1.滚珠丝杠组成与特点
滚珠丝杠螺母机构能够方便、高效地实现旋转运动和直线运动之间的转换，广泛应用于数控机床进给传动装置。其主要组成部分包括丝杠、螺母和滚珠等。
滚珠丝杠螺母机构可以实现四种传动形式：丝杠旋转带动螺母轴向移动（限制丝杠的轴向移动），丝杠移动带动螺母旋转（限制螺母的轴向移动），螺母旋转带动丝杠移动（限制丝杠旋转）和螺母移动带动丝杠旋转（限制丝杠移动）。其中，使用得最广泛地是丝杠旋转带动螺母轴向移动。此时，滚珠丝杠副的工作载荷加在螺母上，工作运动范围限于丝杠有效行程之内。滚珠丝杠螺母机构具有下列几个特点。
（1）摩擦损失小，传动效率高。滚珠丝杠螺母机构的传动效率可达0.92～0.96，是普通滑动丝杠螺母机构的3～4倍，而驱动转矩仅为滑动丝杠螺母机构的1/4。
（2）运动平稳，摩擦力小，灵敏度高，低速时无爬行。由于滚珠丝杠螺母机构中主要存在的是滚动摩擦，不仅动、静摩擦系数都很小，且其差值很小，因而启动转矩小，动作灵敏，即使在低速情况下也不会出现爬行现象。
（3）轴向刚度高，反向定位精度高。由于可以完全消除丝杠与螺母之间的间隙并可实现滚珠的预紧，因而轴向刚度高，反向时无空行程，定位精度高。
（4）磨损小，寿命长，维护简单。滚珠丝杠螺母的使用寿命是普通滑动丝杠的4～10倍。
（5）传动具有可逆性，不能自锁。由于摩擦系数小、不能自锁，因而使该机构的传动具有可逆性，即不仅可以把旋转运动转化为直线运动，而且还可以把直线运动转化为旋转运动。由于不能自锁，因此在某些场合，如传动垂直运动时必须附加制动装置或防止逆转的装置，以免工作台等因自重下降。
（6）同步性好，用几套相同的滚珠丝杠副同时传动几个相同的部件或装置时，可获得较好的同步性。
（7）由专业厂生产，选用配套方便。目前，滚珠丝杠不仅广泛用于数控机床，而且越来越多地代替普通滑动丝杠螺母机构，用于各种精密机床和精密装置。
2.滚珠丝杠螺母机构的工作原理
滚珠丝杠螺母机构的工作原理与螺母螺杆的传动原理基本相同。丝杠和螺母的螺纹滚道间装有承载滚珠，当丝杠或螺母转动时，滚珠沿螺纹滚道滚动，则丝杠与螺母之间相对运动时产生滚动摩擦，为防止滚珠从滚道中滚出，在螺母的螺旋槽两端设有回程引导装置，它们与螺纹滚道形成循环回路，使滚珠在螺母滚道内循环。
3.滚珠丝杠机构滚珠循环形式(www.xing528.com)
滚珠丝杠螺母机构的类型很多，主要表现在滚珠循环方式不同。
（1）内循环
滚珠丝杠螺母机构内循环式回珠的工作原理是在螺母的侧孔上安装接通相邻滚道的反向器，使滚珠滚动一圈后沿反向器重新回到初始滚道，如图2-21所示。其中，图2-21（a）、（b）为内循环滚珠路径。图2-21（c）中，螺母3和4上装有回珠器（又称反向器）2，迫使滚珠在完成接近一圈的滚动后，越过丝杠外径返回前一个相邻的滚道，形成滚珠的单圈循环。为了保证承载能力，一个螺母中要保证有3～4圈滚珠工作，需要安装多个反向器，这些反向器一般设置为沿圆周均布，以尽量减少尺寸并保证滚珠丝杠均匀受载。
内循环滚珠的回路短，滚珠数目少，流畅性好，摩擦损失小，传动效率高，且径向尺寸紧凑，轴向刚度高。但此种循环方式不能用于多头螺纹传动，反向器槽形复杂，多为空间S形界面，加工难度较大，需用三坐标数控铣床加工，加工精度难以保证；同时，当釆用多个反向器沿圆周均布设置时，难以保证其圆周定位精度和牢靠程度，从而导致滚珠丝杠副的运行过程中出现卡珠、噪声、寿命减弱等问题，严重影响机械运转。
图2-21 内循环滚珠丝杠
1、5—内齿轮；2—反向器；3、4—滚珠螺母
（2）外循环
滚珠在循环返回时离开丝杠表面经过螺母或其他外部构件完成返回动作并最终回到丝杠螺旋槽实现循环往复运动的循环方式为外循环。外循环根据返回转向装置构造不同，可分为螺旋槽式、插管式和端盖式三种，见表2-6。
表2-6 常用外循环方式
续 表
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