杠副的验收条件和验收检验”;见附表2续E12;Tpmax=Tpo×1+ΔTpNm公式11正传动转矩将回转运动转变为直线运动称正传动;Ta=10-3 FaPh/2πη1Nm公式12Ta-加在滚珠丝杠副上的驱动力矩η1-正传动效率Fa-滚珠丝杠副承受的轴向载荷N逆传动转矩将直线运动转化为回转运动称为逆传动;Tb=10-3 FaPhη2/2πNm公式13Tb-加在滚珠丝杠副上防逆转动的力矩η2-逆传动的效率滚珠丝杠副的安装方式安装方式对滚珠丝杠副承载能力,刚性及最高转速有很大影响;常见安装方式有以下四种情况见图41固定-自由；2支承-游动3固定-固定图中以左端轴承作轴向定位,各符号的意义见表13 2支承——游动3固定——游动4固定——固定图中设b1≥b2< span>滚珠丝杠基础知识下来源: 2006-4-19 8:52:00滚珠丝杠副的传动系统的轴向刚性滚珠丝杠副传动系统的刚性包括轴向刚性及扭转刚性;扭转刚性与丝杠联轴器、传动齿轮、电机及控制系统有关,由于扭转刚性对定位精度的影响比轴向刚性的影响小的多,一般设计时就忽略,在高精度定位传动设计需要考虑时,欢迎咨询;滚珠丝杠副传动系统的轴向弹性定位δf与滚珠丝杠副传动系统的轴向刚性Kf关系如下：δf=Fa/Kf 公式141/ Kf=1/KS+1/KN+1/KB+1KH 公式15δf-滚珠丝杠副传动系统的弹性位移μFa-滚珠丝杠副承受的轴向载荷NKf-滚珠丝杠副承受的轴向刚性N/μKS-丝杠的轴向刚性N/μKN-螺母的轴向刚性N/μKB-支撑轴承的轴向刚性N/μKH-螺母安装座及轴承座的轴向刚性N/μ丝杠的轴向刚性KS丝杠的轴向刚性KS与丝杠的安装方式有关,并且随螺母在丝杠上的位置a变化而变化;如固定-自由、支承-游动、固定-游动安装方式中,在a=L2的KS达最大,在a=L3时KS达最小,a是螺母到丝杠轴向位置定位轴承处的距离;按照丝杠的安装方式不同,对实心丝杠有以下分析：丝杠安装方式图4中固定--自由、固定--游动、支承--游动KS=πd22E×10-3/4a= d22×102/a N/μm公式16Ksmin= d22×102/L3 N/μm公式17Ksmax= d22×102/L2 N/μm公式18安装方式图4中固定--固定、固定--游动、支承--游动KS=πd22ELz×10-3/4aLz-a= d22Lz×102/4aLz-a N/μm公式19 Ksmin= d22×102/ Lz N/μm公式20Ksmax= d22Lz×102/4L5Lz-L5 N/μm公式21式中：d2-滚珠丝杠螺纹底径mmE-弹性模量×105Mpa即×105N/min2L2、L3、Lz、L5见表13,单位mm螺母的轴向刚性Kn样本上滚珠丝杠副的轴向刚性K值,仅考虑了滚珠与滚道的包括丝杠的滚道之间在承受轴向载荷后的弹性变形,未考虑到螺母本体也有变形,在螺母本体尺寸基本符合样本情况下Kn= N/μm公式22Ka按公式8或9计算支承轴承的轴向刚性KBKB也与滚珠丝杠的支承方式有关对固定--自由、固定--游动、支承--游动的安装方式KB等于固定端-对轴承组的刚度Kb1即KB=Kb1 N/μm公式23对固定--固定的安装方式KB = Kb1+ Kb2 N/μm公式24Kb1、Kb2分别式左右两端轴承组的刚度,可以查阅轴承手册得到螺母座及轴承安装座的轴向刚性KH在机构设计时,注意加强此处刚性;就可忽略的KH影响;滚珠丝杠副传动系统的轴向刚性Kf对位置精度的影响;Kf引起的正反向间隙δxδx=2F0/Kfmin=2F0/1/Ksmin+1/Kn+1/KB≤δsμm 公式25δs机床或机械规定的正反向间隙或失动量Kf引起的最大行程范围内的定位误差δdδd=F01/ Ksmin -1/ Ksmaxs μm 公式26δd≤δs-Vu μm 公式27δg机床或机械规定的最大行程范围内的定位误差;滚珠丝杠副有效行程上的行程变动量见附表1Ksmin、Ksmaxs、Kn、KB见公式16—公式24估算P类滚珠丝杠副螺纹滚道允许的最小底径d2m比螺母刚性Kn低,比轴承刚性KB更低,所以在滚珠丝杠副的初步计算时,估算丝杠螺纹底径d2时,可不考虑螺母及轴承刚性,按下步骤：估算允许的滚珠丝杠最大弹性变形量δm按定位精度的1/4-1/5或正反向间隙又称反向死区或失动量的1/5-1/6中较小的值定为δmμm根据丝杠的安装方式来估算最小底径d2m安装方式：固定--自由、支承--游动、固定--游动安装方式：固定--固定上两式中:δm-允许的最大弹性变形量μmE-弹性模量×105N/mm2L3-螺母至固定端处最大距离mm见表13LZ-两端固定支承的距离mm见表13F0-为检测位置精度空运转时,作用在滚珠丝杠副上的轴向载荷N;一般F0≠Fmax 滚珠丝杠副的许用转速、Dn值滚珠丝杠副的许用转速滚珠丝杠副转速过高,会产生共振,影响正常运转,损坏机器,为确保不发生共振,所容许的最高转速nc：nmas-滚珠丝杠副的最高工作效率r/minα-安全系数α=E-弹性模量E=×105MpaI-丝杠剖面最小惯性转矩I=πd22/64d2-螺纹底径mmg-重力加速度r-材料比重r=×10-5Nmm3A-螺纹底径面积A=πd22/4mm2Lc-计算许用转速nc用的安装距离mm固定--自由、支承--游动、固定--游动安装方式中,Lc =L4见表13,固定--固定安装方式中Lc =L5见表13;λ、f-安装系数;见表14滚珠丝杠副的Dn值精密等级1-5级d0·nmax≤70000 公式31 精密等级7-10级d0·nmax≤50000 公式32 d0-滚珠丝杠的节圆直径mmnmax -滚珠丝杠副的最高转速r/min滚珠丝杠副的临界压缩载荷、强度计算滚珠丝杠副的临界压缩载荷Pc为保证丝杠的压杆稳定性,需要规定丝杠所能承受的最大的压缩载荷Pc;Fmax≤Pc=K1K2π2EI/Ly2=K1Kcd24×104/ Ly2 N 公式33Fmax -作用在滚珠丝杠副上的最大轴向压缩载荷E-弹性模量E=×105MpaI-丝杠剖面最小惯性转矩I=πd22/64d2-丝杠底径mmK1-安全系数;丝杠垂直安装K1=1/2,丝杠水平安装K1=1/3K2 、Kc-与丝杠支承型式有关的系数见表14Ly-计算临界压缩载荷Pc用的安装距离mm固定--自由、支承--游动、固定--游动安装方式中,Ly =L3 见表13,固定--固定安装方式中,Ly =L5 见表13;滚珠丝杠副的强度计算对安装间距比较小的传动T类滚珠丝杠副,需进行强度计算,所允许在滚珠丝杠副上最大轴向载荷FmaxFmax≤σA=115 d22N 公式34σ-许用应力σ=147MpaN/mm2A-螺纹底径面积A=πd22/4mm2d2-丝杠底径mm即mm公式35滚珠丝杠副设计使用中应注意的问题1为提高滚珠丝杠副的使用寿命和精度,应使作用在螺母上的合力通过丝杠轴心,以保证滚珠受力均匀,避免倾覆力;2放逆转：滚珠丝杠副传动逆效率高,应考虑在电机停电后,因部件自重而产生螺旋副的逆传动特别是在垂直方向上传动时,防止逆传动的方法可采用：停电自锁的电机、蜗轮蜗杆机构、离合器等方式;3滚珠丝杠副在行程两端应有行程保护装置,以防止越程后滚珠丝杠副受撞击而影响精度、使用寿命甚至损坏;4防止热变形：热变形对精密螺旋传动的定位精度有着重要的影响;其热源不单是螺旋副的摩擦热,还有其他机械部件工作时产生的热,致使丝杠热膨胀而伸长;为此必须分析热源的各因素,采用措施控制热源,还可以采用预拉伸、强制冷却等减少热变形对丝杠的伸长的影响;5细长而又水平放置的丝杠,因自重使轴线产生弯曲变形,是影响导程累积误差的因素之一,还会使螺母受载不均;设计细长丝杠时,应考虑防止或减小自重弯曲变形的措施;6防护与密封：尘埃和杂质进入滚道会妨碍滚动体运动流畅,会加速滚动体与滚道的磨损,使滚动螺旋副丧失精度;为此需要防尘措施;博特牌滚珠丝杠副在螺母两端已安装防尘圈若不需要安装请与我方联系,为避免丝杠外露,用户还需要为丝杠选择防护装置;7合理润滑是减小驱动转矩、提高传动效率、延长螺旋副使用寿命的重要环节;接触表面的油膜还有吸振、减小传动噪声和冲洗丝杠上的粉尘等杂物的作用;因此要注入润滑脂;在螺母上还有油孔,用户可旋入油嘴,再采用其他合适的润滑方式;8正确选择预紧力：我公司的滚珠丝杠副出厂时已经按要求调节好您所需要的预紧力,如果使用过程中有超程或需要拆卸请及时与我公司联系,以便从新调整安装;严禁自行拆卸滚珠丝杠副的各个部件,以免影响其精度;严禁敲击和拆卸导珠管,以免造成滚珠堵塞,运转不流畅;9建议采用适应于数控机床的大接触轴承以提高传动刚度;10用内循环滚珠丝杠副,必须使丝杠螺纹两端中至少有一端的滚珠螺纹是通牙,并该端所有外圆尺寸均小于丝杠螺纹底径d2,否则无法装配螺母;d2参看样本;11水平位置采用外循环滚珠丝杠副,最好是插管放置再丝杠轴线上面;12为便于丝杠加工,丝杠上最大外圆处的直径最好不要大于丝杠的外径d1d1参看样本;滚珠丝杠副的设计计算程序备注：1.程序2Ph≥IVmax/njI-传动比,电机直联丝杠时I=1nj-电机的最高转数Vmax-机械最高运转速度mm/min2. 程序3ni=Vi/Ph r/minVi-机械各级运行速度mm/minPh-已选定的丝杠导程mm3．程序7根据上面程序已计算出Ph,Ca的及d2的下限值,从样本中选滚珠丝杠副的型号规格;注意：从样本中所选滚珠丝杠副的Ca及d2不宜过大,否则会使滚珠丝杠副的转动惯量增大、驱动力矩增大,结构尺寸偏差,造成制造成本增高;设计计算程序如下：附表1、附表2。

滚珠丝杠副基础知识1. 什么是滚珠丝杠副？滚珠丝杠副是由丝杠，螺母，滚珠组成的机械元件。

其作用是将旋转运动转变为直线运动，或逆向由直线运动变为旋转运动。

丝杠、螺母之间用滚珠做滚动体。

2. 滚珠丝杠副有哪些特点？（1）传动效率高。

(达85%—98%)。

（2）灵敏度高。

（无颤动、无爬行，同步性好）。

（3）定位精度高。

(可以实现无间隙传动，刚度强，温升小)。

（4）使用寿命长。

（是普通滑动丝杠的4倍以上，磨损小，精度保持期长）。

（5）使用、润滑和维修方便、可靠。

（6）可逆向传动，不自锁。

（在垂直使用或需急停时，应附加自锁或制动装置）3. 螺纹滚道的单圆弧、双圆弧各有何特点？单圆弧的优点是无偏心，工艺上易获得，缺点是用于“T类”丝杠时轴向间隙大，运动滞后，若减小间隙，滚珠接触点低，受力差，加工时磨出“油槽”，测不准节圆（滚珠或测棒与滚道圆弧不相切）。

双圆弧避免了上述缺点，但工艺上难获得。

4. 双圆弧滚道有什么特点？主要是为了便于测准节圆。

5. 滚道底部的小圆弧起什么作用？此小圆弧熟称“油槽”，使用中可存油及容异物，加工中起工艺作用。

减少磨削径向力。

6. 什么是内循环、外循环滚珠丝杠副？它们是如何分类的？一般定义为：滚珠在循环中始终不脱离丝杠表面的为内循环，反之为外循环。

内循环有浮动（F）与固定（G）之分，外循环有螺旋槽（L）、插管（C）和端盖（DG）之分，其中插管式又有埋入式（CM）和凸出式（CT）之别。

相对来说，内循环滚珠丝杠副的螺母安装直径可以更紧凑，因此应用也最广泛。

7. 浮动内循环返向器有何特点？优点是：（1）流球通道为立体相切对称变曲率腔，技术含量高；（2）圆形孔工艺性好，螺母轴向距离小，外径尺寸紧凑；（3）凸筋既定位，又铲球，起双重作用；（4）型腔为半开空间隧道，流球顺畅，与丝杠外径不摩擦；（5）塑料制成，成本低，吸收振动，噪音小；（6）可在上下及圆周方向上微量浮动，经跑合后自动趋向最佳位置；（7）有效保护丝杠主体（滚珠脱落故障时，仅返向器损坏）；（8）直径适用范围广，还可用于双线（双头）螺纹；缺点是：（1）不耐高温（适用范围±60℃）；（2）丝杠滚道必须一端开通才可以装配。

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。

滚珠丝杠副的应用及特性滚珠丝杠副是由滚珠丝杠、滚珠、滚珠螺母和相关循环零件组成的以圆柱螺旋线为运动轨迹的传动部件。

用来将回转运动转化成直线运动（主要用途），或将直线运动转化成回转运动（大导程）。

广泛应用于数控机床、自动化设备、测量仪器、印刷包装机械、纺织机械、制药机械、玻璃机械以及其他需要精密路径定位的领域。

作为滚动摩擦的传动部件，它具有如下6点特性：1. 传动效率高滚珠丝杠副的传动效率高达90%～98%，为滑动丝杠副的2～4倍，能高效地将扭力转化为推力，或将推力转化为扭力。

2. 传动灵敏平稳滚珠丝杠副为点接触滚动摩擦，摩擦阻力小、灵敏度好、启动时无颤动、低速时无爬行，可μ级控制微量进给。

3. 定位精度高滚珠丝杠副传动过程中温升小、可预紧消除轴向游隙和初级弹性形变、可对丝杠进行预拉伸以补偿热伸长，故可获得较高的定位精度和重复定位精度。

4. 精度保持性好滚珠及滚道硬度达HRC58～63，滚道形状准确，滚动摩擦磨损极小，具有良好的精度保持性、可靠性和使用寿命。

5. 传动刚度高滚珠丝杠副内外滚道均为偏心转角双圆弧面、在滚道间隙极小的时也能灵活传动。

需要时加一定的预紧载荷则可消除轴向游隙和初级弹性形变以获得良好的刚性（此时使用寿命有所减少）。

6. 同步性能好滚珠丝杠副因具有导程精度高、灵敏度好的特点，在需要同步传动的场合，用几套相同导程的滚珠丝杠副可获得良好的同步性能。

滚珠直线导轨副的应用及特性滚珠直线导轨副是由直线导轨、滚珠、滚珠滑座和相关循环零件组成的精密直线导向部件。

拥有比直线轴承更高的额定负载，同时可以承受一定的扭矩，可在高负载的情况下实现高精度高随动性的直线运动导向。

由于其直线导向精度和机械效率高、可靠性和标准化程度好等特点，被广泛应用于数控机床、自动化设备、测量仪器、印刷包装机械、纺织机械、制药机械、玻璃机械以及其他需要精密直线导向的领域。

滚珠丝杠副的历史和趋势滚珠丝杠副早在19世纪末就已经被发明了，但受制于当时的制造水平，相当一段时间内未能实际应用。

⏹五、滚珠丝杠副的计算与选型⏹ 1. 最大工作载荷的计算最大工作载荷是指滚珠丝杠副在驱动工作台时所承受的最大轴向力，也叫进给牵引力。

它包括滚珠丝杠副的走刀抗力、移动部件的重力与作用在导轨上的切削分力所产生的摩擦力。

图3-20为车削外圆时拖板的受力情况，可以看出，拖板所受载荷与车削力存在以下对应关系：进给方向载荷= ，横向载荷= ，垂直载荷= 。

最大工作载荷的实验计算公式如表3-29所示。

表中，为进给方向载荷，为横向载荷，为垂直载荷，单位均为N；为移动部件总重力，单位为N；为考虑颠覆力矩影响时的试验系数；为导轨的摩擦系数。

⏹ 3. 规格型号的初选初选滚珠丝杠副的规格时，应使其额定动载荷≥。

当滚珠丝杠副在静态或低速状态下（≤10r/min）长时间承受工作载荷时，还应使其额定静载荷≥(2～3) 。

根据额定动载荷和额定静载荷，可从表3-31～表3-33中选择滚珠丝杠副的规格型号和有关参数。

要注意公称直径和导程应尽量选用优先组合，同时还要满足控制系统和伺服系统对导程的要求。

⏹ 4. 传动效率的计算滚珠丝杠副的传动效率一般在0.8～0.9之间，可由下式计算：＝(3-24)式中——丝杠的螺旋升角，由( / ) 算得；——摩擦角，一般取10′。

⏹ 5. 刚度的验算滚珠丝杠副的轴向变形将引起丝杠导程发生变化，从而影响定位精度和运动的平稳性。

轴向变形主要包括丝杠的拉伸或压缩变形、丝杠与螺母之间滚道的接触变形等。

⏹（1）丝杠的拉伸或压缩变形量在总变形量中占的比重较大，可按下式计算：＝±±(3-25)式中——丝杠的最大工作载荷，单位为N；——丝杠两端支承间的距离，单位为mm；——丝杠材料的弹性模量，钢＝2.1x105MPa；——丝杠按底径确定的截面积，单位为mm2；——转矩，单位为N·mm；——丝杠按底径确定的截面惯性矩（），单位为mm4。

其中，“+”号用于拉伸，“-”号用于压缩。

由于转矩一般较小，式中第2项在计算时可酌情忽略。