螺钉角度对单螺母滚珠丝杠轴刚度的影响

螺钉角度对单螺母滚珠丝杠轴刚度的影响

滚珠丝杠轴作为数控机床的直线驱动机构，在机床行业中得到了广泛的应用。滚珠丝杠副定位精度在很大程度上决定了数控机床的定位精度。随着数控机床高速化、高精度化的发展，对滚珠丝杠副性能的要求越来越高，与热变形和丝杠误差对定位精度的影响相比，滚珠丝杠轴的轴向接触变形和轴线接触刚度对高速丝杠定位精度影响更为明显。

随着滚珠丝杠副进给速度的提高，丝杠转角达到18°左右，对弹性接触变形和轴向接触刚度的影响越来越明显，在滚珠丝杠副力的分析和力学建模中，忽略了丝杠转角的影响，将其简化为几个纯轴向载荷的方法不能准确地反映副力分析和丝杠的弹性变形。

单螺母滚珠丝杠轴向接触变形与丝杠转角成反比，单螺母滚珠丝杠轴向接触刚度与丝杠转角成正比。

假设滚珠丝杠轴的其他结构参数不变，轴向为2000N，给出了丝杠转角与轴向弹性变形的关系曲线，以及螺旋转角和轴向接触刚度的关系。单螺母滚珠丝杠轴向接触变形随丝杠转角的增大而减小，接触刚度增大。在00～100范围内，丝杠转角对滚珠丝杠轴的轴向接触变形和刚度影响不大，曲线稳定。但当螺旋角大于50，尤其是大于100时，轴向接触刚度随螺旋角的增大而迅速增大。因此，增大螺杆轴角可以减小轴向弹性变形，提高滚珠丝杠的轴向刚度。

因为在确定滚珠丝杠轴的公称直径时，随着导程的增大，螺旋角的增大不仅提高了滚珠丝杆的进给速度，而且提高了轴向接触刚度和轴向定位精度。

滚珠丝杠副广泛应用于各种精密仪器的进给机构中，特别是在数控机床中，滚珠丝杠轴的轴向接触变形和刚度对定位精度影响很大，是数控机床进给系统中最薄弱的环节。因此，为了提高数控机床的定位精度，有必要研究滚珠丝杠轴的轴向接触刚度。