滚珠丝杠螺母副的特点
《数控技术及应用》期未试题A答案
1、指令G40的含义是：（）A.刀具左补偿B. 刀具右补偿C.取消刀具补偿D.刀具长度补偿2、F152表示：（）A. 主轴转速152r/minB. 主轴转速152mm/minC. 进给速度152r/minD. 进给速度152mm/min3、数控机床坐标系中，传递切削动力的主轴是：（）A．X轴 B. Y轴 C. Z轴 D. C轴4、在G54中设置的数值是：（）A. 工件坐标系的原点相对机床坐标系原点偏移量B.刀具的长度偏差值C. 工件坐标系原点D. 工件坐标系的原点相对对刀点的偏移量5、数控系统将所收到的信号进行一系列处理后，再将其处理结果以（）形式向伺服系统发出执行命令。
A. 输入信号B. 脉冲信号C. 位移信号D. 反馈信号6、数控系统中常用的两种插补功能是：（）A. 直线插补和抛物线插补B. 抛物线插补和圆弧插补C. 直线插补和圆弧插补D. 抛物线插补和螺旋线插补7、数控机床中常用的测量直线位移的测量元件是：（）A．光电编码盘 B.旋转变压器 C.光栅 D.测速发电机8、测量反馈装置的作用是为了：（）A. 提高机床的定位精度、加工精度B. 提高机床的使用寿命C. 提高机床的安全性D. 提高机床的灵活性9、步进电机输出的角位移与（）成正比。
A．脉冲数目 B. 脉冲频率 C. 脉冲当量 D. 以上都是10、能对两个或两个以上坐标方向的位移量和速度进行控制，完成轮廓加工的系统是：（）A．点位控制系统 B. 点位/直线控制系统C．连续控制系统 D. 直线控制系统11、在逐点比较法直线插补中，偏差函数等于零，表明刀具在直线的：（）A. 上方B. 下方C. 起点D. 直线上12、数控机床上最常用的导轨是：（）A. 滚动导轨B. 静压导轨C. 贴塑导轨D. 塑料导轨13、为了提高CNC 系统的可靠性，可采取（）措施?A、采用单片机B、提高时钟频率C、采用模块化结构D、采用光电隔离电路14、若设计一个小的控制系统，控制任务又不繁重，为了取得较高的性能价格比，可采用（）。
机电一体化系统的常用传动机构
图1-5 齿差调整间隙法 1、2—螺母；3、4—内齿轮
1.1 滚珠丝杠螺母机构
3）螺纹调整间隙法 如图1-6所示为螺纹调整间隙法。右螺母3外圆上有普通螺纹，并用圆螺母4和锁紧螺母5固 定。当调整圆螺母4时，即可调整轴向间隙，然后用锁紧螺母5锁紧。这种方法结构紧凑， 工作可靠，滚道磨损后可随时调整，但预紧力不准确。
图1-3 内循环滚珠丝杠螺母机构
1.1 滚珠丝杠螺母机构
2.滚珠丝杠螺母副传动的特点
• （1）传动效率高，摩擦损失小。 • （2）给予适当预紧，可消除丝杠和螺母的螺纹间隙，反向时
就可以消除空行程死区，定位精度高，刚度好。 • （3）启动力矩小，运动平稳，无爬行现象，传动精度高。 • （4）运动具有可逆性，可以从旋转运动转换为直线运动，也
可以从直线运动转换为旋转运动，即丝杠和螺母都可以作为主 动件。 • （5）磨损小，使用寿命长。 • （6）制造工艺复杂。 • （7）不能自锁。
1.1 滚珠丝杠螺母机构
3.滚珠丝杠螺母机构间隙的调整方法
• 为了保证滚珠丝杠螺母机构的反向传动精度和轴向 刚度，必须消除轴向间隙。常采用双螺母施加预紧 力的方法消除轴向间隙，但必须注意预紧力不能太 大，预紧力过大会造成传动效率降低、摩擦力增大， 磨损增大，使用寿命降低。常用的消除间隙的方法 有垫片调整间隙法、齿差调整间隙法、螺纹调整间 隙法等。
滚珠丝杠螺母副的工作原理
滚珠丝杠螺母副是数控机床中回转运动转换为直线运动常用的传动装置。
它以滚珠的滚动代替丝杆螺母副中的滑动，摩擦力小，具有良好的性能。
组成及工作原理：滚珠丝杠螺母副的结构原理图·组成：主要由丝杆、螺母、滚珠和滚道（回珠器）、螺母座等组成。
·工作原理：在丝杆和螺母上加工有弧行螺旋槽，当它们套装在一起时便形成螺旋滚道，并在滚道内装满滚珠。
而滚珠则沿滚道滚动，并经回珠管作周而复始的循环运动。
回珠管两端还起挡珠的作用，以防滚珠沿滚道掉出。
特点：·传动效率高：机械效率可高达92%~98%。
·摩擦力小：主要是用滚珠的滚动代替了普通丝杆螺母副的滑动。
·轴向间隙可消除：也是由于滚珠的作用，提高了系统的刚性。
经预紧后可消除间隙。
·使用寿命长、制造成本高：主要采用优质合金材料，表面经热处理后获得高的硬度。
滚珠丝杆螺母副的消隙·双螺母垫片调隙：修磨垫片厚度消隙滚珠丝杆螺母副采用双螺母结构（类似于齿轮副中的双薄片齿轮结构）。
通过改变垫片的厚度使螺母产生轴向位移，从而使两个螺母分别与丝杆的两侧面贴合。
当工作台反向时，由于消除了侧隙，工作台会跟随CNC的运动指令反向而不会出现滞后。
·双螺母螺纹调隙：用锁紧螺母消隙差齿式调整法图示为利用两个锁紧螺母调整预紧力的结构。
两个工作螺母以平键与外套相联，其中右边的一个螺母外伸部分有螺纹。
当两个锁紧螺母转动时，正是由于平键限制了工作螺母的转动，才使得带外螺纹的工作螺母能相对于锁紧螺母轴向移动。
间隙调整好后，对拧两锁紧螺母即可。
结构紧凑，工作可靠，应用较广。
·双螺母齿差调隙：两个工作螺母的凸缘上分别切出齿数为Z1、Z2的齿轮，且Z1、Z2相差一个齿，即：Z2-Z1=1，两个齿轮分别与两端相应的内齿圈相啮合，内齿圈紧固在螺母座上。
设其中的一个螺母Z1转过一个齿时，丝杆的轴向移动量为S1，则有：Z1:1=T:S1 则S1=T/Z1如果两个齿轮同方向各转过一个齿，则丝杆的轴向位移为：ΔS=S1-S2=T/Z1-T/Z2=T/Z1Z2 例：当Z1=99，Z2=100时，ΔS≈1μ。
丝杠
丝杠丝杠在机床上有一种部件是由细长长的金属棒制造的。
上面是光洁度很高的表面，有的还要带有螺纹。
一般在机床上面有螺纹的，叫丝杠。
1、按照国标GB/T17587.3-1998及应用实例，滚珠丝杠（目前已基本取代梯形丝杠，已俗称丝杠）是用来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的执行元件，并具有传动效率高，定位准确等特点；2、当丝杠作为主动体时，螺母就会随丝杠的转动角度按照对应规格的导程转化成直线运动，被动工件可以通过螺母座和螺母连接，从而实现对应的直线运动。
3、滚珠丝杠螺母间因无间隙，直线运动时精度较高，尤其在频繁换向时无需间隙补偿。
滚珠丝杠丝母间摩擦力很小，转动时非常轻松。
4、滚珠丝杠与电机连接时中间必须加装联轴器以达到柔性连接。
同步带则可以直接用同步轮与电机出力轴连接。
5、滚珠丝杠副依据国家标准GB/T17587.3-1998, 分为定位滚珠丝杠副(P)和传动滚珠丝杠副(T)两大类.精度等级共分七个等级,即1.2.3.4.5.7.10级,1级精度最高.依次降低.6、滚珠丝杆转动一周螺母移动的距离为一个螺距距离,如果是丝杠每转一周螺母移动四个（或五个）螺旋线的距离，那么表示该丝杠是四线（或五线）丝杠，俗称四头（或五头）丝杠。
一般小导程滚珠丝杠都采用单线，中，大或超大导程采用两线或多线。
选型：滚珠丝杠的选型过程中对滚珠丝杠本身需要注意的主要参数如下--1---公称直径。
即丝杠的外径，常见规格有12、14、16、20、25、32、40、50、63、80、100、120，不过请注意，这些规格中，各厂家一般只备16~50的货，也就是说，其他直径大部分都是期货（见单生产，货期大约在30~60天之间，日系产品大约是2~2.5个月，欧美产品大约是3~4个月）。
公称直径和负载基本成正比，直径越大的负载越大，具体数值可以查阅厂家产品样本。
这里只说明两个概念：动额定负荷与静额定负荷，前者指运动状态下的额定轴向负载，后者是指静止状态下的额定轴向负载。
机械系统设计-滚珠丝杠传动
a) 双螺母垫片式预紧原理
预拉方向
调整垫片
预拉方向
螺母A
螺母B
预紧方向 垫片 预紧方向
丝杠侧
根据垫片厚度不同分成两种形式，当垫片厚度较厚时即产生“预拉 应力”，而当垫片厚度较薄时即产生“预压应力”以消除轴向间隙。
螺母侧
承载滚珠
螺母侧
间隔钢球
丝杠侧
丝杠侧
为了补偿滚道的间隙，设计时将滚珠的尺寸适当增大， 使其4点接触，产生预紧力，为了提高工作性能，可以在承 载滚珠之间加入间隔钢球。
d) 单螺母预紧原理（偏置导程法）
预拉方向 导程
导程+Δ 螺母侧
预拉方向 导程
丝杠侧
偏置导程法原理如上图所示，仅仅是在螺母中部将其导 程增加一个预压量Δ，以达到预紧的目的。
3
Q L fH fW Pmax (N )
fw---运转系数 fH----硬度系数 Pmax----最大工作载荷
1.0 ~ 1.2 fW 1.2 ~ 1.5
1.5 ~ 2.5
平稳或轻度冲击时 中等冲击时 较大冲击或振动时
1.0 HRC 58
fH 11..3151
HRC 55 HRC 52.5
➢工艺简单，螺母
的径向尺寸大，
易于制造；
回路管道 ➢挡珠器刚性差，
易磨损
外循环的三种结构形式
螺旋槽式 插管式
盖板
螺母 端盖式
滚珠丝杠的钢球循环机构
① 循环弯管式也称“外循环式 ”为最普通的，钢球从丝杠 轴上，沿弯管的牙嘴部导入 ，通过弯管返回，形成无限 循环运动。
变速箱任务三 滚珠丝杠的安装与调整
六、滚珠丝杠副的预压方式
（一）双螺母预压方式
以预压片尺寸调整预压方式
六、滚珠丝杠副的预压方式
（二）单螺母预压方式
预压方式Biblioteka 、任务实施一、丝杠直线度误差的检查与校直
将丝杠擦净，放在钳工的水平台上，通过光线透过间隙， 检查其母线与工作台面的缝隙是否均匀。转过90。继续进行检 查，不能出现弯曲现象，否则不能使用。一般来说，需要校直 酢丝杠，其弯曲度都不是很大，甚至用肉眼几乎看不出来。校 直时将丝杠的弯曲点置于两v形架的中间，然后在螺旋压力机 上，沿弯曲点和弯曲方向的反向施力F，就可使弯曲部分产生 塑性变形而达到校直的目的。
数量 1套 1把 1把
1套
1个 1把 1把 1套 1把
各1把
各1把 若干 若干 1根 1把 2个
备注
三、相关知识
一、滚珠丝杠螺母副简介
滚珠丝杠螺母传动机构，主要是将旋转运动变成直线运 动，同时进行能量和力的传递，或调整零件的相互位置。 其特点是：传动精度高、工作平稳、无噪声、易于自锁、 能传递较大的动在机械传动中应用广泛，如车床的纵、横 向进给机构，钳工的台虎钳等。
四、思考与练习
学习的重点是机械传动系统THMDZT-1机械装调设 备中滚珠丝杠副的拆装与调整，学习难点是如何正确掌 握和应用装调技术要点。学习中，学生要仔细听取指导 教师的讲解，练习中理论联系实际，认真体会每一个知 识和技能点，逐渐掌握滚珠丝杠副的拆装与调整操作技 能。
二、工作准备单
序号 1 2 3
4
5 6 7 8 9
10
11 12 13 14 15 16
名称 机械装调技术实训装置
普通游标卡尺 深度游标卡尺
杠杆式百分表
大磁表座 塞尺
数控机床与机械结构基础知识考试题
数控机床与机械结构基础知识考试题《数控机床与机械结构》复习题一、填空题（）1、滚珠丝杠螺母机构双螺母丝杠间隙调整方法有调整间隙法、调整间隙法与调整间隙法三种。
2、直齿圆柱齿轮传动间隙的消除方法，能够分为调整法、调整法与调整法三种。
3、主轴准停可分为准停操纵与准停操纵。
4、数控机床常用的工作台有工作台与工作台。
5、刀库的类型有式刀库与式刀库与式刀库。
6、数控系统目前应用比较多的有、、与广州数控系统7、滚珠丝杠螺母副的滚珠循环方式有与方式8、现代数控机床最常用的滚动导轨有两种：与9、数控机床中常见的排屑装置有三种、、。
二、推断题（）（）1、数控机床的加工精度比普通机床要低。
（）4、我国是从1958年开始研制数控机床的。
（）5、普通车床能够车出形状复杂的回转体。
（）6、数控机床的刚度与抗震性都比较差。
（）7、滚珠丝杠螺母机构能够实现自锁。
（）9、数控机床中齿轮传动不需要消除间隙。
（）10、数控机床导轨的导向精度要高。
（）11、数控机床导轨的耐磨性比较差。
（）15、滚动导轨的导轨面之间的摩擦是滑动摩擦（）16、排刀式刀架用于大规格数控车床上。
（19、刮板式排屑装置负载比较小。
（）21、机械准停装置是在高速状态下准停的。
（）22、数控加工中心有刀库与自动换刀装置。
（）24、加工中心主轴的热稳固性要好。
（）25、主轴电机调速范围要宽。
（）26、刀具顺序选择是按加工工序来选刀。
（）27、数控加工过程中，铁屑对加工没影响，因此不用及时排出。
（）28、主轴准停的定位要准确。
（）30、使用了自动换刀系统以后加工效率能够明显提高（）CIMS是指计算机集成制造系统，FMS是指柔性制造系统。
（）1．半闭环、闭环数控机床带有检测反馈装置。
（）2．数控机床的反向间隙可用补偿来消除，因此对加工无明显影响。
（）3．直线型检测元件有感应同步器、光栅、磁栅、激光干涉仪。
（）4．数控机床工作时，数控装置发出的操纵信号可直接驱动各轴的伺服电机。
滚珠丝杠的结构及安装
滚珠丝杠的结构及安装一、滚珠丝杠结构1、滚珠丝杠副的种类与结构滚珠丝杠螺母副：是回转运动与直线运动相互转换的传动装置，在数控机床进给系统中一般采用滚珠丝杠副来改善摩擦特性。
工作原理是：当丝杠相对于螺母旋转时，两者发生轴向位移，而滚珠则可沿着滚道流动，如图3—4—1和图3—4—21—返向器2—螺3—丝杠4—滚珠（a）单圆弧（b）双圆弧图3—4—1滚珠丝杠副图3—4—2 螺纹滚道型面按滚珠返回的方式不同可以分为内循环式和外循环式两种。
1）内循环式内循环方式的滚珠在循环过程中始终与丝杠表面保持接触。
如图3—4—3。
在螺母的侧面孔内，装有接通相邻滚道的反向器，利用反向器引导滚珠越过丝杠的螺纹顶部进入相邻滚道，形成一个循环回路。
一般在同一螺母上装有2—4个反向器，并沿螺母圆周均匀分布。
优缺点：滚珠循环的回路短、流畅性好、效率高、螺母的径向尺寸也较小，但制造精度要求高。
图3—4—3 内循环示意图1—凸键2、3—反向键2）外循环式外循环方式的滚珠在循环反向时，离开丝杠螺纹滚道，在螺母体内或体外做循环运动。
如图3—4—4，（a）为螺旋槽式外循环（b）为插管式外循环。
优缺点：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。
图3—4—4 外循环示意图（a）螺旋槽式：1—套筒；2—螺母；3—滚珠；4—挡珠器；5—丝杠（b）插管式：1—弯管；2—压板；3—丝杠；4—滚珠；5—滚道2、滚珠丝杠副的结构参数滚珠丝杠副的主要参数有：公称直径D、导程L和接触角β。
1）公称直径D：是指滚珠与螺纹滚道在理论接触角状态时包络滚珠球心的圆柱直径。
它与承载能力直接有关，常用范围为30—80mm，一般大于丝杠长度的1/35—/30。
2）导程L：导程的大小要根据机床加工精度的要求确定，精度高时，导程小一些；精度低时，导程大些。
但导程取小后，滚珠直径将取小，使滚珠丝杠副的承载能力下降；若滚珠直径不变，导程取小后，螺旋升角也小，传动效率将下降。