滚珠丝杠
中文名称：滚珠丝杠
英文名称：ball screw shaft
定义：具有螺纹滚道的轴。
国际直线线科技股份有限公司
直得科技股份有限公司SBC公司滚动导轨
滚动导轨是在导轨面之间放置滚珠、滚柱、滚针等滚动体，使导轨面之间的滑动摩擦变成为滚动摩擦。[
与滑动导轨相比
优点：1、灵敏度高，且其动摩擦与静摩擦系数相差甚微，因而运动平稳，低速移动时不易出现爬行现象。
2、定位精度高，重复定位精度可达0.2μm。
3、摩擦阻力小，移动轻便，磨损小、精度保持性好。
缺点：滚动导轨的抗震性较差，对防护要求较高。
编辑本段适用场合
滚动导轨特别适用于机床的工作部件要求移动均匀、运动灵敏及定位精度高的场合。
深圳市威远精密技术有限公司
高组装无法兰螺纹型
三相交流异步电动机是一种将电能转化为机械能的电力拖动装置。
三相交流异步电动机的结构
三相交流异步电动机由两个基本部分组成：定子和转子。转子又右分为鼠笼式和线绕式两种。三相鼠笼式异步电动机的组成如下图所示。定子包括机座、定子铁芯、定子绕组和端盖等。机座常用铸铁制成。机座内装有用0.5mm厚的硅钢片叠成的筒形铁芯。片间互相绝缘以减少涡流损失。铁芯的内表面上分布有与轴平行的槽。槽内嵌放三相绕组。绕组与铁芯之间有良好的绝缘。定子绕组有三相，对称分布在定子铁芯上。三相绕组的起端分别用A,B,C表示，末端对应用X,Y,Z表示。绕组可以连接成星形或三角形。为了便于改变接线，三相绕组的六个端线都接在电动机外壳的接线盒上。如下图为绕组的星形与三角形接线。转子铁芯也是用0.5mm厚的硅钢片叠成的，压装在转轴上。转子冲片的形状如下图所示。钢片两面涂有绝缘漆以减小铁损。转子外表面有均匀分布的槽，槽内安放转子导体。鼠笼式转子的绕组由安放在槽内的裸导体构成。导体的材料有铜条与铸铝两种。铜条绕组把裸铜条插人转子铁芯的槽内，两端由两个端环焊接成通路，如下图(a)所示。铸铝绕组将铝熔化后浇铸到转子铁芯的槽内，并将两个端环与冷却用的风翼浇铸在一起，如下图(b)所示。目前，小型鼠笼式电动机都采用铸铝转子。
线绕式转子绕组和定子绕组相似，也是三相对称绕组。转子的三相绕组一般接成星形。
三个端线分别接到与转轴固定的三个铜制滑环上。环与环之间及环与轴之间都彼此绝缘，在各个环上都装有一对电刷，通过电刷使转子绕组与变阻器相通。具有线绕转子的电动机称为线绕式电动机，又称滑环式电动机。线绕式电动机转子的外形与结构如下图所示。
QS7AA010M 交流伺服驱动器深圳众为兴技术股份有限公司
QS7AA010M是在QS6基础上优化改进后推出的新一代通用伺服驱动产品，秉承QS6系列的优秀品质，更稳定更方便。新增485通讯功能，与上位机软件或控制器连接更方便可靠。
技术参数
输入电源AC220V -15%～+10%
驱动电流10A
适配电机≤400W 小惯量电机
使用温度工作：45℃存贮：-40℃～55℃相对湿度40%~80%无结露
大气压86-106kpa
控制方式①位置控制②JOG控制③速度控制④转矩控制⑤位置和速度控制⑥内部脉冲控制
⑦电动刀架控制
脉冲指令①脉冲+方向②CW+CCW脉冲③两相AB正交脉冲控制精度0.01%
响应频率≤200Hz
脉冲频率≤500kHz
调速比1：5000
再生制动内置
电子齿轮1/30000～30000/1
过载能力≤300%
反馈脉冲2500p/r,分频可在0-128内任意设定
显示功能电机转速、电机电流、电机转矩、电机位置、位置偏差、指令脉冲数、脉冲频率、直线速
度、输入输出诊断
保护功能
超速、过流、过压、欠压、过载、超差、编码器故障、温度过高、内部芯片故障、模块故
障
性能特性
上一代QS6具备的特性完全保留；
交流正弦波控制，转矩平稳，无脉动；
2500线增量式光电编码器，定位精度高，回转定位精度可达1/10000R；
调速比大，可达1:5000，从低速到高速都具有稳定的转矩特性；
采用高速FPGA运算处理，电机最高转速达5000RPM；
丰富完整的参数设置，可配置不同的工作方式和运行特性，以适应不同的要求；
具备位置，速度，力矩控制模式，应用范围广泛；
采用智能的空间矢量控制算法（SVPWM），比传统的SPWM产生更大的力矩和更小的
噪声；
高达3倍的过载设计，带负载能力更强；
完善的保护功能：过流，过压，过热和编码器故障等；
完善的状态监视功能，如位置误差，电机转速，反馈脉冲，指令脉冲等。
QS208020M 低压直流伺服驱动器深圳众为兴技术股份有限公司
QS208020M低压直流伺服驱动器针对低压场合应用而开发的低压直流伺服驱动器。QS2AA020M继承了QS6系列内建多种算法、控制方式切换、保护功能完善等诸多优点，兼具体积小巧、性价比突出等特性。配合低压伺服电机，可应用于要求精确定位、中小功率的场合，为客户提供更合理、细化的选择。
性能特性
?供电电压24V-80Vdc。输出电流6Arms，峰值18A；
?采用先进的FOC算法和SVPWM算法；
?可接受单端和差分信号输入；
?内置电子齿轮功能；
?编码器脉冲输出；
?可驱动100-400W交流伺服电机；
?内置速度模式和速度波形检测功能；
?先进的位置环、速度环、电流环三环调节，内置滤波器功能；
?专业的调试软件；
?RS232/RS485通信，方便进行多轴控制；
?高可靠性，光耦隔离，过压、过流、高压、低压、编码器错误等报警功能；
?速度、力矩模拟量输入控制；
?具备力矩到达功能，到达指定力矩反馈报警信号。
技术参数
?输入电压：24V-80VDC；
?适配电机：36V/48V/60V交流伺服电机；
?定位精度：1/10000r
控制脉冲：最高500KHZ；
?最高速度：4000RPM；
?跟踪误差精度：±1plus；
?速度控制精度：±2RPM。
?基于X86指令的的PC电脑；
?有串口或者usb口；
?Windows XP
尺寸
电气连接
42BYG系列二相步进电机
42BYG系列二相步进电机：42mm(步距角1.8)；静力距0.21-0.45N.m；机身长38-48mm；引线数4，6；电流0.4-1.2A
产品特性
42mm(步距角1.8) 静力距0.21-0.45N.m 机身长38-48mm
引线数4，6
电流0.4-1.2A
可配驱动器
Q2BYG302
Q2BYG403B
Q2BYG403BM
Q2BYG403M
Q2BYG403CM
技术规格
型号SeriesModel
步距角
StepAngl
机身长
Motor
Length
静力距
Holding
Torque
引线数
LeadWir
e
(No.)
电流
Rated
Current
(A)
相电阻
电感
Phase
Inductan
ce
重量
Motor
weight(k
g)
43BYGH610AJP 1.8 40 0.29 6 1.0 4.8 4.8 0.29 44BYGH6012AJ
P
1.8 47.5 0.35 6 1.2
42BYG系列二相步进电机接线图
42系列 S L B L
Z L
A L C L L L
G L R L
E
L M N O P Q R 17PU-H501-P1
5
2
2 M
3 31 4
2 5
3
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16
2
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. 5
42BYGH604A 5 2
2
M
3
3
1
4
2
6
4
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2
2
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42BYGH612 5 2
2
M
3
3
1
4
2
6
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2
2
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42BYGH412 5 2
2
M
3
3
1
4
2
7
2
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2
2
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42BYGH610 5 2
2
M
3
3
1
4
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7
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2
2
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42BYGH610-2（双轴） 5 2
2
M
3
3
1
4
2
9
6
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2
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2
5
2 / / 2
2
2
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直流伺服电机,它包括定子、转子铁芯、电机转轴、伺服电机绕组换向器、伺服电机绕组、测速电机绕组、测速电机换向器,所述的转子铁芯由矽钢冲片叠压固定在电机转轴上构成。交流伺服电动机的结构主要可分为两部分，即定子部分和转子部分。
光电编码器光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90º的两路脉冲信号。
长春博辰光电技术有限公司
BCE165K60-中空型
产品说明：
光栅上海拓显精密仪器有限公司
拓显光栅尺
一，光栅尺的分类
光栅传感器分为敞开式和封闭式两类。其中敞开式为高精度型，产品型号为JCT，输出波形为正弦波，主要用于精密仪器的数字化改造，最高分辨率可达0.1um。封闭式则主要用于普通机床、仪器的数字化改造，输出波形为方波，按外形分类可分为小型尺、标准尺、大型尺三类，型号分别为TXA型、TXB型、TXC型，其中大型尺（TXC型）最长可做到3000mm（不接长），接长可做到6000mm，分辨率有0.5μ、1μ、2μ、5μ、10μ。
此外根据用户需求，可提供各种安装附件以方便系统安装。
二，光栅尺的特点
线位移光栅传感器数显系统主要应用于直线移动导轨机构，可实现移动量的精确显示和自动控制，已广泛应用于机床加工和仪器的精密测量。
1，具有单层及双层防护密封条：采用特殊的耐油、耐蚀、高弹性及抗老化塑胶，防水、防尘性能优异，使用寿命长。
2，具有最先进可靠的光学测量系统：滑动部件采用已被验证为最可靠耐用的高精度五轴承系统设计，保证光学机械系统的稳定性，具有优异的重复定位性和高等级的测量精度。3，光栅玻璃尺：采用先进的光栅制作技术，可制作各种规格的高精度光栅玻璃尺，最长可做到3000mm（不接长）。
三，技术参数
旋转变压器（resolver/transformer ）是一种电磁式传感器，又称同步分解器。它是一种测量角度用的小型交流电动机，用来测量旋转物体的转轴角位移和角速度，由定子和转子组成。
上海赢双电机有限公司
产品名称：单极310系列
YS 310XFW975
产品编号：135425-167
产品型号：310XFW975
更新时间：2011.03.25 浏览次数： 547
产品详细介绍 310绕线式旋转变压器 极对数： 1对极 激磁电压：7V(AC)
激磁频率：10kHz
输入阻抗：≥150Ω±10%
输出电压:3.5V±10%
电气误差：≤10′
相移：≤10°
剩压：20mV
超薄尺寸作为内置型结构，实现了超薄设计和装配。
允许工作温度范围-55℃~+155℃
防护等级高耐震动和冲击
高旋转速度最高可以达到60000 RPM
高可靠性由于采用了和马达相似的结构，但是由于转子无绕线，因此具有很高的可靠性。低成本通过减少元件数目大幅度的降低了旋变的成本。
测速发电机输出电动势与转速成比例的微特电机
无锡市明星电机有限公司
ZYS系列永磁直流测速发电机
特点和用途
ZYS-1A,ZYS-3A,ZYS-6A,ZYS-8A,ZYS-100A型永磁直流测速
发电机主要用于测量旋转器械的转速，亦可用作速度讯号的传送器
在自动调节系统中作转速反馈之测速元件。具有性能好，精度高，
重量轻，体积小等优点。
出电压是转速的线形函数，其正反方向旋转的输出特性是对称的。
结构简介
ZYS-A型永磁直流测速发电机其结构形式为全封闭端盖，机座
带凸缘企口，可以借凸缘企口适用卧室和立时
ZYS-A型永磁直流测速发电机适用于一般正常工作环境。其测
速范围可在0-1000转/分及0-3000转/分。一般使用于海拔超过1000
米，周围冷空气不超过+40摄时度时可连续工作。
ZYS-A型永磁直流测速发电机技术参数
匀速运行，非精确计算可以套用以下公式：Ta=（Fa*I）/（2*3.14*n1） 式中 Ta：驱动扭矩kgf.mm； Fa：轴向负载N（Fa=F+μmg，F：丝杠的轴向切削力N，μ：导向件的综合摩擦系数，m：移动物体重量(工作台+工件)kg，g:9.8 ）； I：丝杠导程mm； n1：进给丝杠的正效率。 计算举例： 假设工况：水平使用，伺服电机直接驱动，2005滚珠丝杠传动，25滚珠直线导轨承重和导向，理想安装，垂直均匀负载1000kg，求电机功率： Fa=F+μmg，设切削力不考虑，设综合摩擦系数μ=0.01，得 Fa=0.01*1000*9.8=98N； Ta=（Fa*I）/（2*3.14*n1），设n1=0.94，得Ta=98*5/5.9032≈83kgf.mm=0.83N.M 根据这个得数，可以选择电机功率。以台湾产某品牌伺服为例，查样本得知，额定扭矩大于0.83N.M的伺服电机是400W。（200W是0.64N.M，小了。400W 额定1.27N.M，是所需理论扭矩的1.5倍，满足要求） 当然咯，端部安装部分和滚珠丝杠螺母预压以及润滑不良会对系统产生静态扭矩，也称初始扭矩，实际选择是需要考虑的。另外，导向件的摩擦系数不能单计理论值，比如采用滚珠导轨，多套装配后的总摩擦系数一定大于样本参数。而且，该结果仅考虑驱动这个静止的负载，如果是机床工作台等设备，还要考虑各向切削力的影响。 若考虑加速情况，较为详细的计算可以参考以下公式（个人整理修正的，希望业内朋友指点）： 水平使用滚珠丝杠驱动扭矩及电机功率计算： T1：等速驱动扭矩kgf.mm；：轴向负载N【Fa=F+μmg，F：丝杠的轴向切削力N，μ：导向件综合摩擦系数，m：移动物体重量(工作台+工件)kg，g:9.8 】；：丝杠导程mm；：进给丝杠的正效率。 J:【J=Jm+Jg1+(N1/N2)】 若采用普通感应电机，功率根据以下公式计算：
滚珠丝杆传动机构的性能和特点 滚珠丝杠由螺杆、螺母、钢球、预压片、反向器、防尘器组成。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。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。 常用的循环方式有两种：外循环和内循环。与丝杠脱离接触的称为外循环。外循环是滚珠在循环过程结束后通过螺母外表面的螺旋槽或插管返回丝杠螺母间重新进入循环。外循环滚珠丝杠外循环结构和制造工艺简单，使用广泛。；始终与丝杠保持接触的称为内循环。内循环均采用反向器实现滚珠循环。传动机构的性能 与滑动丝杠副相比驱动力矩为1/3 由于滚珠丝杠副的丝杠轴与丝杠螺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。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。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。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。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。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）。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。无侧隙、刚性高 滚珠丝杠副可以加予压,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)。高速进给可能 滚珠丝杠由于运动效率高、发热小、所以可实现高速进给(运动)。 滚珠丝杠副可用润滑来提高耐磨性及传动效率。润滑剂分为润滑油及润滑脂两大类。润滑油用机油、90～180号透平油或140号主轴油。润滑脂可采用锂基油脂。润滑脂加在螺纹滚道和安装螺母的壳体空间内，而润滑油通过壳体上的油孔注入螺母空间内。
滚珠丝杠传动 滚珠丝杠是机电一体化的系统中一种新型的螺旋传动机构，在其具有螺旋槽的丝杠与螺母之间装有中间传动原件——滚珠，滚珠丝杠机构虽然结构复杂，制造成本高，不能自锁，但其摩擦阻力矩小、传动效率高（92%-98%），精度高，系统刚度好，运动具有可逆性，使用寿命长，因此在机电一体化系统中得到大量广泛的应用。滚珠丝杠的特点如下： （1）、传动效率高 滚珠丝杠传动系统的传动效率高达90%-98%，为传统的滑动丝杠系统的2~4倍，耗费的能量仅为滑动丝杠的3 1。 （2）、传动精度高 经过淬硬并精磨螺纹滚道后的滚珠丝杠本身具有很高的制造精度，又由于是滚动摩擦，摩擦力小，所以滚珠丝杠传动系统在运动中温升较小，并可预紧消除轴向间隙和对丝杠进行预拉伸以补偿热伸长，因此可以获得较高的定位精度和重复定位精度。 （3）、可微量进给 滚珠丝杠传动系统是高副运动机构，在工作中摩擦力小，灵敏度高，启动平稳，低俗石无爬行现象，因此可以精密地控制微量进给。 （4）、同步性好 由于运动平稳、反应灵敏、无阻碍、无滑移，用几套相同的滚珠丝杠传动系统同时传动系统同时转动几个相同的部件或装，可以获得很好的同步效果。 （5）、高可靠性 与其它传送机械相比，滚珠丝杠传动只需要一般的润滑与防空，有的特殊场合甚至都无需润滑便可工作，系统的故障率也很低，其一般的使用寿命要比滑动丝杠高5~6倍。 1、滚珠丝杠的结构及滚珠循环方式 滚珠丝杠传动机构的工作原理如图1-1-1所示，丝杠4和螺母1的螺纹滚道内置有滚珠2，刚丝杠转动时，带动滚珠沿螺纹滚道滚动，从而产生滚动摩擦。为了防止滚珠从螺纹滚道端面掉出，在螺母的螺旋槽两端设有滚珠回程引
深圳tbi滚珠丝杠选型计算举例 选取的滚珠丝杠转动系统为： 磨制丝杠(右旋) 轴承到螺母间距离(临界长度) l = 1200mm n = 1200mm 固定端轴承到螺母间距离 L k 设计后丝杠总长 = 1600mm 最大行程 = 1200mm = 14（m/min） 工作台最高移动速度 V man = 24000工作小时。 寿命定为 L h μ= 0.1 （摩擦系数） = 1800 （r/min） 电机最高转速 n max 定位精度： 最大行程内行程误差 = 0.035mm 300mm行程内行程误差 = 0.02mm 失位量 = 0.045mm 支承方式为(固定—支承) W = 1241kg+800kg （工作台重量+工件重量） g=9.8m/sec2(重力加速度) I=1 (电机至丝杠的传动比) Fw=μ×W ×g = 0.1×2041×9.8 ≈ 2000 N(摩擦阻力)
F a --- 轴向载荷（N） F --- 切削阻力（N） F w --- 摩擦阻力（N） 从已知条件得丝杠编号： 此设计丝杠副对刚度及失位都有所要求，所以螺母选形为：FDG（法兰式双螺磨制丝杠） 从定位精度得出精度精度不得小于P5级丝杠 FDG_-_X_R-_-P5-1600X____ 计算选定编号 导程 = 14000/18000≈7.7mm 平均转速 平均载荷
时间寿命与回转寿命 =24000×266×60 =383040000转次 额定动载荷 以普通运动时确定fw 取 1.4 得：额定动载荷 C a ≥39673N 以C a 值从FDG 系列表及（丝杠直径和导程、丝杠长度表） 中查出适合的类型为： 公称直径： d 0=40mm 丝杠底径： d 0=33.9mm 导程：P ho =10mm 循环圈数：4.5 额定动载荷为：48244N 。 丝杠编号： FDG 40 × 10R - P5 - 4.5 - 1600 × ____ 预紧载荷 F ao = F max /3=11000/3 ≈ 3666 N 丝杠螺纹长度 L u =L 1-2L e L 1=L u +2L e =1200+2×40=1280mm 丝杠螺纹长度不得小于1280mm 加上螺母总长一半84mm(从系列表中查出螺母总长168mm)。 得丝杠螺纹长度 ≥ 1364m。
滚珠丝杆螺母副工作原理 滚珠丝杆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。 1.组成及工作原理： ·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。 2．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。 3．滚珠丝杆螺母副的消隙 ·双螺母垫片调隙：
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：
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： 在两个工作螺母的凸缘上分别切出齿数为Z 1、Z 2的齿轮，且Z 1、Z 2相差一个齿，即： 112=?Z Z 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Z 1转过一个齿时，丝杆的轴向移动量为为S 1，则有： 11:1:S T Z = 则11Z T S = 如果两个齿轮同方向各转过一个齿，则丝杆的轴向位移为： 212121Z Z T Z T Z T S S S =?=?=Δ 例：当Z 1=99，Z 2=100时，m S μ1≈Δ。可以达到很高的调整精度。 4．滚珠丝杆螺母副的安装 滚珠丝杆螺母副所承受的主要是轴向载荷。它的径向载荷主要是卧式丝杆的自重。安装时，要保证螺母座的孔与工作螺母之间的良好配合，并保证孔与端面的垂直度等。这时主要是根据载荷的大小和方向选择轴承。另外安装和配置的形式还与丝杆的长短有关，当丝杆较长时，采用两支撑结构；当丝杆较短时，采用单支撑结构。
同问 如何计算滚珠丝杆的扭矩，从而选择电机的型号 2011-7-28 08:23 满意回答 匀速运行，非精确计算可以套用以下公式：Ta=（Fa*I）/（2*3.14*n1） 式中 Ta：驱动扭矩kgf.mm； Fa：轴向负载N（Fa=F+μmg，F：丝杠的轴向切削力N，μ：导向件的综合摩擦系数，m：移动物体重量(工作台+工件)kg，g:9.8 ）； I：丝杠导程mm； n1：进给丝杠的正效率。 计算举例： 假设工况：水平使用，伺服电机直接驱动，2005滚珠丝杠传动，25滚珠直线导轨承重和导向，理想安装，垂直均匀负载1000kg，求电机功率： Fa=F+μmg，设切削力不考虑，设综合摩擦系数μ=0.01，得 Fa=0.01*1000*9.8=98N； Ta=（Fa*I）/（2*3.14*n1），设n1=0.94，得Ta=98*5/5.9032≈83kgf.mm=0.83N.M 根据这个得数，可以选择电机功率。以台湾产某品牌伺服为例，查样本得知，额定扭矩大于0.83N.M的伺服电机是400W。（200W是0.64N.M，小了。400W 额定1.27N.M，是所需理论扭矩的1.5倍，满足要求） 当然咯，端部安装部分和滚珠丝杠螺母预压以及润滑不良会对系统产生静态扭矩，也称初始扭矩，实际选择是需要考虑的。另外，导向件的摩擦系数不能单计理论值，比如采用滚珠导轨，多套装配后的总摩擦系数一定大于样本参数。而且，该结果仅考虑驱动这个静止的负载，如果是机床工作台等设备，还要考虑各向切削力的影响。 若考虑加速情况，较为详细的计算可以参考以下公式（个人整理修正的，希望业内朋友指点）： 水平使用滚珠丝杠驱动扭矩及电机功率计算： 实际驱动扭矩：T=(T1+T2)*e T：实际驱动扭矩； T1：等速时的扭矩； T2：加速时的扭矩； e：裕量系数。 等速时的驱动扭矩：T1=（Fa*I）/（2*3.14*n1） T1：等速驱动扭矩kgf.mm； Fa：轴向负载N【Fa=F+μmg，F：丝杠的轴向切削力N，μ：导向件综合摩擦系数，m：移动物体重量(工作台+工件)kg，g:9.8 】； I：丝杠导程mm； n1：进给丝杠的正效率。 加速时的驱动扭矩：T2=T1+J*W T2:加速时的驱动扭矩kgf.m;
4.1.1驱动扭矩仅为滑动丝杠的1/3 滚珠丝杠是滚珠丝杠与螺母间的螺纹沟槽做滚动运动，因此可获得高效率，与过去的滑动丝杠相比，驱动扭矩仅为1/3以下（图1与2）。从而，不仅可将旋转运动变为直线运动，而且可以容易地将直线运动变成旋转运动。 图1：正效率（旋转→直线） 图2：反效率（直线→旋转） 4.1.1.1导程角的计算法 p d h ??=πρβtan …………………………………… （ 1 ） β：导程角 （度） d p ：滚珠中心直径 （mm ） ρh ：进给丝杠的导程 （mm ） 4.1.1.2推力与扭矩的关系
当施加推力或扭矩时，所产生的扭矩或推力可用（2）~（4）式计算。 （1）获得所需推力的驱动扭矩 T ：驱动扭矩 Fa ：导向面的摩擦阻力 Fa=μ×mg μ：导向面的摩擦系数 g ：重力加速度 （ 9.8m/s 2 ） m ：运送物的质量 （ kg ） ρh ：进给丝杠的导程 （ mm ） η：进给丝杠的正效率 （图1） （2）施加扭矩时产生的推力 h T Fa ???=ρηπ12…………………………………… （ 2 ） Fa ：产生的推力 （ N ） T ：驱动扭矩 （N mm ） ρh ：进给丝杠的导程 （ mm ） η：进给丝杠的正效率 （图1） （3）施加推力时产生的扭矩 π ηρ22Fa h T ??= …………………………………… （ 4） T ：驱动扭矩 （N mm ） Fa ：产生的推力 （ N ） ρh ：进给丝杠的导程 （ mm ） η：进给丝杠的正效率 （图2）
4.1.1.3驱动扭矩的计算例 用有效直径是：32mm ，导程：10mm （导程角：5O 41’的丝杠，运送质量为500Kg 的物体，其所需的扭矩如下 （1）滚动导向（μ=0.003） 滚珠丝杠及（μ=0.003，效率η=0.96） 导向面的摩擦阻力 Fa=0.003×500×9.8=14.7N 驱动扭矩 mm N T ?=??=2496 .02107.14π （2）滚动导向（μ=0.003） 滚珠丝杠及（μ=0.2，效率η=0.32） 导向面的摩擦阻力 Fa=0.003×500×9.8=14.7N 驱动扭矩 mm N T ?=??=7332 .02107.14π 4.1.2能高速进给 因滚珠丝杠效率高，发热低，从而能进行高速进给。 高速例）图7表示使用大导程滚珠丝杠以2m/s 速度使用时的速度线图。
滚珠丝杠基础知识 1 滚珠丝杠公称直径与公称导程组合、制造范围 [img]https://www.doczj.com/doc/b11035554.html,/hydt/pic/4.18a1.jpg[/img] 3 滚珠丝杠副的结构类型、编号方法 [img]https://www.doczj.com/doc/b11035554.html,/hydt/pic/4.18b1.jpg[/img] 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。 [img]https://www.doczj.com/doc/b11035554.html,/hydt/pic/4.18c1.jpg[/img] 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 [img]https://www.doczj.com/doc/b11035554.html,/hydt/pic/4.18d1.jpg[/img] 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LU
Lu=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 p E3-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6 [img]https://www.doczj.com/doc/b11035554.html,/hydt/pic/4.18e1.jpg[/img] 6 行程补偿值C 6.1 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℃)
滚珠丝杠副传动系统 滚珠丝杠螺母副的特点 滚珠丝杠螺母副是一种低摩擦、高精度、高效率的机构。滚珠丝杠螺母副其它特点如下: 1.运动极灵敏，低速时不会出现爬行； 2.可以完全消除间隙并可预紧，故有较高的轴向刚度，反向定位精度高； 3.滚珠丝杠螺母副摩擦系数小，无自锁，能实现可逆传动； 4.滚珠丝杠螺母副的滚珠循环方式一般分外循环和内循环两种，如图7.3所示。 预紧是指它在过盈的条件下工作，把弹性变形量控制在最小限度。滚珠丝杠多采用双螺母调隙结构。用双螺母加预紧力消除轴向间隙时，必须注意：预紧力不宜过大或过小，要特别减小丝杠安装部分和驱动部分的间隙。 双螺母调隙结构分为螺纹式、垫片式和齿差式等，如图7.4所示。 內絹环方式 图7.3滚珠丝杠螺母副 （分别点击图片进入仿真页 a.螺纹式 b.垫片式
c.齿差式 图7.4双螺母调隙结构 滚珠丝杠的主要技术参数 滚珠丝杠的主要技术参数如图7.5所示。 1）名义直径DO 滚珠丝杠的名义直径DO是滚珠与螺纹滚道在理论接触角状态时，包络滚珠球心的圆柱直径。它是滚珠丝杠螺母副的特征尺寸。名义直径与承载能力有直接关系，DO越大，承载能力和刚度越大。 2）基本导程Ph 导程是丝杠相对于螺母旋转一圈时，螺母上基准点的轴向位移。导程的大小是根据机床的加工精度要求确定的。导程过小势必使滚珠直径变小，滚珠丝杠螺母副的承载能力亦随之减小。 3）滚珠直径dO 一般取d0=0.6Ph 4）滚珠的工作圈数j和工作滚珠总数N 工作圈数j 一般取2.5?3.5圈，而工作滚珠总数N以不大于150个为宜。 5）列数K 要求工作圈数较多的场合，可采用双列或多列式螺母的结构形式
1 滚珠丝杠副的载荷计算 (1) 工作载荷F 工作载荷F是指数控机床工作时，实际作用在滚珠丝杠上的轴向作用力，其数值可用下列进给 作用力的实验公式计算： 对于燕尾形导轨机床 F=kFx+f'(Fz+2Fy+W)(1) 对于矩形导轨机床 F=kFx+f'(Fz+Fy+W)(2) 对于三角形或组合导轨机床 F=kFx+f'(Fz+W)(3) 对于钻镗主轴圆导轨机床 对于滚动导轨机床 F=Fx+f'(Fz+W)+Fr(5) 式(1)～(5)中：Fx、Fy、Fz—x、y、z方向上的切削分力，N； Fr—密封阻力，N；W—移动部件的重量，N；M—主轴上的扭矩，N·m；dz—主轴直径，mm； 表 1 f′—导轨摩擦系数；f—轴套和轴架以及主轴的键的摩擦系数；k—考虑颠覆力矩影响的实验系数。正常情况下，k、f'与f可取表1数值。 (2) 最小载荷Fmin 最小载荷F?min为数控机床空载时作用于滚珠丝杠的轴向载荷。此时，Fx=Fy=Fz=0。 (3) 最大工作载荷F?max 最大载荷F?max为机床承受最大切削力时作用于滚珠丝杠的轴向载荷。
(4) 平均工作载荷Fm与平均转速nm 当机床工作载荷随时间变化且此间转速不同时， 式中：t1,t2,…，tn分别为滚珠丝杠在转速n1,n2,…，nn下，所受轴向载荷分别是F1,F2,…，Fn时的工作时间(min) 当工作载荷与转速接近正比变化且各种转速使用机会均等时，可用下式求得Fm和nm。 Fm=(2Fmax+Fmin)／3(8)nm=(nmax+nmin)／2(9) 2 滚珠丝杠副主要技术参数的确定 (1) 导程Ph 根据机床传动要求，负载大小和传动效率等因素综合考虑确定。一般选择时，先按机床传动要求确定，其公式为：Ph≥vmax/nmax(10) 式中：vmax—机床工作台最快进给速度，mm/min；nmax—驱动电机最高转速，r/min。在满足控制系统分辨率要求的前提下，Ph应取较大的数值。 (2) 螺母选择 由于数控机床对滚珠丝杠副的刚度有较高要求，故选择螺母时要注重其刚度的保证。推荐按高刚度要求选择预载的螺母型式。其中插管式外循环的端法兰双螺母应用最为广泛。它适用重载荷传动、高速驱动及精密定位系统。并在大导程、小导程和多头螺纹中具有独特优点，且较为经济。 ①滚珠的工作圈数i和列数j。根据所要求性能、工作寿命，推荐按表2选取。 表2 ②法兰形状。按安装空间由标准形状选择，亦可根据需要制成特殊法兰形状。 (3) 导程精度选择 根据机床定位精度，确定滚珠丝杠副导程的精度等级。一般情况下，推荐按下式估算： 式中：E——累计代表导程偏差，μm; TD——机床有效行程的定位精度，μm。
理论上应该先选丝杠再选电机的，既然电机已经选完了，那就大致按以下步骤选丝杠吧： 1---以负载确定直径。电机性能参数中有输出扭矩，如果还带减速器也要算进去（考虑效率），计算一下实际工况中需要多大推力，滚珠丝杠样本（跟厂家要）有负载参数（即推力参数，一般标示为动负荷和静负荷，看前者即可），选择滚珠丝杠的公称直径。 2---以直线速度和旋转速度确定滚珠丝杠导程。电机确定了就知道输出转速，考虑一下你需要的最大直线速度，把电机转速（如果带减速器再除以减速比）乘以丝杠导程的值就是直线速度，该值大于需要值即可。 3---以实际需要确定确定滚珠丝杠长度（总长=工作行程+螺母长度+安全余量+安装长度+连接长度+余量。如果增加了防护，比如护套，需要把护套的伸缩比值（一般是1：8，即护套的最大伸长量除以8）考虑进去。 4---以实际需要确定滚珠丝杠精度。一般机械选C7以下即可，数控机床类选C5的比较多（对应国内标准一般是P5~P4和P4~P3级，具体参看样本）。 5---以安装条件和尺寸结构等确定滚珠丝杠螺母形式（螺母有很多结构，不同的螺母结构尺寸略有不同，视情况选择，建议不要选太特殊的，万一出点毛病维修换件无门）。 6---询问所选产品厂家的价格、付款条件和交货时间。这一点设计人员不要以为就是采购的事，事实上很多厂家（进口国产一个样）的产品样本上有的型号它根本就不生产或者不接小额订单，印上去大概是为了显示我是大厂，无所不能造。别等你选完了出完图了其他件按这个型号开始做配件了去购买的时候人家告诉你这个型号交货期需要3、4个月就完蛋了。 7---选择确定安装方式（端部）。这个安装件可以自己设计，也可以买现成的，有标准安装座可选。自己设计注意受力状态，轴承最好选择7000或3000系列的，因为丝杠工作时主要受轴向力，径向受力要尽力避免。 8---考虑导向件和安装能力。推荐和滚珠丝杠配套的导向件选择滚珠直线导轨，当然直线轴和直线轴承的搭配是相对经济的选择。 9---根据以上已确定条件绘出滚珠丝杠图纸（主要是端部安装尺寸，这个要详细，要提供形位尺寸和公差）。 DN值：D：滚珠丝杠副的公称直径，也为滚珠中心处的直径（mm）; N：滚珠丝杠副的极限转速（rpm） DN值得限制不是直径越小则转速越高，因为首先确定的进给速度，当通过进给速度计算的丝杠转速太高可通过增加导程以降低转速，来满足DN值要求， 滚珠丝杠规格型号选型 1、确定定位精度 2、通过马达及对速度的要求来确定丝杠导程 3、查看螺母尺寸确定行程及相关丝杠轴端数据 4、通过负载及速度分布（加减速）来确定平均轴向力和转速 5、通过平均轴向力确定预压力 6、预期寿命，轴向负荷，转速确定动额定负荷 7、基本动额定负荷，导程，临界转速，DmN值限制确定丝杠外径及螺母形式 8、外径，螺母，预压，负荷确定刚性（机台设计） 9、环境温度，螺母总长确定热变及累积导程 10、丝杠刚性，热变位确定预拉力 11、机床最高速度，温升时间，丝杠规格确定马达驱动扭矩及规格
滚珠丝杠驱动的加工中心 目录 1 引言 (1) 1.1 加工中心的发展状况 (1) 1.1.1 加工中心在国外的发展 (1) 1.1.2 主轴部件的研究进展 (2) 1.2 课题的目的及容 (3) 1.3 课题解决的关键问题 (3) 1.4 解决上述问题的策略 (4) 2 方案拟定 (5) 2.1 加工中心主传动系统的组成 (5) 2.2 机械系统方案的确定 (5) 2.2.1 主轴传动机构 (5) 2.2.2 主轴进给机构 (6) 2.2.3 主轴准停机构 (6) 2.2.4 刀具自动夹紧机构 (6) 2.3 加工中心主轴组件总体设计方案的确定 (8) 3 主轴组件的主运动部件 (10) 3.1 主电机选型 (10) 3.2 主轴 (10) 3.2.1 主轴的结构设计 (10) 3.2.2 主轴受力分析 (16) 3.2.3 主轴的刚度校核 (20) 3.2.4 主轴的强度校核 (21) 3.3 主轴组件的支承 (22) 3.3.1 主轴轴承的类型 (22) 3.3.2 主轴轴承的配置 (24) 3.3.3 主轴轴承的预紧 (25) 3.3.4 主轴支承方案的确定 (26) 3.3.5 滚动轴承的精度与配合 (27) 3.3.6 主轴轴承设计计算 (27) 3.4同步带的设计计算 (29) 3.5主轴组件的润滑与密封 (32) 3.5.1 主轴组件的润滑 (32) 3.5.2主轴组件的密封 (32)
3.5.3 本课题的润滑与密封方案的确定 (34) 3.6 主轴上键的设计与计算 (34) 3.7 液压缸的设计计算 (35) 结论.......................................................... 错误!未定义书签。参考文献. (37) 致谢.......................................................... 错误!未定义书签。
滚珠丝杠精度等级 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】
国内的等级精度分为P1，P2，P3，P4，P5，P7，P10这7个等级，JIS等级精度分为C0， C1，C3，C5，C7，C10这6种精度， 各种螺杆长度之导程误差(单位为um)如下表所示: 另外螺杆也有标示任意300mm长的精度 , 意即就是不论你的滚珠螺杆有多长 , 任取 一段300mm内之的精度皆为规格中保证之精度以内,如下表所示: 【机床定位精度要求与丝杠精度】 的精度将直接影响数控机床各坐标轴的定位精度。普通精度的数控机床，一般可选用D级，精密级数控机床选用C级。 精度中的导程误差对机床定位精度影响最明显。而丝杠在运转中由于温升引起的丝杠伸长，将直接影响机床的定位精度。当L为丝杠螺纹有效长度时，L即为方向目标值T，在丝杠图纸上标示为负值。用户在定购滚珠丝杠时，必须提出滚珠丝杠的方向目标值。 【提高传动的精度和刚度】 主要是提高进给系统中传动零件的精度和支承刚度。首先是保证各个零件的加工精度，尤其是提高滚珠丝杠螺母副(直线进给系统)、蜗杆副(圆周进给系统)的传动精度。另外，在进给传动链中加人减速齿轮传动副，对滚珠丝杠和轴承进行预紧，消除齿轮、蜗杆等传动件的间隙，从而提高进给系统的精度和刚度。 对梯形丝杠的精度要求】 1．螺旋线公差 螺旋线误差是指在中径线上，实际螺旋线相对于理论螺旋线偏离的最大代数差。又分为： (1)丝杠一转内螺旋线误差； (2)丝杠在指定长度上(25 mrn、100 mm或200 mm)的螺旋线误差： (3)丝杠全长的螺旋线误差。 螺旋线误差较全面地反映了丝杠的位移精度，但由于测量螺旋线误差的动态测量仪器尚未普及，国家标准中只对3、4、5、6级的丝杠规定了螺旋线公差。 2．螺距公差
滚珠丝杠的设计计算 与选用
滚珠丝杠的设计计算与选用 滚珠丝杠 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。 滚珠丝杠由螺杆、螺母和滚珠组成。它的功能是将旋转运动转化成直线运动，这是滚珠螺丝的进一步延伸和发展，这项发展的重要意义就是将轴承从滚动动作变成滑动动作。由于具有很小的摩擦阻力，滚珠丝杠被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。 滚珠丝杠是工具机和精密机械上最常使用的传动元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反覆作用力，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。 1)与滑动丝杠副相比驱动力矩为1/3 由于滚珠丝杠副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 滚珠丝杠副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 滚珠丝杠副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 滚珠丝杠副可以加予压,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)。 5)高速进给可能 滚珠丝杠由于运动效率高、发热小、所以可实现高速进给(运动)。
滚珠丝杠副特性 ?传动效率高 ?滚珠丝杠传动系统的传动效率高达90%～98%，为传统的滑动丝杠系统的2～4倍，如图1.1.1所示，所以能以较小的扭矩得到较大的推力，亦可由直线运动转为旋转运动（运动可逆）。 ?运动平稳 ?滚珠丝杠传动系统为点接触滚动运动，工作中摩擦阻力小、灵敏度高、启动时无颤动、低速时无爬行现象，因此可精密地控制微量进给。 ?高精度 ?滚珠丝杠传动系统运动中温升较小，并可预紧消除轴向间隙和对丝杠进行预拉伸以补偿热伸长，因此可以获得较高的定位精度和重复定位精 度。 ?高耐用性 ?钢球滚动接触处均经硬化（HRC58～63）处理，并经精密磨削，循环体系过程纯属滚动，相对对磨损甚微，故具有较高的使用寿命和精度保持 性。 ?同步性好 ?由于运动平稳、反应灵敏、无阻滞、无滑移，用几套相同的滚珠丝杠传动系统同时传动几个相同的部件或装置，可以获得很好的同步效果。 ?高可靠性
研究意义： 行星滚柱丝杠作为一种新型的传动装置，具有摩擦小、效率高、寿命长、体积小、承载能力强等特点，被广泛的应用于精密仪器、数控机床、武器装备、工业机器人、医疗器械的制造和航空航天等领域。 性能优势： 滚柱丝杠与滚珠丝杠的传动原理类似，但是用螺纹滚柱代替了滚珠丝杠中的滚珠作为丝杠和螺母之间的传动体，增加了接触点的数量，所以比滚珠丝杠具有更优越的性能。 行星滚柱丝杠的中心丝杠与螺母分别与滚柱啮合，在滚柱与丝杠和螺母螺旋升角相同的情况下，传动过程中没有相对滑动，与滚柱丝杠副一样，各部件之间的摩擦都为滚动摩擦，将大大减小传动摩擦阻力，传动效率将得到很大提高，传动部件经过表面工艺处理后，滚动摩擦产生的磨损极小，因此将大大提高使用寿命。（滚动摩擦的优点、与滚珠丝杠共有） 滚柱丝杠副较滚珠丝杠副有更多的接触点，可以提供更高的额定动载和静载，并且接触点的增多将大幅提高刚度和抗冲击能力。在相同载荷条件下，滚柱丝杠相对于滚珠丝杠占用更小的空间，并且使用寿命延长了10倍以上。（多接触点的优点） 滚柱丝杠副的螺纹滚柱两端通过齿轮啮合，这可以保证滚柱与丝杠和螺母间啮合传动的同步性，避免个别滚柱打滑造成干涉。这种滚柱周向相对固定的结构使得滚柱丝杠相对滚珠丝杠可以提供更大的速度和加速度。（滚柱周向相对固定优点） 由于滚柱丝杠用螺纹滚柱代替了滚柱，克服了滚珠直径对传动机构的限制。由于没有了滚柱直径的限制，滚柱丝杠可以采用比滚珠丝杠更小的导程，实现在小导程下的高速传动，振动小，噪音低。丝杠是小导程角的非圆弧螺纹，有利于提高导程精度，实现精密微进给，提高传动精度。（小导程的优点） 应用前景： 行星滚柱丝杠以上诸多优点给其带来了广阔的应用前景。滚柱丝杠具有较高承载能力和较快速度，除了可以代替梯形丝杠，滚珠丝杠外，在一定情况下可以代替气缸和液压缸的作用。其配置简单，不需要诸如阀门、泵、过滤器、传感器
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。可以达到很高的调整精度。 滚珠丝杆螺母副的安装
.45精密滚珠丝杆的特点一.与滑动丝杠相比，驱动扭矩仅为滑动丝杠的1/3 滚动丝杆副是由丝杆、螺母、滚珠、密封件等零件组成的高精度机械传动部件，由于滚珠丝杆副的丝杆与螺母之间有滚珠在做滚动运动，所以能得到较高的运动效率，与滑动丝杆相比，驱动扭矩在1/3以下。因此，不仅能把回转运动转变为直线运动，也能容易地将直线运动变为回转运动。下图1、图2即反映出滚珠丝杆与滑动丝杆传动效率的关系以及滚动丝杆传动效率与摩擦系数、导程角的关系。 图1：正效率（旋转→直线） 图2：反效率（直线→旋转）导程角的计算方法 …………………………………… （ 1 ）β：导程角 （度） d p ：滚珠中心直径 （mm ） ρh ：进给丝杠的导程 （mm ）
.473.施加推力时产生的扭矩 …………………………………… （ 4 )T ：驱动扭矩 （N mm ） Fa ：产生的推力 （ N ）ρh ：进给丝杠的导程 （ mm ） η：进给丝杠的正效 （图2）4.驱动扭矩的计算例 用有效直径是：32mm ，导程：10mm （导程角：5°41’的丝杠，运送质量为500Kg 的物体，其所需的扭矩如下 (1）滚动导向（μ=0.003 ），效率（η =0.96） 导向面的摩擦阻力 Fa=0.003×500×9.8=14.7N 驱动扭矩 匀速运动
.49 F=丝杆理论允许轴向负载 F K =丝杆工作允许轴向负载 m=系数，由安装形式决定 d1=螺纹根径（mm ） L=安装间距（mm ）（丝杆两端之间的相对距离）五.刚性的计算 为提高NC 机床及精密机械进给丝杠的定位精度，以及减少因切削力所引起的位移，有必要综合考虑各个组成元件的刚性来进行设计。进给丝杠系统的轴向刚性 进给丝杠系统的轴由刚性用K 表示，轴向弹性位移量由（5）式求出。 …………………………………… （ 5 ）δ：进给丝杠系统的轴向弹性位移量（μm ） Fa ：轴向负荷 （ N ）
滚珠丝杠副参数计算与选用1、计算步骤
2、确定滚珠丝杠导程Ph 根据工作台最高移动速度Vmax , 电机最高转速nmax, 传动比等确定Ph。按下式计算，取较大圆整值。
Ph=(电机与滚珠丝杠副直联时，i=1) 3、滚珠丝杠副载荷及转速计算 这里的载荷及转速，是指滚珠丝杠的当量载荷Fm与当量转速nm。滚珠丝杠副在n1、n2、n3······nn转速下，各转速工作时间占总时间的百分比t1%、t2%、t3%······tn%，所受载荷分别是F1、F2、F3······Fn。 当负荷与转速接近正比变化时，各种转速使用机会均等，可按下列公式计算： (nmax: 最大转速，nmin: 最小转速，Fmax: 最大载荷（切削时），Fmin: 最小载荷（空载时） 4、确定预期额定动载荷 ①按滚珠丝杠副预期工作时间Ln（小时）计算： ②按滚珠丝杠副预期运行距离Ls（千米）计算： ③有预加负荷的滚珠丝杠副还需按最大轴向负荷Fmax计算：Cam=feFmax(N) 式中： Ln-预期工作时间（小时，见表5) Ls-预期运行距离(km),一般取250km。 fa-精度系数。根据初定的精度等级（见表6)选。 fc-可靠性系数。一般情况fc=1。在重要场合，要求一组同样的滚珠丝杠副在同样条件下使用寿命超过希望寿命的90％以上时fc见表7选
fw-负荷系数。根据负荷性质（见表8）选。 fe-预加负荷系数。（见表9) 表－5 各类机械预期工作时间Ln 表－6 精度系数fa 机械类型 Ln(小时） 普通机械 5000～10000 普通机床 10000～20000 数控机床 20000 精密机床 20000 测示机械 15000 航空机械 1000 精度等 级 1.2.3 4.5 7 10 fa 1.0 0.9 0.8 0.7 表－7 可靠性系数fc 可靠性% 90 95 96 97 98 99 fc 1 0.62 0.53 0.44 0.33 0.21 表－8 负荷性质系数fw 负荷性质 无冲击(很平 稳） 轻微冲击 伴有冲击或振动 fw 1～1.2 1.2～1.5 1.5～2 表－9 预加负荷系数fe 预加负荷类型 轻预载 中预载 重预载 fe 6.7 4.5 3.4 以上三种计算结果中，取较大值为滚珠丝杠副的Camm 。 5、按精度要求确定允许的滚珠丝杠最小螺纹底d2m a.滚珠丝杠副安装方式为一端固定，一端自由或游动时（见图-5） 式中：E-杨氏弹性模量21×105N/mm2 dm-估算的滚珠丝杠最大允许轴向变形量（mm ）
随着直接驱动技术的发展，直线电机与传统的“旋转伺服电机+滚珠丝杆”的驱动方式的对比引起业界的关注。 1845年英国人就已经发明了直线电动机，但当时的直线电动机气隙过大导致效率很低，无法应用。19世纪70年代科尔摩根也推出过，但因成本高效率低限制了它的发展。直到20世纪70年代以后，直线电机才逐步发展并应用于一些特殊领域，20世纪90年代直线电机开始应用于机械制造业，现在世界一些技术先进的加工中心厂家开始在其高速机床上应用，国外知名企业例如DMG、Ex-cell-O、Ingersoll、CINCI ATI、GROB、MATEC、MAZAK、FANUC、SODICK都陆续推出使用直线电机的高速高精加工中心。 HIWIN做为世界线性产品的领导者，在滚珠丝杠和线性滑轨方面取得成功后，于近几年自行研发和生产了直线电机，并且在高速高精领域取得不错的业绩。 下面主要参考HIWIN科技的先进的高速静音式丝杠SUPER S 系列（DN值达22万）和HIWIN的直线电机在几个主要特性上做一些比较，为相关业者提供一个参考。 速度比较： 速度方面直线电机具有相当大的优势，直线电机速度达到300m/min，加速度达到10g；滚珠丝杠速度为120m/min，加速度为1.5g。从速度上和加速度的对比上，直线电机具有相当大的优势，而且直线电机在成功解决发热问题后速度还会进一步提高，而“旋转伺服电机+滚珠丝杠”在速度上却受到限制很难再提高较多。 从动态响应上因为运动惯量和间隙以及机构复杂性等问题直线电机也占有绝对的优势。 速度控制上直线电机因其响应快，调速范围更宽，可以实现启动瞬间达到最高转速，高速运行时又能迅速停止。调速范围可达到1：10000。 精度比较： 精度方面直线电机因传动机构简单减少了插补滞后的问题，定位精度、重现精度、绝对精度，通过位置检测反馈控制都会较“旋转伺服电机+滚珠丝杠”高，且容易实现。 直线电机定位精度可达0.1μm。“旋转伺服电机+滚珠丝杠”最高达到2~5μm，且要求CNC-
滚珠丝杠的工作原理
滚珠丝杠的工作原理 3 n) Y( ~! A- O; g 4 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