滚珠丝杠螺母副的支承方式
滚珠丝杠螺母副的支承方式
滚珠丝杠螺母副的支承方式数控机床的进给系统要获得较高的传动刚度，除了加强滚珠丝杠螺母副本身的刚度外，滚珠丝杠的正确安装及支承结构的刚度也是不可忽视的因素：滚珠丝杠常用推力轴承支座，以提高轴向刚度(当滚珠丝杠的轴向负载很小时，也可用角接触球轴承支座)，滚珠丝杠在数控机床上的安装支承方式有以下几种。
(1)一端装推力轴承(固定一自由式)。
如图3-15所示，这种安装方式的承载能力小，轴向刚度低，只适用于短丝杠，一般用于数控机床的调节或升降台式数控铣床的立向(垂直)坐标中。
(2)一端装推力轴承，另一端装深沟球轴承(固定一支承式)。
如图3-16所示，这种方式可用于丝杠较长的情况。
应将推力轴承远离液压马达等热源及丝杠上的常用段，以减少丝杠热变形的影响。
(3)两端装推力轴承(单推一单推式或双推一单推式)。
如图3—17所示，把推力轴承装在滚珠丝杠的两端，并施加预紧拉力，这样有助于提高刚度，但这种安装方式对丝杠的热变形较为敏感，轴承的寿命较两端装推力轴承及向心球轴承方式低。
(4)两端装推力轴承及深沟球轴承(固定一固定式)。
如图3-18所示，为使丝杠具有最大的刚度，它的两端可用双重支承，即推力轴承加深沟球轴承，并施加预紧拉力。
这种结构方式不能精确地预先测定预紧力，预紧力的大小是由丝杠的温度变形转化而产生的。
但设计时要求提高推力轴承的承载能力和支架刚度。
近年来出现一种滚珠丝杠轴承，其结构如图3-19所示。
这是一种能够承受很大轴向力的特殊角接触球轴承，与一般角接触球轴承相比，接触角增大到60。
，增加了滚珠的数目并相应减小滚珠的直径。
这种新结构的轴承比一般轴承的轴向刚度提高两倍以上，使用极为方便。
产品成对出售，而且在出厂时已经选配好内外环的厚度，装配调试时只要用螺母和端盖将内环和外环压紧，就能获得出厂时已经调整好的预紧力，使用极为方便。
滚珠丝杠螺母副
滚珠循环过程中与丝杠始终接触 的为内循环。
内循环滚珠丝杠副的特点：
优点：径向尺寸紧凑，刚性好， 返回滚道较短，摩擦损失小。
缺点：反向器加工困难。
5、滚珠丝杠螺母副的预紧
滚珠丝杠的传动间隙：轴向间隙 还要消除丝杠安装部分和驱动部分的间隙 消除间隙方法： 垫片调隙式 双螺母调隙式 齿差调隙式 消除间隙的方法常采用双螺母结构：利用两个螺母的 相对轴向位移，使两个滚珠螺母中的滚珠分别贴紧在 螺旋滚道的两个相反的侧面上。
注意：预紧力不宜过大，否则会使空载力矩增大，降 低传动效率，缩短使用寿命。
①垫片调隙式
如图所示，调整垫片厚度使左 右两个螺母产生轴向位移，可 消除间隙和产生预紧力。 优点：结构简单，刚性好。 缺点：调整不便，滚道有 磨损时，不能随时消除间隙 和进行预紧。
（2）双螺母调隙式
左螺母外端没有凸缘而制有螺纹，并用两个圆螺母固定，用 平键限制螺母在螺母座内的传动，右螺母外端有凸缘。调整 时，只要拧动内侧圆螺母即可消除间隙并产生预紧力，然后 用外侧螺母锁紧。 锁紧螺母 调整螺母 右螺母
4、滚珠丝杠螺母副的结构 滚珠的循环方式有外循环和内循环。
滚珠在返回过程中与丝杠脱离接触的为外循环。 外循环滚珠丝杠副按滚珠循环时的返回方式主要有插管式和螺 旋槽式两种。
插管式外循环的特点：
结构工艺性好，但由于管
道突出于螺母体外，径向
尺寸较大。
螺旋槽式外循环的特点：
这种形式的结构比插管式结构径 向尺寸小，但制造较复杂。
左螺母
特点：
结构简单，刚性好，预紧可靠，使用中调整方
便，但不能精确定量调整。
③齿差调隙式
如图所示，在两个螺母的凸缘上各制有圆柱外齿轮，分别 与紧固在套筒两端的内齿圈相啮合，其齿数分别是z1和z2 并相差一个齿，调整时，先取下内齿圈，让两个螺母相对 于套筒同方向都转动一个齿，然后再插入内齿圈，则两个 螺母便产生相对角位移，其轴向位移量X=1/z1-1/z2,这种 调整方法能精确调整预紧量，调整方便.可靠.但结构尺寸 较大，多用于高精度的传动。
滚珠丝杠副支撑安装形式图
滚珠丝杠副作为关键的滚动传动元件，被广泛应用于各种需要定位或传动的机构中，对机构的性能举足轻重。
在实际应用中，滚珠丝杠副的安装方式的选择，同样会影响整个机构的工作效果，根据具体应用情况的不同，滚珠丝杠副的安装可以有多种不同的方式。
不同的安装方式（即支承形式）都有其各自的特点，选取时，既要考虑实际工作要求（定位精度、传动速度、扭矩和推力情况等），又要结合滚珠丝杠副型号规格的选择（涉及内容较多，详情请参阅本站滚珠丝杠副类别的相关内容），只有两者综合考虑合理搭配，才能实现最佳效果，发挥滚珠丝杠副的最大价值。
滚珠丝杠副的安装方式一般叫做滚珠丝杠副的支承形式，通常有两大类（丝杠旋转类和螺母旋转类）共五种典型的支承形式，支承形式不同，所容许的轴向载荷和容许的回转转速也有所不同，应根据工况适当选择。
具体如下，为便于评估，丝杠旋转类每种支承形式后面给出表征其稳定性的“稳定性系数K2”，K2越大表示该形式越稳定，螺母旋转类因受力模型不同，校验体系也不同，不能模型化比较。
一、丝杠旋转类1、“固定—固定”型：K2=4适用于高转速、高精度的场合。
该形式两端分别分别由一对轴承约束轴向和径向自由度，负荷由两组轴承副共同承担。
也可以使两端的轴承副承受反向预拉伸力，从而提高传动刚度。
在定位要求很高的场合，甚至可以根据受力情况和丝杠热变形趋势精确设定目标行程补偿量，进一步提高定位精度。
“固定—固定”型有时也被片面地叫做“双推－双推”，实际上由于径向力的存在几乎很少能用两个推力轴承作为固定端。
由于此形式结构较复杂，调整较难，因此一般仅在定位要求很高时采用。
2、“固定—游动”型：K2=2适用于中转速、高精度的场合。
该形式一端由一对轴承约束轴向和径向自由度，另一端由单个轴承约束径向自由度，负荷由一对轴承副承担，游动的单个轴承能防止悬臂挠度，并消化由热变形产生的应力。
滚珠丝杠螺母副doc
③运动平稳，无爬行现象，传动精度高。 ④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，成本高。滚珠丝杠和螺母等元件的加工精度要求高， 表面粗糙也要求高故制造成本高。 ⑦不能自锁。特别是对于垂直丝杠，由于自重的作用，下降时当传动切 断后，不能立即停止运动，故常需添加制动装置。
(2)滚珠丝杠副的润滑 润滑剂可提高耐磨性及传动效率。润滑剂可分为润 滑油和润滑脂两大类。润滑油一般为全损耗系统用油：润滑脂可采用锂基润 滑脂。润滑脂一般加在螺纹滚道和安装螺母的壳体空间内，而润滑油则经过 壳体上的油孔注入螺母的空间内。每半年对滚珠丝杠上的润滑脂更换一次， 清洗丝杠上的旧润滑脂，涂上新的润滑脂。用润滑油润滑的滚珠丝杠副，可 在每次机床工作前加油一次。
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滚珠丝杠螺母副的预拉伸：
滚珠螺杠的预拉伸﹝pretension﹞在考虑滚珠螺杠的温升热 变位的状况后；在装配之初即对滚珠螺杆施予预拉伸，以便吸 收温升所产生的热变位。
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滚珠丝杠螺母副的支撑方式：
双 推 自 由 式
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——
双 推
简 支 式
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单推——单推式
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双推——双推式
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丝杠螺母副的分类
机电一体化技术与系统项目2任务2滚珠丝杠螺母副
• 分析十字滑台滚珠丝杠螺母副的作用，它 的选用及调试对机电一体化系统的影响。 • 任务书发放，分析要求，资讯资料，制定 计划
能力目标 • 1. 掌握滚珠丝杠副的工作原理； • 2. 掌握滚珠丝杠副间隙的调整及施加预紧力的方 法； • 3. 能进行滚珠丝杠副的选型及计算。 工作内容 • 1. 制定数控车床进给轴滚珠丝杠副的装配计划， 编制工艺文件； • 2. 进行滚珠丝杠副的装配； • 3. 进行滚珠丝杠间隙的调整及预紧。
2. 滚珠丝杠螺母副支承方式选择
• 合适的支承方式，能保证滚珠丝杠螺母副 的刚度和精度。滚珠丝杠螺母副的支承按 其限制丝杠的轴向窜动情况，分为三种形 式，如表8-2.1所示。 • 一般情况下，应将固定端作为轴向位置的 基准，尺寸链和误差计算都由此开始。并 尽可能以固定端为驱动端。
3. 制动方式选择
主题讲解
• 一、认识滚珠丝杠螺母副
滚珠丝杆副结构
端盖循环
插管循环
HMD系列螺母冷却滚珠丝杠
• 在新产品中有一款高速机床用的“HMD 系列螺母冷却滚珠丝杠”，该款产品性 能最高输送速度达120 m/min，且有以 下几个特点：(1)静音、高速：采用新型 循环，静音，高速；(2)冷却效果：螺母 冷却时，具有与轴芯冷却同等的冷却能 力，轴芯冷却与螺母冷却轴的温度基本 相同采用螺母冷却时工作台温度比轴芯 冷却时低约3 ℃，提高加工精度；(3)预 紧：螺母冷却不会增加滚珠丝杠的预紧 力；(4)安装方便：成本低、只需将油管 接在法兰盘上即可；(5)精度：减少滚珠 丝杠向工作台热传递，保证高精度。
• 由于滚珠丝杠螺母副传动效率高，又无自 锁能力，故需安装制动装置以满足其传动 要求，特别是当其处于垂直传动时。 • 制动方式很多，可以采用具有刹车作用的 制动电机、摩擦制动器、超越离合器等。 图8-2.9为数控卧式铣镗床主轴箱进给丝杠 的制动装置示意图，采用的是摩擦制动器。
滚珠丝杆副装配调整
(3)两端装推力轴承 如图9-17c所示, 把推力轴承装在滚珠丝杠的两 端, 并施加预紧力, 有助于提高传动刚度, 但这种安装方式对丝杠的 热变形较为敏感。
(4)两端装推力轴承及深沟球轴承 如图9-17d所示, 为了提高丝杠的 刚度, 它的两端采用双重支承, 即推力轴承和深沟球轴承, 并施加预 紧力。
图1－9 丝杠水平方向与导轨 的平行度误差
数控机床滚珠丝杆副的装配调整
图1－10 轴承座孔轴心线与导 轨的平行度误差（垂直方向）
图1－11 轴承座孔轴心线与导轨 的平行度误差（水平方向）
数控机床滚珠丝杆副的装配调整
轴组的装配
一、滚动轴承游隙的调整（参阅精密轴承装配讲义） 二、滚动轴承的预紧 1)成对使用角接触球轴承的预紧。
由于数控机床的进给运动是数字控制的直接对象, 被加工工件的最终 位置精度和轮廓精度都与进给运动的传动精度、灵敏度和稳定性有关。 摩擦阻力小、传动精度和传动刚度高、传动零件的惯量小、系统具有适 度阻尼、稳定性好、寿命长、使用维护方便。 3. 滚珠丝杠副
普通丝杠副采用滑动摩擦, 滚珠丝杠副采用滚动摩擦。因此, 滚珠丝杠 副的传动要比普通丝杠副灵敏且传动效率高。
二、二维工作台的装配与调整
2.二维工作台的机械装配步骤 （3） 轴承安装完成
二、二维工作台的装配与调整
2.二维工作台的机械装配步骤 （4） 用游标卡尺测量两轴承座的中心高、直线导轨、等高块的高度进行记录，并计算差值
。
二、二维工作台的装配与调整
• 2.二维工作台的机械装配步骤
（5） 将轴承座安装在丝杆上。
双柱横梁式镗床、龙门创床，龙 门铣床、立式车床等机床的横梁
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。
滚珠丝杠螺母副的支撑安装方式
滚珠丝杠螺母副的支撑安装方式滚珠丝杠螺母副的支撑安装方式主要有以下两种：
1. 固定支撑方式：在滚珠丝杠的两端或中部加装支撑轴承，使其在运动过程中保持稳定，避免出现振动和偏差。
这种方式适用于较长的滚珠丝杠螺母副。
2. 弹性支撑方式：在滚珠丝杠的两端或中部加装弹性材料，如弹簧、橡胶等，通过弹性支撑来保持稳定。
这种方式适用于较短的滚珠丝杠螺母副或对振动和噪音要求较高的场合。
在安装时，需要根据具体的情况选择适合的支撑方式，并注意支撑的位置和数量，以确保滚珠丝杠螺母副的运动稳定和精度。
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滚珠丝杠螺母副的支承方式
数控机床的进给系统要获得较高的传动刚度，除了加强滚珠丝杠螺母副本身的刚度外，滚珠丝杠的正确安装及支承结构的刚度也是不可忽视的因素：滚珠丝杠常用推力轴承支座，以提高轴向刚度(当滚珠丝杠的轴向负载很小时，也可用角接触球轴承支座)，滚珠丝杠在数控机床上的安装支承方式有以下几种。
(1)一端装推力轴承(固定一自由式)。
如图3-15所示，这种安装方式的承载能力小，轴向刚度低，只适用于短丝杠，一般用于数控机床的调节或升降台式数控铣床的立向(垂直)坐标中。
(2)一端装推力轴承，另一端装深沟球轴承(固定一支承式)。
如图3-16所示，这种方式可用于丝杠较长的情况。
应将推力轴承远离液压马达等热源及丝杠上的常用段，以减少丝杠热变形的影响。
(3)两端装推力轴承(单推一单推式或双推一单推式)。
如图3—17所示，把推力轴承装在滚珠丝杠的两端，并施加预紧拉力，这样有助于提高刚度，但这种安装方式对丝杠的热变形较为敏感，轴承的寿命较两端装推力轴承及向心球轴承方式低。
(4)两端装推力轴承及深沟球轴承(固定一固定式)。
如图3-18所示，为使丝杠具有最大的刚度，它的两端可用双重支承，即推力轴承加深沟球轴承，并施加预紧拉力。
这种结构方式不能精确地预先测定预紧力，预紧力的大小是由丝杠的温度变形转化而产生的。
但设计时要求提高推力轴承的承载能力和支架刚度。
近年来出现一种滚珠丝杠轴承，其结构如图3-19所示。
这是一种能够承受很大轴向力的特殊角接触球轴承，与一般角接触球轴承相比，接触角增大到60。
，增加了滚珠的数目并相应减小滚珠的直径。
这种新结构的轴承比一般轴承的轴向刚度提高两倍以上，使用极为方便。
产品成对出售，而且在出厂时已经选配好内
外环的厚度，装配调试时只要用螺母和端盖将内环和外环压紧，就能获得出厂时已经调整好的预紧力，使用极为方便。