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滾珠絲杠

（Ball screw shaft）

滾珠絲桿

滾珠絲桿是將回轉(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)的理想的產(chǎn)品。滾珠絲桿由螺桿、螺母和滾珠組成。它的功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動(dòng)，這是滾珠螺絲的進(jìn)一步延伸和發(fā)展，這項(xiàng)發(fā)展的重要意義就是將軸承從滾動(dòng)動(dòng)作變成滑動(dòng)動(dòng)作。由于具有很小的摩擦阻力，滾珠絲杠被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)設(shè)備和精密儀器。

一、簡(jiǎn)介

1、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)的理想的產(chǎn)品。

艾克姆螺桿

2、滾珠絲杠由螺桿、螺母、鋼球、預(yù)壓片、反向器、防塵器組成。它的功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動(dòng)，這是艾克姆螺桿的進(jìn)一步延伸和發(fā)展，這項(xiàng)發(fā)展的重要意義就是將軸承從滾動(dòng)動(dòng)作變成滑動(dòng)動(dòng)作。由于具有很小的摩擦阻力，滾珠絲杠被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)設(shè)備和精密儀器。

滾珠絲杠是工具機(jī)和精密機(jī)械上常使用的傳動(dòng)元件，其主要功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成線性運(yùn)動(dòng)，或?qū)?SPAN lang=EN-US>扭矩轉(zhuǎn)換成軸向反覆作用力，同時(shí)兼具高精度、可逆性和高效率的特點(diǎn)。

滾珠絲杠主要參數(shù)為：公稱直徑與導(dǎo)程。

二、原理

1、按照國(guó)標(biāo)GB/T17587.3-1998及應(yīng)用實(shí)例，滾珠絲杠（已基本取代梯形絲桿，俗稱絲桿）是用來(lái)將旋轉(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)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行元件，并具有傳動(dòng)效率高，定位準(zhǔn)確等

2、當(dāng)滾珠絲杠作為主動(dòng)體時(shí)，螺母就會(huì)隨絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)角度按照對(duì)應(yīng)規(guī)格的導(dǎo)程轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動(dòng)，被動(dòng)工件可以通過(guò)螺母座和螺母連接，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的直線運(yùn)動(dòng)。

三、用途

滾珠絲杠軸承為適應(yīng)各種用途，提供了標(biāo)準(zhǔn)化種類繁多的產(chǎn)品。廣泛應(yīng)用于機(jī)床，滾珠的循環(huán)方式有循環(huán)導(dǎo)管式、循環(huán)器式、端蓋式。預(yù)壓方式有定位預(yù)壓

（雙螺母方式、位預(yù)壓方式）、定壓預(yù)壓?？筛鶕?jù)用途選擇適當(dāng)類型。絲桿有高精度研磨加工的精密滾珠絲杠（精度分為從CO-C7的6個(gè)等級(jí)）和經(jīng)高精度冷軋加工成型的冷軋滾珠絲杠軸承（精度分為從C7-C10的3個(gè)等級(jí)）。另外，為應(yīng)付用戶急需交貨的情況，還有已對(duì)軸端部進(jìn)行了加工的成品，可自由對(duì)軸端部進(jìn)行追加工的半成品及冷軋滾珠絲杠軸承。作為此軸承的周邊零部件，在使用所必要的絲杠支撐單元、螺母支座、鎖緊螺母等也已被標(biāo)準(zhǔn)化了，可供用戶選擇使用。

滾珠絲杠軸承以多年來(lái)所累積制品技術(shù)為基礎(chǔ)，從材料、熱外理、制造、檢查至出貨，都是以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)钠繁Ｖ贫葋?lái)加以管理，因此具有高信賴性。

四、應(yīng)用

1、超高DN值滾珠絲杠：高速工具機(jī)，高速綜合加工中心機(jī)。

2、端蓋式滾珠絲杠：快速搬運(yùn)系統(tǒng)，一般產(chǎn)業(yè)機(jī)械，自動(dòng)化機(jī)械。

3、高速化滾珠絲杠：CNC機(jī)械、精密工具機(jī)、產(chǎn)業(yè)機(jī)械、電子機(jī)械、高速化機(jī)械。

4、精密研磨級(jí)滾珠絲杠：CNC機(jī)械，精密工具機(jī)，產(chǎn)業(yè)機(jī)械，電子機(jī)械，輸送機(jī)械，航天工業(yè)，其它天線使用的致動(dòng)器、閥門(mén)開(kāi)關(guān)裝置等。

5、螺帽旋轉(zhuǎn)式（R1）系列滾珠絲杠：半導(dǎo)體機(jī)械、產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人、木工機(jī)、雷射加工機(jī)、搬送裝置等。

軋制級(jí)滾珠絲杠：低摩擦、運(yùn)轉(zhuǎn)順暢的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)供貨迅速且價(jià)格低廉

重負(fù)荷滾珠絲杠：全電式射出成形機(jī)、沖壓機(jī)、半導(dǎo)體制造裝置、重負(fù)荷制動(dòng)器、產(chǎn)業(yè)機(jī)械、鍛壓機(jī)械

五、類型

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(guò)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(guò)程結(jié)束后通過(guò)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)。如圖2-3所示，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。 圖2-3 常用外循環(huán)方式(a)端蓋式；（b）插管式；（c）螺旋槽式如圖2-3（a）所示是端蓋式，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(kāi)有滾珠的回程口，滾珠由此進(jìn)入回程管，形成循環(huán)。如圖2-3（b）所示為插管式，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。如圖2-3（c）所示為螺旋槽式，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。

滾珠絲杠

2、內(nèi)循環(huán)：如圖2-4所示為內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠。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2-4（a）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(kāi)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2-4（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(kāi)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。圖為端蓋式循環(huán)，僅供參考。

六、種類選擇

滾珠絲杠的螺母，根據(jù)鋼球的循環(huán)方式可分為：彎管式、循環(huán)器式、端蓋式。這三種循環(huán)方式的特長(zhǎng)。

1、彎管式：（SBN、BNF、BNT、BNFN、BIF 和 BTK型）這些型號(hào)，搜索的到。

2、循環(huán)式導(dǎo)片式：（HBN型）這些型號(hào)是典型的螺母，通過(guò)使用彎管讓鋼球經(jīng)行循環(huán)。鋼球從絲桿軸的溝槽中掬取進(jìn)入彎管后，再回到溝槽中，做無(wú)限循環(huán)運(yùn)動(dòng)。

3、循環(huán)器式：（DK、DKN、DIK、JPF 和 DIR型）這些型號(hào)是小型的螺母，通過(guò)循環(huán)器改變鋼球的行進(jìn)方向，越過(guò)絲桿軸外徑回到原位，做無(wú)限循環(huán)運(yùn)動(dòng)。

4、端蓋式：（SBK、SDA、SBKH、WHF、BLK、WGF、BLW、WTF、CNF 和 BLR型）

這些型號(hào)是合適高速給進(jìn)的螺母。鋼球利用端蓋，從絲桿軸的溝槽中被掬取到螺母的通孔里，通過(guò)通孔又回到溝槽中，做無(wú)限循環(huán)運(yùn)動(dòng)。

七、特點(diǎn)

1、滑動(dòng)絲杠副和驅(qū)動(dòng)力相比1/3

由于滾珠絲杠副的絲杠軸與絲杠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(guò)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)力為使用滾動(dòng)絲杠副的1/3。在省電方面很有幫助。

2、高精度的保證

滾珠絲杠副是一般是用世界高水平的機(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。

3、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。

4、無(wú)側(cè)隙、剛性高

滾珠絲杠副可以加與預(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(guò)給滾珠加予壓力,在實(shí)際用于機(jī)械裝置等時(shí),由于滾珠的斥力可使絲母部的剛性增強(qiáng))。

5、高速進(jìn)給可能

滾珠絲杠由于運(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))。

◎精度公差:P5 .P7

八、保護(hù)

滾珠絲杠的保護(hù)

滾珠絲杠副可用潤(rùn)滑來(lái)提高耐磨性及傳動(dòng)效率。潤(rùn)滑劑分為潤(rùn)滑油及潤(rùn)滑脂兩大類。潤(rùn)滑油用機(jī)油、90～180號(hào)透平油或140號(hào)主軸油。潤(rùn)滑脂可采用鋰基油脂。潤(rùn)滑脂加在螺紋滾道和安裝螺母的殼體空間內(nèi)，而潤(rùn)滑油通過(guò)殼體上的油孔注入螺母空間內(nèi)。

滾珠絲杠副和其它滾動(dòng)摩擦的傳動(dòng)元件，只要避免磨料微粒及化學(xué)活性物質(zhì)進(jìn)入，就可以認(rèn)為這些元件幾乎是不產(chǎn)生磨損的情況下工作的。但如果在滾道上落入臟物，或使用骯臟的潤(rùn)滑油，不僅會(huì)妨礙滾珠的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，而且使磨損急劇增加。

通常采用毛氈圈對(duì)螺母副進(jìn)行密封，毛氈圈的厚度為螺距的2～3倍，而且內(nèi)孔做成螺紋的形狀，使之緊密地包住絲杠，并裝入螺母或套筒兩端的槽孔內(nèi)。密封圈除了采用柔軟的毛氈之外，還可以采用耐油橡膠或尼龍材料。由于密封圈和絲杠直接接觸，因此防塵效果較好，但也增加了滾珠絲杠螺母副的摩擦阻力矩。為了避免這種摩擦阻力矩，可以采用由較硬塑料制成的非接觸式迷宮密封圈，內(nèi)孔做成與絲杠螺紋滾道相反的形狀，并留有一定的間隙。

對(duì)于暴露在外面的絲杠，一般采用螺旋剛帶、伸縮套筒、錐形套筒以及折疊式塑料或人造革等形式的防護(hù)罩，以防止塵埃和磨粒粘附到絲杠表面。除與導(dǎo)軌的防護(hù)罩相似外，這幾種防護(hù)罩一端連接在滾珠螺母的端面，另一端固定在滾珠絲杠的支承座上。這樣就可以更加的牢固了。

泰安海數(shù)機(jī)械制造有限公司

      技術(shù)部  供稿

      2013年7月1日