滚珠丝杠的类型和机构

滚珠丝杠的类型和机构

滚珠丝杠螺母副结构示意图组成：主要由丝杠轴、螺母、滚珠及滚道（回滚珠）、螺母座等组成。工作原理：在螺杆和螺母上加工圆弧形的螺旋槽，当它们套在一起时形成螺旋滚道，并在滚道内装上滚珠；球沿滚道滚动，并通过回油管作一周运动；后胎圈管的两端也起到了防止球沿滚道脱落的作用。特点：传动效率高：机械效率可高达92%～98%；摩擦小：主要用滚珠滚动代替普通丝杆螺母滑动；可消除轴向间隙:还由于滚珠的作用，提高了系统的刚性；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硬度。

由于滚珠丝杠的不断普及，应用领域不断扩大，对滚珠丝杠副的要求也越来越多，滚珠丝杠的一般规格已远远不能满足使用要求，如航空航天领域、小型精密测试设备、电子仪器和半导体器件等基本上都要求公称直径d0≤12mm、导程Ph=0.5-2.5 mm的微型滚珠丝杆副。日本公司已开发出标称直径d0=4mm，导程Ph=0.5mm的世界上最小的铅芯微型滚珠丝杠副；半导体插件器件、小型机器人和因此就需要一个微型大的滚珠丝杠轴来满足高速驱动的要求。

随着机械产品向高速、高效、自动化方向发展，工业机器人、数控锻压机械、加工中心和机电一体化自动化机械等，进给驱动速度不断提高，大型滚珠丝杠轴满足了高速的要求。日本公司开发了一种公称直径×导程：15毫米×40毫米，16毫米×50毫米，20毫米×60毫米，25毫米×80毫米大滚珠丝杠轴，进给速度180m/min。滚珠丝杠副按照一般分类进行分类。现在国内外文献对滚珠丝杠副没有统一的分类，但各国一般都是按以下原则分类，普通滚珠丝杆副一般是指公称直径d0=16-100mm，导程Ph=4-20mm，螺钉角度φ＞9°。微型滚珠丝杠轴，是指公称直径d0≤12mm的滚珠丝杆。

对于导程Ph≤3mm的滚珠丝杠轴副称为微型小滚珠丝杠副，螺钉角度大于φ＞9°的滚珠丝杠副称为微大型滚珠丝杆副。大丝杠轴是指公称直径d0的滚珠丝杠≥16mm，螺旋角为17°≥φ9或导程d0≤Ph≤d0，螺旋角≥17°，称为超大导程滚珠丝杆。重型滚珠丝杠轴是指公称直径d0≥125mm的滚珠丝杠。

传统上将胎圈螺旋副的结构分为两种：内循环结构（以圆形反转装置和椭圆形反转装置为代表）和外循环结构。这两种结构也是最常用的。两种结构在性能上没有本质区别，但内环结构的安装和连接尺寸较小，外循环结构具有较大的安装和连接尺寸。目前，滚珠丝杠副的结构已有十种，但较为常用的主要有（附表）：内循环结构、外循环结构、端盖结构、盖板结构。内循环结构逆变器的形状多种多样，但常用的形状有圆形和椭圆形。由于圆球反向通道较短，不如椭圆形结构光滑；现在，最好的反向结构为椭圆形的内通道结构，由于滚珠反向不穿过螺杆顶，类似于外循环结构，因此，消除了螺杆顶向滚珠反向的倒角误差。但由于制造工艺复杂，这种结构的推广受到影响。