滚珠丝杆螺母副示意图
PRTT滚珠丝杠螺母副(简称滚珠丝杆副)是回转运动与直线运动相互转换的理想传动装置,它的结构特点是具有螺旋槽的丝杠螺母间装有滚珠(作为中间传动元件),以减少摩擦。
如图2-13所示为滚珠丝杠副的结构,其工作原理是:在丝杠和螺母上加工有弧形螺旋槽,当把它们套装在一起时可形成螺旋滚道,并且滚道内填满滚珠,当丝杠相对于螺母做旋转运动吋,两者间发生轴向位移.而滚珠则可沿着滚道滚动.减少摩擦阻力.滚珠在丝杠上滚过数圈后,通过回程引导装置(回珠器).逐个滚回到丝杠和螺母之间.构成一个闭合的回路管道。
滚珠在循环滚动过程中的称内循环式式。如图2-13(a)所示,内循环式的滚珠丝杠带有反向器(反向回珠器).返回的滚珠从螺纹滚道进入反向器.借助于反向器迫使滚珠越过丝杠牙顶进人相邻滚道,实现循环。在此过程中,滚珠在反向器和丝杠外圆之间滚动不会沿滚道滑出。一般一个螺母上装有2?4个反向器,反向器沿螺母圆周等分均布。圆形、带凸键且在孔内不能浮动的反向器称为间定式反向器;圆形且在孔内可以浮动的反向器称为浮动式反向器。内循环式的优点是径向尺寸紧凑、刚性好。因其返回滚道行程较短,摩擦损失小,故效率高。
滚珠在返回过程中与丝杠脱离接触的称为外循环式,如图2-13(b)所示。外循环式的滚珠丝杠副按滚珠返回的方法不一样,有插管式和螺旋槽式,如图2-14(a)所示为插管式,其上弯管即返回滚道,滚珠在丝杠与螺母副之间可以做周而复始的循环运动,弯管的两端还能起到阻挡滚珠的作用,避免滚珠沿滚道滑出。插管式外循环的特点是结构相对比较简单、容易 制造,但由于返回滚道突出于螺母体外,所以径向尺寸较大,且弯管两端耐磨性和抗冲击能力差。如图2-14(b)所示为螺旋槽式.即在螺母外圆上铣出螺旋槽,在槽的两端钻出通孔并与螺纹滚道相切,以形成返回滚道。与插管式的结构相比,螺旋槽式径向尺寸小,但制造上较为复杂。
在传动时,滚珠与丝杠、螺母之间绝大多数都是滚动摩擦.因此它具有以下优点:
滚珠丝杠副的驱动力矩减少至滑动丝杠的1/3左右,发热率大幅度降低,温升减小.并 且在安装滚珠丝杠副时采取以预紧方式消除轴向间隙等措施.使滚珠丝杠副具有高的定 位精度和重复定位精度。
滚珠丝杠副采用优质合金钢制成,其滚道表面经淬火热处理后硬度高达60? 似HRC,因此其实际寿命远高于滑动丝杠,从而弥补其制造成本高于滑动丝杠的不足点。
滚珠丝杠副经预紧后可以消除轴向间隙,提高系统的刚度。
滚珠丝杠副消除了在传动过程中也许会出现的爬行现象,可以在一定程度上完成将旋转运动转化为直线运动或将直线运动转化为旋转运动并传递动力这两种传动方式。
因为滚珠丝杠副具有上述优点,所以在各类中、小型数控机床的直线进给系统中普遍采用滚珠丝杠,但是由于滚珠丝杠副的摩擦因数小、不能自锁,所以当作用于垂直位置时. 为防止因突然停电而造成主轴箱自动下滑,必须加有制动装置。
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