滚珠丝杠螺母副优化方案：高效传动的滚珠丝杠螺母副

在中小型数控机床的进给传动系统中，滚珠丝杠螺母副的应用较为普遍。滚珠丝杠螺母副的工作原理与普通丝杠螺母副基本相同，都是利用螺旋面的升角使螺旋运动转变为直线运动，不同的是在普通丝杠螺母副中螺母和丝杠之间为滑动摩擦，而在滚珠丝杠螺母副中，则由于在螺母和丝杠的运动面之间填入了滚珠而变成滚动摩擦。因此，滚珠丝杠螺母副的传动要比普通丝杠螺母副灵敏，而且效率高。

1）滚珠丝杠螺母副的滚珠循环方式

滚珠丝杠螺母副的结构与滚珠循环方式有关，按滚珠的整个循环过程中与丝杠表面的接触情况，滚珠丝杠螺母副可分为内循环和外循环两种方式。图7-19所示外循环，弯管1两端插入与螺纹滚道6相切的两个孔内，弯管两端部引导滚珠4进入弯管，形成一个循环回路，再用压板2和螺钉将弯管固定。插管式外循环结构简单，制造容易，但径向尺寸大，且弯管两端耐磨性和抗冲击性差。若在螺母外表面上开槽与切向孔连接，在螺纹滚道内装入两个挡珠器，代替弯管，则为螺旋槽式外循环，螺母径向尺寸较小，但槽与孔的接口为非圆滑连接，滚珠经过时易产生冲击。若在螺母两端加端盖，端盖上开槽引导滚珠沿螺母上的轴向孔返回，则为端盖式外循环，这种方式结构简单，但滚道衔接和弯曲处不易做到准确而影响其性能，故应用较少。

2）滚珠丝杠螺母副的预紧方法

滚珠丝杠螺母副预紧的基本原理是使两个螺母产生轴向位移，以消除它们之间的间隙和施加预紧力。

图7-20所示为通过修磨垫片的厚度来调整轴向间隙并施加预紧力的结构。这种调整方法具有结构简单可靠、刚性好、装卸方便等优点，但调整较费时间，很难在一次修磨中完成调整。

图7-18 滚珠丝杠副的内循环方式

1—丝杠；2—螺母；3—滚珠；4—反向器

图7-19 滚珠丝杠副的外循环方式(www.xing528.com)

1—弯管；2—压板；3—丝杠；4—滚珠；5—螺母；6—螺纹管道

图7-21所示为利用两个锁紧螺母来调整螺母的轴向位移来实现预紧的结构。两个螺母靠平键与外套相连，其中右边的一个螺母外伸部分有螺纹。用锁紧螺母1、2可使螺母相对丝杠做轴向移动，在消除了间隙之后将其锁紧。这种调整方法具有结构紧凑、工作可靠、调整方便等优点，故应用较广，但调整位移量不易精确控制，因此，预紧力也不能准确控制。

图7-21 锁紧螺母调整间隙

1、2—锁紧螺母

图7-20 垫片调整间隙和施加预紧力

图7-22 齿差式调整间隙结构

1—外齿轮；2—内齿轮

图7-22所示为利用双螺母齿差式调整间隙的结构。在两个螺母的凸缘上分别切出齿数差为1的齿轮，这两个齿轮分别与两端相应的内齿轮啮合，内齿轮紧固在螺母座上。预紧时脱开内齿圈，使两个螺母同向转过相同的齿数，然后再合上内齿圈。两螺母的轴向相对位移发生变化，从而实现间隙的调整和施加预紧力。这种调整方法的结构复杂，但调整方便，并可以获得精确的调整量，可实现定量的精密微调，是目前应用较为广泛的一种结构。