丝杠螺母传动
滚珠丝杠原理
滚珠丝杠原理
滚珠丝杠是一种常用于传动和定位系统中的机械元件。
它由螺纹轴和带有滚珠的螺母组成。
滚珠丝杠的原理是利用螺纹轴和滚珠之间的相互作用，实现转动运动转化为直线运动。
螺纹轴上的螺纹和螺母上的螺纹互相咬合，通过转动螺纹轴，螺纹会推动螺母沿着轴向运动。
而螺母内部的滚珠则起到了传递力矩的作用。
螺纹轴上的螺纹是螺旋状的，与螺母上的同样形状的螺纹互相咬合。
当螺纹轴旋转时，螺纹上的每个点都会对应螺母上的一个点，因此整个螺纹轴的旋转运动会转化为螺母的直线运动。
在滚珠丝杠的螺母内部，有一组滚珠，它们位于螺纹和螺纹之间，与之二者都有接触。
当螺纹轴转动时，滚珠会由于螺纹的形状而滚动，从而推动螺母沿着轴向运动。
通过这种转化，滚珠丝杠可以实现高效率、高精度的转动传动和定位控制。
由于滚珠的滚动减小了摩擦阻力，因此滚珠丝杠比传统的螺纹丝杠具有更高的效率和更小的摩擦损失。
总之，滚珠丝杠通过螺纹和滚珠之间的相互咬合和滚动，将旋转运动转化为直线运动，实现传动和定位控制的功能。
它在机械系统中得到广泛应用，例如数控机床、精密仪器等。
丝杆平移机构组成
丝杆平移机构组成丝杆平移机构是一种常见的机械传动装置，用于实现物体的直线平移运动。
它由丝杆、螺母、导向装置和动力源组成。
下面将详细介绍丝杆平移机构的组成部分。
1. 丝杆：丝杆是丝杠传动机构的核心部分，也是平移运动的主要传动部件。
丝杆通常是一个长螺杆，具有细长的外形，表面有螺纹。
丝杆的一个端部连接到动力源，通过旋转运动带动螺母进行直线平移。
2. 螺母：螺母是丝杆平移机构中的另一个重要部件，与丝杆螺纹配合。
螺母通常是一个具有内螺纹的金属零件，与丝杆的螺纹相匹配。
当丝杆旋转时，螺母沿着丝杆进行直线运动。
螺母通常通过轴承或其他导向机构与丝杆相连，以确保平稳的运动。
3. 导向装置：导向装置用于保持丝杆平行并提供稳定的导向。
导向装置包括导轨、导轮、线性轴承等部件。
导向装置通过与丝杆接触，并根据丝杆的运动，确保丝杆的直线运动，并减少运动过程中的摩擦和振动。
4. 动力源：动力源可以是任何提供动力的设备，例如电动机、液压系统、气动系统等。
动力源通过旋转驱动丝杆进行平移运动。
根据具体的应用需求和力量要求，可以选择不同类型和规格的动力源。
丝杆平移机构的工作原理是：当动力源启动时，输出的动力通过丝杆的旋转运动传递给螺母。
螺母受到丝杆的螺纹力作用，沿着丝杆的轴向进行平移运动。
导向装置确保丝杆的平行运动，并提供稳定的导向，从而实现物体的直线平移。
丝杆平移机构具有结构简单、传动效率高、运动平稳等特点，广泛应用于机械制造、自动化生产线、数控机床、输送设备等领域。
根据不同的需求，可以选择不同尺寸、材料和驱动方式的丝杆平移机构，以适应不同的应用场景。
总结起来，丝杆平移机构由丝杆、螺母、导向装置和动力源等组成。
丝杆通过旋转带动螺母进行直线平移运动，导向装置确保丝杆的平行运动和稳定的导向，动力源提供动力驱动丝杆。
丝杆平移机构具有结构简单、传动效率高的特点，在工业生产和机械制造中得到广泛应用。
机械设计 手册滑动丝杠传动力学
机械设计手册滑动丝杠传动力学滑动丝杠传动是由滑动丝杠和螺母组成的一种传动机构，其传动方式是利用螺纹的相互作用产生线运动。
滑动丝杠传动力学是指研究滑动丝杠传动的运动学、动力学及其力学特性的学科。
在实际工程设计中，需要对滑动丝杠传动进行力学计算，以保证其设计的安全性和可靠性。
1. 滑动丝杠传动的基本结构和原理滑动丝杠传动是由滑动丝杠和螺母组成的一种传动机构。
螺母上有与滑动丝杠螺纹配合的螺纹孔，螺钉转动时，螺纹锥形面副将螺母沿轴向推移，从而带动负载实现线性运动。
在传动中，螺纹上的应力分析比较复杂，通常采用松弛系数法来解决问题。
2. 滑动丝杆传动的运动学滑动丝杆传动的运动学研究主要包括滑动丝杠螺纹轮廓的形状和尺寸、螺纹传动的线速度、负载运动的加速度等方面的问题。
螺纹轮廓的形状和尺寸对传动基本参数的影响很大，包括传动比、效率、刚度和扭转刚度等。
滑动丝杠传动的线速度非常低，一般在0.2m/s以下，同时由于螺纹锥面的锐角比较小，因此容易出现卡住的情况。
滑动丝杠传动的动力学研究主要包括刚度分析和运动特性分析两个方面。
通过对滑动丝杠传动的刚度分析，可以确定传动系统的整体刚度和各部件的刚度，从而评估传动系统的稳定性和受力情况。
在滑动丝杠传动中，动力学分析主要关注的是其加速度和动态特性。
由于传动链路的多样性和非线性，滑动丝杠传动的动力学分析比较复杂。
由于滑动丝杠传动具有刚度高、精度好、工作平稳等优点，因此广泛应用于各种机械设备中。
在进行滑动丝杠传动的力学计算时，需要考虑到其各种特性，包括负载的线速度、线性误差、影响传动系统精度的各种误差源等。
此外，滑动丝杠传动还存在着螺纹副的磨损、颤振和扭矩等问题，需要通过有效的结构设计和材料选择等手段来解决。
总之，滑动丝杠传动力学是机械设计中一个重要的分支学科，对于设计高精度、高速度机械传动系统具有重要意义。
需要不断的研究和探索，以推动机械设计技术不断进步和发展。
项目6 螺旋传动机构中的丝杠螺母组件的安装与调试
序号 1 2
3
检测内容 丝杠的转动 质量 装配工艺 要求
安全文明
执行标准
自评
1.转动平稳，安全可靠
-A
2.转动不够平稳
-B
3.不能实现转动
-C
1.步骤合理且满足技术要求 -A
2.装配步骤欠合理
-B
3.不能满足装配要求
-C
1.工具、量具摆放整齐，使用规范，
无安全事故
-A
2.工具、量具摆放不齐，但无安全
课程场地 设计课时
机械装调技术实训室 10
一、项目应用 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、能传递较大的动力。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。
图 6-1 丝杠螺母组件
图 6-3 内外循环结构
4.丝杠螺母组件的特点 1）传动效率高，机械效率可高达 92%~98%； 2）摩擦力小，用滚珠的滚动代替了普通丝杠螺母副的滑动； 3）丝杠螺母之间预紧后，可以完全消除间隙，提高了传动刚度； 4）运动平稳，不易产生低速爬行现象； 5）磨损小、寿命长、精度保持性好； 6）不能自锁，有可逆性，丝杠立式使用时，应增加制动装置。 三、项目实施—螺旋传动机构中的丝杠螺母组件安装与调试 1.项目概述 为了实现回转运动变为直线运动这一目的，丝杠螺母组件被广泛应用于各种 机械和仪器中。丝杠螺母组件传动效率高，运动平稳，寿命长，精度保持性好， 在较低的运动速度下能传递巨大的动力。 本次课的任务是对 THMDZT-1 型设备中的二维工作台丝杆螺母组件进行装配 与调试。为了提高丝杠的传动精度和定位精度，丝杠螺母传动组件在装配时，必 须认真调整丝杠螺母副的配合精度。 2.装配技术要求 1）保证径向和轴向配合间隙达到规定要求。 2）丝杠与螺母同轴度及丝杠轴线与基准面的平行度应符合规定要求。 3）丝杠与螺母相互转动应灵活，在旋转过程中无时松时紧和无阻滞现象。 4）丝杠的回转精度应在规定范围内。
丝杠螺母
第二节滚珠丝杠传动部件丝杠螺母机构又称螺旋传动机构，它主要用来将旋转运动变换为直线运动或将直线运动变换为旋转运动。
有以传递力为主的（千斤顶），有以传动运动为主的（进给丝杠），还有调整零件之间相对位置的（螺旋测微器）。
按照摩擦性质还有滑动(摩擦)丝杠螺母机构和滚动(摩擦)丝杠螺母机构之分。
滑动丝杠螺母机构：结构简单、加工方便、制造成本低、具有自锁功能，但其摩擦阻力矩大、传动效率低(30％-40％)。
滚珠丝杠螺母机构：结构复杂、制造成本高，无自锁功能，但其最大优点是摩擦阻力矩小、传动效率高(92％-98％)，因此在机电一体化系统中得到广泛应用。
一、丝杠螺母机构的传动形式丝杠和螺母间共有4种基本的传动形式丝杠螺母的基本传动形式一、丝杠螺母机构的传动形式(a)螺母固定、丝杠转动并移动。
因螺母本身起着支承作用，消除了丝杠轴承可能产生的附加轴向窜动，结构较简单，可获得较高的传动精度。
但其刚性较差，因此只适用于行程较小的场合。
(b)丝杠转动、螺母移动。
需要限制螺母的转动，故需导向装置。
其特点是结构紧凑、丝杠刚性较好，工作行程大，在机电一体化系统中应用较广泛。
一、丝杠螺母机构的传动形式(c)螺母转动、丝杠移动。
需要限制螺母移动和丝杠的转动，由于结构较复杂且占用轴向空间较大，很少应用。
(d)丝杠固定、螺母转动并移动。
结构简单、紧凑，但在多数情况下，使用极不方便，很少应用此外，还有差动传动方式该方式的丝杠上有旋向相同、基本导程不同的两段螺纹。
当丝杠2转动时，可动螺母1的移动距离为S＝n×(l01-l02)，如果两基本导程的大小相差较少，则可获得较小的位移S。
因此，这种传动方式多用于各种微动机构中。
二、滚珠丝杠副的组成及特点滚珠丝杠副主要包括由丝杆3、螺母2、滚珠4和反向器(滚珠循环反向装置)等四部分。
滚珠丝杠副的结构类型可以从螺纹滚道的型面形状、滚珠的循环方式、消除轴向间隙的调整方法进行区别。
滚珠丝杠副实物图三、滚珠丝杠副的截面形状1.按螺纹滚道型面(法向)形状：分为单圆弧型和双圆弧型单圆弧型的螺纹滚道特点：接触角随轴向载荷大小的变化而变化，加工成型简单。
丝杠工作原理
丝杠工作原理
在工程领域中，丝杠是一种常见的机械传动装置，它通过螺纹副的工作原理将
旋转运动转化为直线运动。
丝杠广泛应用于机械设备、汽车、航空航天等领域，其工作原理非常重要。
丝杠的工作原理主要依靠螺纹副的协同作用。
螺纹副由螺纹杆和螺母组成，螺
纹杆上的螺纹与螺母上的螺纹相互啮合，当螺纹杆旋转时，螺母会沿着螺纹杆的轴线产生直线运动。
这种转换旋转运动为直线运动的原理使丝杠成为一种重要的传动装置。
丝杠的工作原理还涉及到摩擦力和导程的影响。
在丝杠工作时，螺纹杆和螺母
之间的摩擦力会影响其传动效率，因此在设计和选择丝杠时需要考虑摩擦力的影响。
此外，丝杠的导程也会影响其工作效果，导程越大，螺纹杆每转动一周，螺母就会产生更大的直线位移。
除了传统的螺纹副，现代工程中还出现了多种新型丝杠结构，如滚珠丝杠、滚
柱丝杠等，它们利用滚动体来减小摩擦力，提高传动效率，同时也拓展了丝杠在不同领域的应用范围。
总的来说，丝杠的工作原理是基于螺纹副的转换作用，利用螺纹的啮合和摩擦
力来实现旋转运动到直线运动的转换。
随着技术的不断进步，丝杠的结构和应用将会不断创新和发展，为工程领域带来更多的便利和效益。
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。
丝杠的分类与工作原理
丝杠的分类与工作原理
一、丝杠分类
丝杠可以根据不同的分类标准进行分类，主要包括以下两种分类方式：
1. 按用途分：滚珠丝杠、直线丝杠、传动丝杠、精密丝杠、螺旋丝杠等。
滚珠丝杠：利用滚珠在丝杠和螺母之间作滚动摩擦，边滚边引导，从而能以较低的摩擦进行平稳传动。
直线丝杠：主要用于直线传动，其结构简单，但承载能力较小。
传动丝杠：主要用于传递动力和运动，其结构较复杂，承载能力较大。
精密丝杠：主要用于高精度传动和定位，其制造精度要求较高。
螺旋丝杠：主要用于螺旋传动，其结构与滚珠丝杠相似，但工作原理不同。
2. 按结构分：滚珠丝杠、直线导轨、交叉滚子导轨等。
滚珠丝杠：由丝杠和螺母组成，利用滚珠在两者之间作滚动摩擦实现传动。
直线导轨：由滑块和导轨组成，通过滑块与导轨之间的滑动摩擦实现传动。
交叉滚子导轨：由交叉滚子、滑块和导轨组成，通过交叉滚子在滑块和导轨之间的滚动摩擦实现传动。
二、工作原理
1. 滚珠丝杠工作原理：利用滚珠在丝杠和螺母之间作滚动摩擦，边滚边引导，从而能以较低的摩擦进行平稳传动。
当丝杠旋转时，滚珠沿螺旋槽滚动，同时受到向前的推动力，从而实现丝杠的直线运动。
这种传动方式具有高精度、高刚度、高效率等优点，被广泛应用于各种机械传动系统中。
2. 直线导轨工作原理：通过滑块与导轨之间的滑动摩擦实现平稳传动。
当
滑块在导轨上滑动时，两者之间的摩擦力提供滑块运动的驱动力。
这种传动方式具有高精度、高刚度、高效率等优点，被广泛应用于各种机械传动系统中。
同时，直线导轨还具有高稳定性、低噪音、低摩擦等优点，因此被广泛应用于各种机械设备中。
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差动传动方式的传动原理
工作原理：
丝杠上有基本导程不同的 l01和lo2两端螺纹，其旋 向相同。 当丝杠2转动时，可动螺 纹1的移动距离为 S=n（l01-l02），如果两基 本导程的大小相差较少， 则可获得较少的位移S。 因此，这种传动方式多用 于各种微动机构中。
滚珠丝杠螺母机构的组成
当丝杠转动时，带动 滚珠沿螺纹滚道滚动，为 防止滚珠从滚道端面掉出， 在螺母的螺旋槽两端设有 滚珠回程引导装置构成滚 珠的循环返回通道，从而 形成滚珠流动的闭合通道。
偏置导程法
增大滚珠直径法
Байду номын сангаас
如图所示，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，可在承载滚珠 之间加入间隔钢球
偏置导程法
偏置导程法原理如图所示，仅仅在螺母中部将 其导程增加一个预压力△，以达到预紧的目的
第二章 丝杠螺母传动
丝杠螺母机构的定义 丝杠螺母机构的分类
定义：丝杠螺母机构又称螺旋传动机构，它主要用来将旋转运动变换为直 线运动或将直线运动变换为旋转运动。 分类：滑动摩擦机构和滚动摩擦机构 滑动丝杠螺母机构：结构简单、加工方便、制造成本低、具有自锁功能，但 其摩擦阻力矩大、传动效率低（30%~40%）。 滚珠丝杠螺母机构：结构复杂、制造成本高，但其摩擦阻力矩小、传动效率 高（92%~98%），在机电一体化系统中得到广泛应用。
滚珠丝杠螺母机构的特点
轴向刚度高 运动平稳、传动精度高 不易磨损、使用寿命长 不能自锁，具有传动的可逆性
滚珠丝杠副的主要尺寸参数
do:公称直径 l:行程 d1：丝杠螺纹小径 D：螺母螺纹大径 ls：丝杠螺纹全长
lo：基本导程 d：丝杠螺纹大径 db：滚珠直径 D1：螺母螺纹小径
滚珠丝杠副间隙的调整和预紧
丝杠螺母机构的传动形式
（1）螺母固定、丝杠转动并移动。 特点：结构简单、传动精度高， 螺母支承丝杠可消除附加轴向 窜动，刚性较差。 （2）丝杠转动、螺母移动。 特点：结构紧凑、丝杠刚性较 好，要限制螺母转动，故需导 向装置。 （3）螺母转动、丝杠移动。 特点：结构复杂、占用空间较 大，传动时需限制螺母移动和 丝杠转动。 （4）丝杠固定、螺母转动并移动。 特点：结构简单、紧凑、丝杠 刚性较高，但使用不方便，故 应用较少。
双螺母预紧
单螺母预紧
双螺母消除轴向间隙的结构形式
双螺母螺纹调隙预紧式 双螺母垫片调隙预紧式 双螺母齿差调隙预紧式
双螺母螺纹调隙预紧式
优点：结构紧凑、工作可靠、调整方便 缺点：不能精确地进行间隙调整
双螺母垫片调隙预紧式
双螺母齿差调隙预紧式
轴向位移：
单螺母预紧方法
增大滚珠直径法