高速滚珠丝杠副面临的问题

作为高速进给传动系统中的主要执行元件，滚珠丝杠副的动态性能和热特性对高速传动的性能影响很大。系统由于转速的提高，滚珠丝杠进给系统中的接触区域（丝杠螺母、轴承等）会产生大量热量，而这些热量不能及时散去，会使滚珠丝杠的温度升高并造成滚珠丝杠的热变形，降低机床的加工精度。

随着高速数控机床的发展，对滚珠丝杠的性能也提出了更高的要求，滚珠丝杠的传动速度v=p·n（其中Ｐ为滚珠丝杠的导程，n以为转速），所以提高滚珠丝杠的传动速度可以有两种方式：一种是提高滚珠丝杠的转速，另一种是采用大导程。

提高转速n通常受滚珠限制丝杠d·n（d为滚珠丝杠的公称直径）。当n增大时，d会减小，导致系统刚性差，容易变形影响加工精度。导程P过大时，不仅增加了滚珠丝杠的制造难度，定位精度难以提高，降低了滚珠丝杠副的承载能力，而且增加了伺服电机的启动扭矩，因此需要进行折中考虑。在具体设计中考虑选择合适的决定速度和领先。

在实际应用中，滚珠丝杠高速化后，主要面临以下问题：

滚珠丝杠的强度和刚度。只有满足滚珠丝杠的加减速特性，高速滚珠丝杠的直线运动才有意义。在这种情况下，滚珠丝杠往往会受到很大的冲击力，否则会影响加工精度。因此对于高速滚珠丝杠，不仅需要合理的结构设计，而且在制造过程中还需要合理安排加工工艺，消除内应力，从而提高滚珠丝杠的承载能力和刚度，满足高速驱动的要求。

滚珠丝杠的热量。滚珠丝杠高速旋转后，温升是一个无法回避的问题，降低滚珠丝杠温升的方法是减少其发热或增加散热。对滚珠丝杠副施加预紧力可以吸收部分热量，采用空心滚珠丝杠进行强制冷却是一种常用的强制冷却方式，以增加散热。

高速滚珠丝杠的强度和刚度可以理论上计算，可以通过增加设计尺寸来解决。但是， 滚珠丝杠的发热是不可避免的，有必要通过理论分析来了解发热的来源和散热的方法，从而根据实际情况找到解决温升和抑制热位移的方法。