機(jī)械配件滾珠絲桿技術(shù)知識(shí)回顧

xiaobing86203

       滾珠絲杠副又名滾珠絲桿副、滾珠螺桿副。是由絲杠及螺母二個(gè)配套組成的。是目前傳動(dòng)機(jī)械中精度最高也是最常用的傳動(dòng)裝置。
      使物體運(yùn)動(dòng)時(shí),一般來(lái)講需要將動(dòng)力產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng) 直接或通過其他機(jī)構(gòu) 間接地傳達(dá)到最終運(yùn)動(dòng)部。以發(fā)動(dòng)機(jī)為例,在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)由于汽油的燃燒使活塞上下移動(dòng),再通過中間機(jī)構(gòu)最終傳遞到車輪使之發(fā)生回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
      當(dāng)今世界中,能代表機(jī)械的、有各種運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的裝置,可以說(shuō)無(wú)一不是具有某種形式的運(yùn)動(dòng)傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)。滾珠絲杠副是將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng),或?qū)⒅本�運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的最合理的產(chǎn)品。
      滾珠絲桿副是在絲杠與螺母間以鋼球?yàn)闈L動(dòng)體的螺旋傳動(dòng)元件。它可將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本�運(yùn)動(dòng)，或者將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾�轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。因此滾珠絲杠副既是傳動(dòng)原件，也是直線運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)化元件。
特長(zhǎng)：
與滑動(dòng)絲杠副相比驅(qū)動(dòng)力矩為1/3：
由于滾珠絲杠副的絲杠軸與絲母(螺母)之間有很多滾珠在做滾動(dòng)運(yùn)動(dòng),所以能得到較高的運(yùn)動(dòng)效率。與過去的滑動(dòng)絲杠副相比驅(qū)動(dòng)力矩達(dá)到1/3以下,即達(dá)到同樣運(yùn)動(dòng)結(jié)果所需的動(dòng)力為使用滑動(dòng)絲杠副的1/3。
高精度的保證：
滾珠絲杠副是用高水平的機(jī)械設(shè)備連貫生產(chǎn)出來(lái)的，特別是在研削、組裝、檢查各工序的工廠環(huán)境方面,對(duì)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。
微進(jìn)給可能：
滾珠絲杠副由于是利用滾珠運(yùn)動(dòng),所以啟動(dòng)力矩極小,不會(huì)出現(xiàn)滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)那樣的爬行現(xiàn)象,能保證實(shí)現(xiàn)精確的微進(jìn)給。
無(wú)（�。﹤�(cè)隙、剛性高：
滾珠絲杠副可以加預(yù)壓,由于預(yù)壓力可使軸向間隙達(dá)到負(fù)值,進(jìn)而得到較高的剛性【滾珠絲杠內(nèi)通過給滾珠加預(yù)壓力,在實(shí)際用于機(jī)械裝置等時(shí),由于滾珠的斥力可使絲（螺）母部的剛性增強(qiáng)】。
高速進(jìn)給可能：
滾珠絲杠副由于運(yùn)動(dòng)效率高、發(fā)熱小、所以可實(shí)現(xiàn)高速進(jìn)給(運(yùn)動(dòng))。
循環(huán)方式
常用的循環(huán)方式有兩種：外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)。
滾珠在循環(huán)過程中有時(shí)與絲杠脫離接觸的稱為外循環(huán)；始終與絲杠保持接觸的稱為內(nèi)循環(huán)。滾珠每一個(gè)循環(huán)閉路稱為列，每個(gè)滾珠循環(huán)閉路內(nèi)所含導(dǎo)程數(shù)稱為圈數(shù)。內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠副的每個(gè)螺母有2列、3列、4列、5列等幾種，每列只有一圈；外循環(huán)每列有1.5圈、2.5圈和3.5圈等幾種。
（1） 外循環(huán)：外循環(huán)是滾珠在循環(huán)過程結(jié)束后通過螺母外表面的螺旋槽或插管返回絲杠螺母間重新進(jìn)入循環(huán)。外循環(huán)滾珠絲杠螺母副按滾珠循環(huán)時(shí)的返回方式主要有端蓋式、插管式和螺旋槽式。
(a)端蓋式；（b）插管式；（c）螺旋槽式；
端蓋式，在螺母上加工一縱向孔，作為滾珠的回程通道，螺母兩端的蓋板上開有滾珠的回程口，滾珠由此進(jìn)入回程管，形成循環(huán)。
端蓋式↓

插管式，它用彎管作為返回管道，這種結(jié)構(gòu)工藝性好，但是由于管道突出螺母體外，徑向尺寸較大。
插管式↓

螺旋槽式，它是在螺母外圓上銑出螺旋槽，槽的兩端鉆出通孔并與螺紋滾道相切，形成返回通道，這種結(jié)構(gòu)比插管式結(jié)構(gòu)徑向尺寸小，但制造較復(fù)雜。外循環(huán)滾珠絲杠外循環(huán)結(jié)構(gòu)和制造工藝簡(jiǎn)單，使用廣泛。其缺點(diǎn)是滾道接縫處很難做得平滑，影響滾珠滾道的平穩(wěn)性。

（2） 內(nèi)循環(huán)：內(nèi)循環(huán)均采用反向器實(shí)現(xiàn)滾珠循環(huán)，反向器有兩種類型。如圖所示為圓柱凸鍵反向器，它的圓柱部分嵌入螺母內(nèi)，端部開有反向槽2。反向槽靠圓柱外圓面及其上端的圓鍵1定位，以保證對(duì)準(zhǔn)螺紋滾道方向。如圖（b）所示為扁圓鑲塊反向器，反向器為一般圓頭平鍵鑲塊，鑲塊嵌入螺母的切槽中，其端部開有反向槽3，用鑲塊的外輪廓定位。兩種反向器比較，后者尺寸較小，從而減小了螺母的徑向尺寸及縮短了軸向尺寸。但這種反向器的外輪廓和螺母上的切槽尺寸精度要求較高。
內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠的優(yōu)點(diǎn)是徑向尺寸緊湊，剛性好，因其返回滾道較短，故摩擦損失小。適用于高靈敏、高精度傳動(dòng)、不宜用于重載傳動(dòng)。其缺點(diǎn)是反向器加工困難。

滾珠絲杠副的加工：
滾珠絲杠分為磨制（研磨）滾珠絲杠，軋制滾珠絲桿。
軋制絲桿是冷軋出來(lái)的，精度很低，好點(diǎn)的生產(chǎn)商勉強(qiáng)可以做到C5級(jí)，但有一個(gè)好處就是制作周期短，交期快。研磨級(jí)絲杠制作工藝比較復(fù)雜，是使用超精密研磨機(jī)床磨制出來(lái)的，精度可以達(dá)到最高等級(jí)C0級(jí)，但交期慢！
滾珠絲杠副的使用：
滾珠絲杠副在使用時(shí)應(yīng)注意一下事項(xiàng)
1、滾動(dòng)螺母應(yīng)在有效行程內(nèi)運(yùn)動(dòng)，必要時(shí)要在行程兩端配置限位，以避免螺母越程脫離絲杠軸而使?jié)L珠脫落。
2.、滾珠絲杠副由于傳動(dòng)效率高，不能自鎖，在用于垂直方向傳動(dòng)時(shí)，如部件重量未加平衡，必須防止傳動(dòng)停止或電機(jī)失電后，因部件自重而產(chǎn)生的逆?zhèn)鲃?dòng)，防逆?zhèn)鲃?dòng)方法可用渦輪螺桿傳動(dòng)，液壓式電器制動(dòng)器及超越離合器等。

天天來(lái)一回

感謝分享。

川中小卒

謝謝樓主分享

xiaobing86203

天天來(lái)一回 發(fā)表于 2017-4-26 11:19
感謝分享。

自動(dòng)化設(shè)計(jì)里面經(jīng)常會(huì)用到，所以壓箱底的資料那出來(lái)曬曬~~

xiaobing86203

川中小卒 發(fā)表于 2017-4-26 11:43
謝謝樓主分享

分享的同時(shí)，我自己也回顧了一遍

zwr1234

感謝分享

未來(lái)第一站

世界上第一個(gè)使用滾珠絲杠副的是19世紀(jì)美國(guó)通用汽車公司。

暗子星

感謝樓主分享，很實(shí)用的技術(shù)

cynthia_yue

感覺樓主是一個(gè)資深機(jī)械前輩啊

xiaobing86203

cynthia_yue 發(fā)表于 2017-4-26 15:12
感覺樓主是一個(gè)資深機(jī)械前輩啊

不敢當(dāng)啊，只是有將近10年的工作經(jīng)驗(yàn)，也還是要不斷學(xué)習(xí)的