丝杠传动误差实验
丝杠精度测量误差分析
搞 清 了齿厚偏 差 △ 、跨棒 距偏 差 △ Ｍ、公法 线平 均 长度 偏差 △ 『 ｜ 之 间 的关 系 ，知道 其 中一 个偏 差 ，就
差的， 值 尺寸就 偏 大 。按 公 法线 平 均 长 度偏 差 △ 』 ｜
能计算 出所 有偏 差 值 ，且 与 实 际 尺 寸相 符 。例 如 对
式 中 ，西是丝 杠螺 纹升 角 。 图 ２所示 为 测 量 方 向 与 丝杠 轴 线在 水 平 面上 倾 角为 ，使 测量头 向外 或 向内移动 一个 △值 ，即产 生
按照 算 出的 Ａ ｈ值进行 补 充进 刀 ，得 到的 就是 值 的上偏 差 ，用 千分 尺测 得齿 轮 上相差 ４ ５ 。 的 ４个
胀 系数 Ｏ Ｌ ：ｌ １ ． ５ × １ ０ ｎ １ ／ ℃ 时 ，温度相 差 １ ℃ ，其全
长上 的尺寸 变化 达 Ａ Ｌ＝ Ｌ （ 一ｔ ） ：１ １ ． ５×１ ０～ ×
件 调整不 精 确 造 成 的误 差 ；另 一 方 面 是 定 位 基准 违
反 基准统 一原 则造 成的误 差 。
值 ，其平均 值就 是 所 测齿 轮 的实 际 值 尺 寸 。标 准
网柱 齿轮 的 值 可查 表。搞 清 了 △ 与背 吃 刀 量 Ａ ｈ
的关系 ，即可 得 Ａ Ｍ与 △ ， Ｊ 的关 系 即 ｓ ｉ ｎ ２ ０ 。＝△ 『 』 ／
△ Ｍ （ 见图 ５ ） 。
一 ＼
图 ５
ｉ ｆ ４
盏 ０ 娩
参 磊 工 。 冷 加 工
Ｍ… …ｌ Ｍ Ｊ ｒ
测量 误差 ６ ：
６＝ ±△ｔ ａ ｎ ｃ ￣ ／ ２ △ ＝ｎ Ｐｔ ａ ｎ ３ ，
视的。
图 ３所示 为在测 量一 根 ２ ４ ０ ０ ｍｍ长 的 Ｔ ｒ ２ ４× ５丝
精密滚珠丝杠螺旋线误差动态测试技术的研究
精密滚珠丝杠螺旋线误差动态测试技术的研究1.引言滚珠丝杠是一种广泛应用于机械行业中的精密传动装置，其作用是将旋转运动转变为线性运动。
由于其在高速、高精度传动中的重要作用，因而对于其精度要求方面的研究，一直是机械行业重要的研究内容之一。
滚珠丝杠螺纹线误差的测试是其中关键的研究课题之一，因为其关系到整个机械系统的精度和性能指标。
2.滚珠丝杠螺旋线误差的概念滚珠丝杠的螺旋线误差指的是螺旋形状是否规整的问题，也就是螺旋的直径是否完整，螺距的角度是否准确，还有每个螺旋线的截面形态是否圆整等问题。
这些问题会导致滚珠丝杠在旋转过程中具有不规则的轨迹，从而影响其转换的线性运动的稳定性和精度。
3.传统滚珠丝杠螺旋线误差测试的方法传统的方法是采用机械测量方法，使用专门的测量仪器直接对滚珠丝杠的螺旋线进行精度测量，如螺旋滚动线投影仪、万能轮廓仪、精密投影仪等。
这些测量仪器可以对滚珠丝杠螺旋线的轮廓和形态进行测量分析，获取螺旋线误差的数据。
但是，这些仪器不仅精度高、价格昂贵，还不能在线测量，测试效率较低。
4.数码全息干涉术在测试滚珠丝杠螺旋线误差中的应用数码全息干涉术是一种高分辨率、非接触式、全场视测量方法，它通过激光干涉原理，对滚珠丝杠螺旋线进行高精度的三维测量。
在实验中，我们将采用Phase-shifting Digital Holography（数字全息干涉术）来进行测试。
该方法通过分析激光投影到物体上的光波干涉条纹图，从而获得物体表面的形态信息.5. 数码全息干涉术的工作原理数字全息干涉术是利用激光干涉技术对物体表面形貌进行非接触式、全野不定位置表面形态评价的方法。
其基本工作原理是：首先利用激光产生有稳定相位关系的参考波和待测波，同时射到物体表面。
参考波和待测波在物体表面产生光程差，两条光路会在干涉平面上产生干涉条纹，记录下来的信息就是一张数字全息图。
由于数字全息图记录下了物体表面的全息信息，因此可以通过数字全息图有效地挖掘物体表面形貌参数。
丝杠跳动测量方法
丝杠跳动测量方法引言：丝杠是一种常用的机械传动装置，在工业生产中有着广泛的应用。
然而，由于制造精度、安装误差等因素的存在，丝杠会产生一定的跳动现象，从而影响其运动精度和稳定性。
因此，准确测量丝杠跳动是非常重要的。
本文将介绍一种常用的丝杠跳动测量方法。
一、原理介绍：丝杠跳动是指丝杠在旋转过程中出现的非预期的跳动现象。
为了准确测量丝杠的跳动情况，可以利用激光干涉仪的原理进行实验测量。
激光干涉仪利用激光光束经过半透明镜的分光与反射，在测量物体表面形态的变化时，通过测量光波的干涉现象，可以得到相应的形态变化信息。
二、实验步骤：1. 准备工作：首先，需要准备一台激光干涉仪和一个丝杠测量装置。
丝杠测量装置由一个支承丝杠的台架和一个固定在丝杠上的反射镜组成。
2. 装置调试：将激光干涉仪安装在适当的位置上，并通过调节仪器，使激光光束垂直射向丝杠上的反射镜。
同时，调整反射镜的位置，使反射光经过半透明镜后能够与直射光干涉。
3. 开始测量：启动激光干涉仪，记录下初始的干涉条纹图像。
然后，通过手动或自动驱动装置将丝杠旋转一周，同时记录下干涉条纹的变化情况。
4. 数据处理：将记录下的干涉条纹图像进行分析处理，可以得到丝杠跳动的具体数值。
三、实验注意事项：1. 在实验过程中，要确保激光光束的稳定性和直射光与反射光的干涉现象清晰可见。
2. 在丝杠旋转过程中，要尽量避免外界因素对测量结果的影响，如振动、温度变化等。
3. 数据处理时，要对干涉条纹图像进行准确的测量和分析，排除干扰因素，以得到准确的丝杠跳动数值。
四、测量结果分析：通过上述实验，可以得到丝杠的跳动情况。
根据干涉条纹的变化，可以计算出丝杠的跳动量和跳动频率。
这些数据对于评估丝杠的性能以及准确控制丝杠的运动有着重要的意义。
五、应用领域：丝杠跳动测量方法广泛应用于机械制造、仪器仪表、电子设备等领域。
在这些领域中，丝杠的运动精度和稳定性对产品的质量和性能有着直接的影响。
因此，准确测量丝杠的跳动情况对于优化产品设计和制造工艺具有重要意义。
浅谈精密机床丝杠加工工艺的误差分析
工装设计·浅谈精密机床丝杠加工工艺的误差分析doi:10.16648/ki.1005-2917.2020.01.001浅谈精密机床丝杠加工工艺的误差分析陆伟漾（广州市机电技师学院，广东广州 510000）摘要：在机械行业的大型工作母机中，数控龙门刨铣床具备很高的工作精度，对关键部件的生产加工技术有严格的标准，尤其是作为机床核心设备的横梁部分更是需要高精密度，而横梁上的主运动箱上下移动的精度很关键，保证整个工作精度的是立柱上的两根升降丝杠。
由此可见，设备的加工精度取决于丝杠的加工质量。
怎样保证丝杠的加工质量，以减少加工的误差，本文将做出深度解析。
关键词：升降丝杠；精密机床；加工工艺；误差分析引言在精密机床中，梯形螺纹在机械行业中应用很广泛，关键作用是进行传给和位置调整。
该机械零件为梯形螺纹牙型，具备30度的牙型，主要服务于传动螺纹，对升降丝杠的加工有一定的影响。
而升降丝杠的精密度却直接影响设备的质量；但丝杠的生产工序很复杂，需要很高的技术含量，由于生产过程中的技术不过关，致使出产的丝杠质量很差，甚至报废率很高。
本文将从几个方面对影响加工精度的主要因素进行分析。
1. 精密机床丝杠加工工艺误差分析1.1 导轨直线度误差对机床丝杠精度的影响有两种误差可能导致导轨直线度误差：即垂直面内直线度误差和水平面内直线度误差。
其中在纵向车削中存在导轨水平面内直线度误差，具体表现为车刀运动轨迹不能保持与轴线平行，呈S型与轴线忽前忽后运动的不协调。
从而导致水平面内产生位移Δy，半径误差由此产生ΔR，误差≤Δy。
而车刀的刀尖位置变化，则是垂直面内直线度误差导致的，促使车刀呈现忽高忽低的移动状态，造成刀尖在导轨的凸凹位置上移位，数值为Δz。
该误差更能促成车刀前后角的变化，倘若向上移动便会形成车刀后角减小而前角增大的态势，如果下移则又会导致后角增大，前角减小，最终导致因车刀大小不一致产生螺距车削误差。
1.2 加工工艺对升降丝杠精度的影响1.2.1 切削力对丝杠精度的影响第一，主切削力。
精密滚珠丝杠螺旋线误差动态测量方法的研究
精密滚珠丝杠螺旋线误差动态测量方法的研究精密滚珠丝杠是一种常用于工业机械传动的装置，其精度对于机械设备的性能和寿命有着重要的影响。
而螺旋线误差是影响精密滚珠丝杠精度的主要因素之一。
因此，研究精密滚珠丝杠螺旋线误差动态测量方法对于提高机械设备的性能和寿命具有重要意义。
目前，常用的精密滚珠丝杠螺旋线误差测量方法主要有两种：静态测量和动态测量。
静态测量方法是通过在滚珠丝杠上安装测量仪器，测量滚珠丝杠的螺旋线误差。
这种方法的优点是测量精度高，但缺点是不能反映滚珠丝杠在实际工作中的动态性能。
而动态测量方法则是通过在滚珠丝杠上安装传感器，实时测量滚珠丝杠的螺旋线误差，可以反映滚珠丝杠在实际工作中的动态性能，但测量精度相对较低。
为了解决这一问题，研究人员提出了一种新的精密滚珠丝杠螺旋线误差动态测量方法。
该方法利用了滚珠丝杠在工作时产生的声音信号，通过对声音信号的分析，可以实时测量滚珠丝杠的螺旋线误差，并反映滚珠丝杠在实际工作中的动态性能。
该方法不仅测量精度高，而且可以实现在线监测，对于提高机械设备的性能和寿命具有重要意义。
具体实现该方法的步骤如下：首先，在滚珠丝杠上安装传感器，实时采集滚珠丝杠在工作时产生的声音信号。
然后，对采集到的声音信号进行分析，提取出其中的螺旋线误差信号。
最后，通过对螺旋线误差信号的分析，可以实时测量滚珠丝杠的螺旋线误差，并反映滚珠丝杠在实际工作中的动态性能。
总之，精密滚珠丝杠螺旋线误差动态测量方法的研究对于提高机械设备的性能和寿命具有重要意义。
该方法利用了滚珠丝杠在工作时产生的声音信号，通过对声音信号的分析，可以实时测量滚珠丝杠的螺旋线误差，并反映滚珠丝杠在实际工作中的动态性能。
该方法不仅测量精度高，而且可以实现在线监测，具有广泛的应用前景。
丝杠系统传动误差的测量与补偿
第６期（总第２２３期）２０２０年１２月机械工程与自动化ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＆ ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮＮｏ．６Ｄｅｃ．文章编号：１６７２ ６４１３（２０２０）０６ ０１９１ ０２丝杠系统传动误差的测量与补偿李红利，敖荟兰（广东正业科技股份有限公司，广东 东莞 ５２３８０８）摘要：针对丝杠传动时因线性方向伸缩导致定位精度与重复定位精度降低的问题，提出了基于视觉系统实时测量并更新脉冲当量的补偿方法。
通过将视觉监测系统的测量值与光栅尺读数的对比，验证了此种方法的有效性，从而在不增加成本的条件下有效地提高了丝杠传动系统的定位精度与重复定位精度。
关键词：测量；补偿；丝杠系统；传动误差中图分类号：ＴＨ１３２ 文献标识码：Ｂ收稿日期：２０２０ ０８ ０５；修订日期：２０２０ １０ １６作者简介：李红利（１９８３），女，河南平顶山人，工程师，硕士，主要从事光机电协同控制系统的研究工作。
０ 引言滚珠丝杠副具有高效率、高精度、高刚度等特点，是机械传动与定位的首选部件，同样也是机床进给系统的核心部件。
随着数控机床和工具机的普及以及系统向高速化的方向发展，进给系统的速度也越来越快，但是滚珠丝杠的高速化运转也引起了其热变形增大等问题。
滚珠丝杠副处于进给系统传动链的末端，它的传动误差直接影响到机床的定位精度和重复定位精度，而温升引起的热变形通常占到丝杠总变形的５０％以上，是影响其定位精度的主要因素，因此解决丝杠热变形引起的定位误差具有一定的现实意义。
１ 技术背景丝杠高速传动过程中因摩擦生热会引起自身的膨胀变形，尤其是沿着轴线方向上的伸长更为明显，这样势必导致丝杠导程变大从而影响到传动的定位精度及重复定位精度。
丝杠的导程精度是度量丝杠传动精度的一个非常关键的指标，如果工具机工作过程中丝杠的导程发生了变化，而又没有采取相应的措施，那么势必造成加工精度的损失。
针对丝杆工作中的涨缩问题，多年来国内外学者和相关的技术人员已对此开展了针对性的研究，他们试图采用温度补偿或者改进丝杠结构设计等方法对丝杠进行传动误差的修正。
数控机床丝杠传动误差正反双向补偿功能的实现
杨更 更 叶佩 青 杨 开明 游 华 云
清华大 学 精 密仪器 系制造 工程研 究所 ， １０ ８ 北京 ０ ０４
摘要 ： ｍＥ 了数 控机床 丝杠 传动误 差补 偿原理 ， 讨 了丝杠误 差测 量及制 订误 差补 偿表 的方法 ， 探 实现 了 数控机 床丝杠误 差正反 双向补偿功 能 ， 高 了机床 定位 精度。 提
成功 实现 了丝杠误差 正反 双 向补 偿功 能 ， 实 证 明丝
与命令 位置相 比较 得 到的 补偿 点 的修 正量 ， 建立 补偿
表， 由数控系统根据 补偿表来进 行螺距误差 补偿 。 误差补偿表实 质上 是 测量 位置 的函数 ， 其修 正量
随着丝杠实 际移 动位置 的不 同而不断变 化 。
然 后在计算实际位 置时 加 上这 个修 正量 ， 而达 到尽 从
可能减小跟随误 差 、 高加 工 精度 的效 果 。实际 应用 提 中一般采用高精度 双频 激光 干 涉仪 测量 实 际位 置 ， 再
机床， 虽然能够大大提 高其控制精 度 ， 但制 造成本高 ， 且
需要另外增加测量装 置、 反馈 装置以及补偿装置 。因此 ， 在实际生产 中， 在满足控制精度要求 的条件下 ， 闭环数 半 控机床应 用更为广泛 。与此相应 ， 如何提高半 闭环数控 机床控制精度是需要解决 的关键课题。 丝杠误差补偿 是提高数 控机床精 度的一个重要 方 面， 随着 数控技术 的发展 ， 距误差补偿从 传统 的硬 件 螺 补偿 向软件补偿转 化 ， 软件 补偿 以其灵 活方便 、 改容 更 易和 补偿 精度较 高等 优 点 ， 广泛 应用 于数 控 机 床。本 文在 已建立 的高性 能 数控 系统 上 ， 于软 件补 偿原 理 基
机械精度设计实验报告
西安交通大学实验报告课程：精度设计实验（七）实验名称：丝杠传动机构定位误差测量实验一、实验目的：1、了解光栅测量原理。
2、了解丝杠传动机构定位误差的种类和测量方法。
二、实验内容：测量丝杠传动机构的定位误差。
三、实验数据和分析1、计算丝杆螺距误差和螺距累积误差由上述数据可知：丝杆螺距误差△P={ |△Pi|max }=0.020mm 丝杆螺距累计误差为：△P∑(L)= (∑△Pi)max -(∑Pi)min=0.024-(-0.063)=0.087mm2、回程误差的计算牙侧序号正向（mm）反向（mm）正向回程误差（mm）0 3.769-3.815-0.046 17.78-7.820-0.040 211.785-11.828-0.043 315.791-15.830-0.039 419.801-19.835-0.034 523.81-23.839-0.029 627.815-27.838-0.023 731.825-31.827-0.002 835.821-35.8190.002 939.825-39.8000.025 1043.824-43.7990.025 1147.82-47.7790.041 1251.829-51.7750.054 1355.827-55.7720.055 1459.828-59.7700.058回程误差H=（hmax/A）*100%=(0.169/160)*100%=0.106%四、实验报告要求1、计算丝杠螺距误差和螺距累积误差。
答：由数据分析可知：丝杠螺距误差为：0.020mm丝杆螺距累积误差为：0.087mm 2、计算丝杠的回程误差，并分析回程误差产生的原因。
答：回程误差：0.106%产生原因：同一个尺寸进行正向和反向测量时，由于结构上的原因例如结构间隙、运动部件的摩擦、弹性元件滞后等，致使刚刚回程时就产生了误差。
3、说明螺纹测量与丝杆定位精度测量方法的各自用途。
答：螺纹测量的用途：主要是对螺纹的静态测量，一般用于紧固用螺纹和紧密螺纹的测量。
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丝杠传动机构定位误差测量实验
一、实验目的：
1、了解光栅测量原理。
2、了解丝杠传动机构定位误差的种类和测量方法。
二、实验内容
1. 测量丝杠传动机构的定位误差。
2．计算丝杆螺距误差和螺距累积误差。
三、实验数据及处理：
测量数据和误差处理如下：
理论值去程理论值回程回程误差实际螺距螺距偏差螺距累加误差0.000 0.000 0 0.000 0
4.000 3.795 -4.000 -3.830 -0.035 3.795 -0.205 -0.205
8.000 7.812 -8.000 -7.818 -0.006 4.007 0.007 -0.198 12.000 11.812 -12.000 -11.816 -0.004 4 0 -0.198 16.000 15.806 -16.000 -15.818 -0.012 3.994 -0.006 -0.204
20.000 19.809 -20.000 -19.813 -0.004 4.003 0.003 -0.201 24.000 23.797 -24.000 -23.813 -0.016 3.997 -0.003 -0.204
28.000 27.772 -28.000 -27.814 -0.042 3.995 -0.005 -0.209
32.000 31.772 -32.000 -31.805 -0.013 4 0 -0.209 36.000 35.784 -36.000 -35.792 -0.008 4.012 0.012 -0.197 40.000 39.777 -40.000 -39.775 0.002 3.987 -0.013 -0.210 44.000 43.768 -44.000 -43.781 -0.013 3.991 -0.008 -0.218
48.000 47.768 -48.000 -47.759 0.009 4 0 -0.218 52.000 51.764 -52.000 -51.752 0.012 3.996 -0.004 -0.221 56.000 55.770 -56.000 -55.749 0.021 4.006 0.006 -0.215 60.000 59.767 -60.000 -59.747 0.020 3.997 -0.003 -0.218 64.000 63.756 -64.000 -63.740 0.016 3.989 -0.011 -0.229 68.000 67.743 -68.000 -67.745 -0.002 3.987 -0.013 -0.232 72.000 71.737 -72.000 -71.750 -0.013 3.994 -0.006 -0.238 76.000 75.738 -76.000 -75.743 -0.005 4.001 0.001 -0.237 80.000 79.748 -80.000 -79.743 0.005 4.010 0.010 -0.227 84.000 83.741 -84.000 -83.743 -0.002 4.007 0.007 -0.220 88.000 87.736 -88.000 -87.741 -0.005 3.995 -0.005 -0.225 92.000 91.738 -92.000 -91.743 -0.005 4.002 0.002 -0.223 96.000 95.736 -96.000 -95.742 -0.006 4 0 -0.223 100.000 99.738 -100.000 -99.732 0.006 4.002 0.002 -0.221 104.000 103.747 -104.000 -103.730 0.017 4.009 0.009 -0.212 108.000 107.746 -108.000 -107.727 -0.019 3.999 -0.001 -0.213 112.000 111.756 -112.000 -111.722 0.034 4.010 0.010 -0.203 116.000 115.747 -116.000 -115.722 0.020 3.988 -0.012 -0.215 120.000 119.777 -120.000 -119.712 0.058 4.030 0.030 -0.185
124.000 123.782 -124.000 -123.716 0.066 4.005 0.005 -0.180 128.000 127.772 -128.000 -127.723 0.049 3.990 0.010 -0.170 132.000 131.753 -132.000 -131.732 0.020 3.981 -0.019 -0.189 136.000 135.721 -136.000 -135.728 -0.007 3.968 -0.032 -0.211 140.000 139.721 -140.000 -139.727 -0.006 4 0 -0.211 144.000 143.715 -144.000 -143.730 -0.015 4.002 0.002 -0.199 148.000 147.716 -148.000 -147.721 -0.005 4.001 0.001 -0.198 152.000 151.731 -152.000 -151.735 -0.004 4.015 0.015 -0.183 156.000 155.752 -156.000 -155.743 0.009 4.021 0.021 -0.162 160.000 159.758 -160.000 -159.746 0.012 4.006 0.006 -0.156
由数据处理表格可以得出：
丝杠的回程误差为：H=0.066/160=0.04%
螺距累积误差为：0.238-0.156=0.082mm
五、实验分析：
丝杆回程误差产生的原因：回程误差产生的原因是丝杆传动机构配合有间隙，在丝杠运动时会靠着一个方向，在丝杠回来时又会靠在另一面，这样间隙就会被保留在测量数据里。
螺纹测量与丝杆定位精度测量方法的各自用途：螺纹测量可以用于螺旋测微器；丝杆定位精度测量可用于精密机床中对刀具位置的精确控制。