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滾珠絲杠的傳遞效率及特點

高性能的滾珠絲杠副已成為數(shù)控機(jī)床設(shè)計中的重要選項之一。所謂高性能就是指在高速的基礎(chǔ)上，滾珠絲杠副具有高的精度及精度穩(wěn)定性，達(dá)到高剛度、高承載、自潤滑、低噪聲、小溫升及長壽命等性能。要實現(xiàn)滾珠絲杠副的高性能，需要在滾珠絲杠副的設(shè)計、制造及試驗檢測技術(shù)上不斷地創(chuàng)新。在加工中心、復(fù)合加工機(jī)床等數(shù)控機(jī)床設(shè)計中采用滾珠絲杠副組合直線導(dǎo)軌副的進(jìn)給系統(tǒng)非常普遍。 采用滾珠絲杠副傳動與滑動螺旋副傳動、靜壓螺旋傳動相比，具有如下特點。1.傳動效率高對于滑動螺旋傳動來說，在定期潤滑條件下，絲杠與青銅（或鑄鐵）螺母間的滑動摩擦系數(shù)μ在0.06~0.15,摩擦阻力大，傳遞效率低（一般低于40%)。滾珠絲杠副傳動的摩擦系數(shù)經(jīng)試驗測得，一般為0.0025-0.0035,其傳動摩擦阻力大幅減小，傳動效率得到很大提高。如圖1-3所示，當(dāng)摩擦系數(shù)μ=0.003、螺旋升角λ=2°時，傳動效率可達(dá)90%以上；當(dāng)螺旋升角λ=3°時，傳動效率可升至95%以上；當(dāng)λ繼續(xù)增大時，傳動效率的理論值可高達(dá)98%,但其速率增加的緩慢。滾珠絲杠副傳動效率相當(dāng)于滑動螺旋傳動的2~4倍，滾珠絲杠傳動相對滑動螺旋傳動來說，能以較小動力推動較大負(fù)荷，而功率消耗只有滑動螺旋傳動的1/4~1/2,不僅能大幅減輕操作者的勞動強(qiáng)度，而且對機(jī)械小型化、起動后顫動和滯后時間的減少以及節(jié)省能源等方面都具有重要意義。 2.傳動的可逆性滾珠絲杠副傳動不僅正傳動效率（簡稱正效率）高，而且逆?zhèn)鲃有剩ê喎Q逆效率）也幾乎同樣高達(dá)98%(見圖1-3b)。它既可把回轉(zhuǎn)運(yùn)動變成直線運(yùn)動（簡稱正傳動）,又可把直線運(yùn)動變成回轉(zhuǎn)運(yùn)動（簡稱逆?zhèn)鲃樱Ｒ虼耍c滑動螺旋傳動相比，滾珠絲杠副傳動突出的不同點是傳動具有可逆性，當(dāng)然，滾珠絲杠傳動的逆效率高，一方面固然帶來了逆?zhèn)鲃拥暮锰帲硪环矫鎱s沒有滑動螺旋傳動那樣的自鎖能力，在某些機(jī)構(gòu)中，特別是垂直升降機(jī)構(gòu)中使用滾珠絲杠副傳動時，必須設(shè)置防逆轉(zhuǎn)裝置，因此，與滑動螺旋傳動相比，帶來了機(jī)構(gòu)比較龐雜的缺點。單與靜壓螺旋傳動相比，機(jī)構(gòu)仍屬簡單緊湊，也易于維修。 3、同步性能好由于滾珠絲杠副傳動的滾動摩擦特性，摩擦阻力幾乎與運(yùn)動速度無關(guān)，靜摩擦力矩極小，起動摩擦力矩與運(yùn)動摩擦力矩接近相等。因此，運(yùn)動起動時無顫動，低速下運(yùn)轉(zhuǎn)無爬行。這不但縮短了起動時間，消除了在滑動螺旋傳動中的滑移現(xiàn)象，而且大大提高了傳動的靈敏度與準(zhǔn)確度，具有持續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行的特點。如果用幾套同樣的滾珠絲杠副同時驅(qū)動幾個相同的部件或裝置時，包括起動的同時性、運(yùn)行中的速度和位移等，都具有準(zhǔn)確的一致性，這就是所說的同步性。這種技術(shù)特性已成功地應(yīng)用到各種具有同步要求的機(jī)構(gòu)中。滿足主機(jī)超長行程、重載、高速的需求，滾珠絲杠副的驅(qū)動方式從傳統(tǒng)的“絲杠旋轉(zhuǎn)主驅(qū)動”發(fā)展為“螺母旋轉(zhuǎn)主驅(qū)動”，從“單一驅(qū)動”到“雙驅(qū)動、多驅(qū)動”，對“旋轉(zhuǎn)”與“直線”兩大運(yùn)動方式進(jìn)行優(yōu)化組合與疊加，使產(chǎn)品功能得到進(jìn)一步延伸與擴(kuò)展。在大型、超長滾珠絲杠副中，滾珠螺母旋轉(zhuǎn)主驅(qū)動具有以下特點：因絲杠固定不動，避免了大型絲杠旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的振動和噪聲，大大改善了同服進(jìn)給系統(tǒng)的動態(tài)特性；轉(zhuǎn)動慣量小，節(jié)省能源；因避開了絲杠旋轉(zhuǎn)時兩端支承方式和間距對臨界轉(zhuǎn)速的制約，有利于高速驅(qū)動；支承旋轉(zhuǎn)螺母的軸承遠(yuǎn)大于支承絲杠的軸承，軸向支承剛度更高；可擴(kuò)展主機(jī)功能，完成一軸多驅(qū)動。據(jù)統(tǒng)計，國內(nèi)典型重型、超長CNC機(jī)床，例如：CNC大型動梁雙坐標(biāo)落地鏗床、CNC大型龍門鏗銑床、SK7450×10mCNC超長絲杠磨床、CNC水刀切割機(jī)、CNC鋪射加工機(jī)及動梁式雙驅(qū)動龍門雕鐵床（見圖1-4)等都已成功地采用了這一新的驅(qū)動產(chǎn)品。滾珠螺母主驅(qū)動比直線電動機(jī)更節(jié)能、成本低；比曾長期用于重型機(jī)床的齒輪-齒條傳動，其傳動效率更高、運(yùn)動流暢平穩(wěn)、噪聲小；相比“滾珠蝸母條”，它的結(jié)構(gòu)較為簡單，制造、裝配、調(diào)試也頗為方便。在大行程、重載、高速領(lǐng)域，滾珠螺母主驅(qū)動型是結(jié)構(gòu)先進(jìn)的、具有推廣價值的綠色產(chǎn)品，有較大市場潛力。 4.傳動精度高傳動精度主要是指進(jìn)給精度和軸向定位精度。經(jīng)過溶硬和精磨螺紋滾道后的滾珠絲杠副，本身就具有較高的進(jìn)給精度。當(dāng)采用預(yù)緊螺母時，則能完全消除軸向間隙。如果預(yù)緊力適當(dāng)（即最佳預(yù)緊力）,在不增加驅(qū)動力矩和基本不降低傳動效率的前提下，能提高傳動系統(tǒng)的剛度和定位精度；在帶有反饋系統(tǒng)的滾珠絲杠傳動中，通過機(jī)電補(bǔ)償向服系統(tǒng)，能獲得較高的重復(fù)定位精度。由于滾珠絲杠副傳動摩擦小，工作時本身幾乎沒有溫度變化，因此不但進(jìn)給速度穩(wěn)定，而且絲杠尺寸也非常穩(wěn)定，這就是具有很高定位精度和重復(fù)定位精度的重要原因。滾珠絲杠副傳動之所以能在高精度數(shù)控機(jī)床、多工序自動數(shù)控機(jī)床、精密機(jī)床和密測量儀器中獲得廣泛應(yīng)用，特別是成為要求靈敏而精確配合同服系統(tǒng)所不可缺少的配套元件，其重要原因正是其傳動精度高。傳動精度是數(shù)控機(jī)床的重要技術(shù)指標(biāo)之一。定位精度是指數(shù)控機(jī)床工作臺等移動部件實際運(yùn)動位置與指令位置的一致程度，其不一致的差量即為定位誤差。定位誤差包括同服系統(tǒng)吳差、檢測系統(tǒng)誤差、進(jìn)給系統(tǒng)誤差等系統(tǒng)誤差，還包括移動部件導(dǎo)軌的幾何誤差等。定位吳差將直接影響零件加工的位置精度。重復(fù)定位精度是指在同一臺數(shù)控機(jī)床上，應(yīng)用相同程序相同代碼加工一批零件，所得到的連續(xù)結(jié)果的一致程度。重復(fù)定位精度受伺服系統(tǒng)特性、進(jìn)給系統(tǒng)的間隙與剛度以及摩擦特性等因素的影響。一般情況下，重復(fù)定位精度是呈正態(tài)分布的偶然性誤差，它影響一批零件加工的一致性，是一項非常重要的性能指標(biāo)。近年來，隨著數(shù)控機(jī)床的發(fā)展和機(jī)床結(jié)構(gòu)特性的提高，數(shù)控機(jī)床的性能與質(zhì)量都有了大幅度的提高。中等規(guī)格的加工中心，其定位精度普通級達(dá)到±5pm~±8pm/300mm,精密級達(dá)到±1pm~±3pm/全程；普通級加工中心的加工精度達(dá)到±1.5pm。如圖1-5所示VDWA50、B50五軸立式加工中心及MDH-A系列臥式加工中心是大連機(jī)床（DMTG)開發(fā)生產(chǎn)的具有國內(nèi)領(lǐng)先水平、國際先進(jìn)水平的臥式加工中心，該機(jī)床廣泛適用于汽車、模具、機(jī)械制造等行業(yè)的箱體零件、殼體零件、盤類零件、異形零件的加工，零件經(jīng)一次裝夾可動完成四個面的鐵、鏗、鉆、擴(kuò)、餃及攻螺紋的多工序加工。采用內(nèi)部兩檔變速的高速電主軸保證機(jī)床高低速的加工性能。 5.使用壽命長滾珠絲杠副的絲杠、螺母和滾珠都經(jīng)過粹硬處理，而且滾動摩擦產(chǎn)生的磨損極小，故絲杠副經(jīng)長期使用仍能保持其精度，工作壽命很長，這是滑動螺旋副無法比擬的。一般說來，滾珠絲杠副壽命比滑動螺旋副高5~6倍，而在某些使用場合下可高達(dá)10倍左右。使用壽命長這一優(yōu)點，可相對地彌補(bǔ)滾珠絲杠傳動制造成本較高的不足。基于以上特點，通常情況下超高Dn值滾珠絲杠副適用于高速數(shù)控車床、高速數(shù)控加工中心；端返式滾珠絲杠副適用于快速搬運(yùn)系統(tǒng)、一般產(chǎn)業(yè)機(jī)械及自動化機(jī)械；高速滾珠絲杠副適用于CNC機(jī)械、精密機(jī)床、產(chǎn)業(yè)機(jī)械、電子機(jī)械及高速化機(jī)械；精密研磨級滾珠絲杠副適用于CNC機(jī)械、精密機(jī)床、產(chǎn)業(yè)機(jī)械、電子機(jī)械、輸送機(jī)械及航天工業(yè)等；螺母旋轉(zhuǎn)式系列滾珠絲杠副適用于半導(dǎo)體機(jī)械、產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人、木工機(jī)、鋪射加工機(jī)及搬送裝置等；軋制級滾珠絲杠副適用于低摩擦、運(yùn)轉(zhuǎn)順暢等機(jī)械傳動場合，同時供貨迅速且價格低廉；重負(fù)荷滾珠絲杠副適用于全電式注塑成形機(jī)、沖壓機(jī)、半導(dǎo)體制造裝置、重負(fù)荷制動器、產(chǎn)業(yè)機(jī)械及鍛壓機(jī)械等。 以上就是為您講解的關(guān)于滾珠絲杠副的信息，也希望給您帶來了幫助，如果有疑問及需要請聯(lián)系我們（0513-0513-8878205513862716222），為您奉上性能穩(wěn)定、可靠的產(chǎn)品。

造成精密滾珠絲杠間隙太大的成因及預(yù)防措施

滾珠絲杠是工具機(jī)械和精密機(jī)械上較常使用的傳動元件，其主要功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成線性運(yùn)動，或?qū)⑴ぞ剞D(zhuǎn)換成軸向反復(fù)作用力，精密滾珠絲杠就是由滾珠絲杠發(fā)展而來的，精密滾珠絲杠同時兼具高精度、可逆性和高效率的特點。但是很多用戶反映精密滾珠絲杠間隙太大，針對這個問題廠家為大家分享了以下預(yù)防措施。 精密滾珠絲杠間隙太大的成因及預(yù)防措施： 1.軸承選用不當(dāng) 通常精密滾珠絲杠螺桿必須搭配斜角軸承，尤其是以高壓力角設(shè)計的軸承為較佳的選擇；當(dāng)滾珠螺桿承受軸向負(fù)載時，一般的精密滾珠絲杠軸承會產(chǎn)生適量的軸向背隙，因此深溝的精密滾珠絲杠軸承并不適用於此。 2.軸承安裝不當(dāng) (1)若軸精密滾珠絲杠承安裝於滾珠螺桿而兩者貼合不確實，在承受軸向負(fù)載的情況下會導(dǎo)致背隙的產(chǎn)生，這種情形可能是由於螺桿肩部太長或太短所造成的。 (2)精密滾珠絲杠軸承承靠面與鎖定螺帽Ｖ形牙軸心的垂直度不佳，或兩對應(yīng)方向的鎖定螺帽面平行度不佳，會導(dǎo)致軸承的傾斜；因此螺桿肩部的鎖定螺帽Ｖ形牙與軸承承靠面必須同時加工，才能確保垂直度，如果以研磨方式加工更好。 3.無預(yù)壓或預(yù)壓不足 無預(yù)壓的精密滾珠絲杠螺桿垂直放置時，螺帽會因本身的重量而造成轉(zhuǎn)動而下滑；無預(yù)壓的螺桿會有相當(dāng)?shù)谋诚洞嬖冢虼酥荒苡渺遁^小操作阻力的機(jī)器，但主要的顧慮是定位精度較不要求。於不同的應(yīng)用上決定正確的預(yù)壓量，并於出貨前調(diào)好預(yù)壓；因此當(dāng)您訂購滾珠螺桿前請確實詳述設(shè)備的操作情況。 4.螺帽座或軸承座剛性不足 如果精密滾珠絲杠中螺帽座或軸承座剛性不足，由於元件本身的重量或機(jī)器的荷載會使其產(chǎn)生偏斜。 以上就是為您講解的關(guān)于滾珠絲杠副的信息，也希望給您帶來了幫助，如果有疑問及需要請聯(lián)系我們（0513-0513-8878205513862716222），為您奉上性能穩(wěn)定、可靠的產(chǎn)品。

滾珠絲杠副的工作原理

傳統(tǒng)機(jī)械傳動設(shè)計選型中采用螺旋傳動是非常廣泛的，最常見的一種是滑動螺旋傳動。由于滑動螺旋傳動的接觸螺旋面間存在著較大的滑動摩擦阻力，故其傳動效率低、磨損快、使用壽命短，已不能完全滿足現(xiàn)代機(jī)械傳動在高速度、高效率、高精度等方面的發(fā)展要求。滾珠絲杠副是一種可以將螺旋運(yùn)動與直線運(yùn)動進(jìn)行雙向轉(zhuǎn)換的傳動元件，其結(jié)構(gòu)包括絲杠軸、螺母和滾動體。滾珠絲杠副巧妙之處在于滾動體在螺母與絲杠滾道之間所做的滾動運(yùn)動，這種運(yùn)動方式與滑動相比大大提高了傳動的效率。例如與傳統(tǒng)的滑動絲杠副相比較，滾珠絲杠副只需要原來的三分之一動力即可達(dá)到同一水平的傳動效果。但是滾珠絲杠副制造難度也比傳統(tǒng)的滑動絲杠副要大很多，其制造過程甚至對濕度和溫度都有很高的要求。 數(shù)控機(jī)床傳動設(shè)計選型中為了減小傳動副摩擦和提高傳動效率，國內(nèi)外已普遍采用以滾動摩擦代替滑動摩擦的原理，簡稱“滾化”原理，創(chuàng)造了滾珠絲杠副這種先進(jìn)的新型傳動機(jī)構(gòu)。對于滾珠絲杠副，其結(jié)構(gòu)上最明顯的特征是：構(gòu)件間的可動聯(lián)接通常不是借助于運(yùn)動副本身，而是在絲杠和螺母兩構(gòu)件之間利用中間元件（滾珠）來實現(xiàn)的。滾珠絲杠副是在絲杠與螺母旋合螺旋槽之間放置適量滾珠作為中間傳動體，借助滾珠返回通道，構(gòu)成滾珠在閉合回路中循環(huán)的螺旋傳動機(jī)構(gòu)，如下方圖所示。 當(dāng)絲杠或螺母傳動時，滾珠被推動在閉合回路中行成滾珠鏈的反復(fù)循環(huán)運(yùn)動，絲杠和螺母的相對運(yùn)動借助于滾珠鏈的作用，把滑動接觸變成了滾動接觸。因此，滾動螺旋傳動相對于滑動螺旋傳動而言，其螺旋傳動機(jī)理，概括地說來，就是以滾動摩擦代替了滑動摩擦。這也是滾動螺旋傳動具有獨特技術(shù)性能的物理本質(zhì)所在。 以上就是為您講解的關(guān)于滾珠絲杠副的信息，也希望給您帶來了幫助，如果有疑問及需要請聯(lián)系我們（0513-0513-8878205513862716222），為您奉上性能穩(wěn)定、可靠的產(chǎn)品。

精密滾珠絲杠的六大高性能優(yōu)勢，你都了解嗎

AGV機(jī)器人是一種比較偏向于智能化的機(jī)器人設(shè)計，在物流領(lǐng)域、電力行業(yè)中都已經(jīng)開始流行起來。AGV機(jī)器人中有一個重要的部件，就是精密滾珠絲杠，它屬于一種精密的機(jī)械化產(chǎn)品，被砍只是一個小的零部件，卻是AGV機(jī)器人制作中不可分割的一部分。那關(guān)于AGV機(jī)器人絲杠的優(yōu)勢我們就一起來了解一下吧。 一、與滑動絲杠副相比驅(qū)動力矩為1/3 由于滾珠絲杠副的絲桿軸與絲母之間有很多滾珠在做滾動運(yùn)動，所以能得到較高的運(yùn)動效率.與過去的滑動絲杠副相比驅(qū)動力矩達(dá)到1/3以下，即達(dá)到同樣運(yùn)動結(jié)果所需的動力為使用滾動絲桿副的1/3，在省電方面很有幫助。 二、高精度的保證 滾珠絲桿副是用日本制造的世界較高水平的機(jī)械設(shè)備連貫生產(chǎn)出來的，特別是在研削、組裝、檢查各工序的工廠環(huán)境方面，對溫度濕度進(jìn)行了嚴(yán)格的控制，由于完善的品質(zhì)管理體制使精度得以充分保證。 三、微進(jìn)給可能 滾珠絲桿副由于是利用滾珠運(yùn)動，所以啟動力矩極小，不會出現(xiàn)滑動運(yùn)動那樣的爬行現(xiàn)象，能保證實現(xiàn)精確的微進(jìn)給。 四、無側(cè)隙、剛性高 滾珠絲桿副可以加予壓，由于予壓力可使軸向間隙達(dá)到負(fù)值，進(jìn)而得到較高的剛性(滾珠絲桿內(nèi)通過給滾珠加予壓力，在實際用于機(jī)械裝置等時，由于滾珠的斥力可使絲母部的剛性增強(qiáng))。 五、高速進(jìn)給可能 滾珠絲桿由于運(yùn)動效率高、發(fā)熱小、所以可實現(xiàn)高速進(jìn)給(運(yùn)動)。 六、優(yōu)良的加工性能 磨削時不易產(chǎn)生裂紋，能得到良好的表面光潔度和較小的殘余內(nèi)應(yīng)力，對刀具磨損作用較小。抗拉極限強(qiáng)度一般不低于588MPa。有良好的熱處理工藝性，淬透性好，不易淬裂，組織均勻，熱處理變形小，能獲得較高的硬度，從而保證浙江精密滾珠絲杠的耐磨性和尺寸的穩(wěn)定性。 以上就是為您講解的關(guān)于滾珠絲杠副的信息，也希望給您帶來了幫助，如果有疑問及需要請聯(lián)系我們（0513-0513-8878205513862716222），為您奉上性能穩(wěn)定、可靠的產(chǎn)品。