丝杆

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第一章 丝杆
1.1 丝杆分类 1.1.1 滚珠丝杠副是在丝杠和螺母之间以滚珠为滚动体的 螺旋传动元件。滚珠丝杠副有多种结构型式。按滚珠循环 方式分为外循环和内循环两大类。外循环回珠器用插管式 的较多，内循环回珠器用腰形槽嵌块式的较多。
1.1.2 按螺纹轨道的截面形状分为单圆弧和双圆弧两种截 形。由于双圆弧截形轴向刚度大于单圆弧截形，因此目前 普遍采用双圆弧截形的丝杠。 1.1.3 按预加负载形式分，可分为单螺母无预紧、单螺母 变位导程预紧、单螺母加大钢球径向预紧、双螺母垫片预 紧、双螺母差齿预紧、双螺母螺纹预紧。数控机床上常用 双螺母垫片式预紧，其预紧力一般为轴向载荷的1/3。
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用途： 注塑机、吹塑机、挤压成 形机等等
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丝杆支撑方式
滚珠丝杠的支承主要有以下四种，由于支承方式不同，容许向载荷及 容许回转转速也有所不同，客户应根据自身情况适当选择。
固定---固定 适用于高转速、高精度。
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固定---支承 适用于中等转速、高精度
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丝杆支撑形式
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丝杆与直线电机的比较
缺点
滚珠丝杆
直线电机
1. 滚珠丝杠轴系的弹性变形，摩擦 磨损使进给系统产生滞后现象和非 线性误差。 2. 机械系统的运动惯性影响对指令 的快速反应，使加(减)速度的提高 受到限制。 3. 工作行程范围有限。 4. 需要采取有效措施解决高速驱动 时的振动、噪声、温升和热变形等 问题
1. 控制系统复杂，直线电 动机处于全闭环控制，当工 作负荷变化时，影响系统的 稳定性。 2. 强磁场对周边产生磁干 挠，影响的寿命，也给排屑、 装配、维修带来困难。 3. 发热大，在机床内部散 热条件差，这是制约电动机 推力的重要因素。 4. 能耗大，造价昂贵，成 本高
5. 需要解决隔磁、防护、 自锁、缓冲等安全问题
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螺母结构形式
单螺母类型 这是最简单的螺母类型，只包含 一个螺母。在应用中，可能产生 少许轴向跳动。丝杠反向会有反 向间隙。可用于一般定位要求系 统。
双螺母类型
通过向相反的方向转动螺母，在螺母中间插入调整垫，使两螺母分别向相反方向受 力，消除丝杠的轴向间隙。双螺母预紧同时可增加丝杠的刚性。
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应用行业
• CNC机械： CNC加工中心、CNC车床、CNC铣床、CNC放电加工机、CNC 磨床、CNC线切割机、CNC钻孔机、专用机…等等
• 精密工具机： 铣床、磨床、放电加工机、刀具磨床、齿轮加工机、钻床、刨 床
• 电子机械： 量测仪器、x-y平台、医学设备、工厂自动化设备、PCB钻孔机、 IC封装机、半导体设备、工厂自动化设备…等
2、高精度的保证
滚珠丝杠副都是由高水平的机械设备连贯生产出来的，制作精度更高。
3、微进给可能
滚珠丝杠副由于是利用滚珠运动，所以启动力矩极小，不会出现滑动运动那样的爬行 现象，能保证实现精确的微进给。
4、无侧隙、刚性高
滚珠丝杠副可以加预压，由于预压力可使轴向间隙达到负值，进而得到较高的刚性。
5、高速进给
支承---支承 适用于中等转速，中精度
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固定---自由 适用于低转速，中精度，短轴向丝杠
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滚珠丝杠副的安全使用
润滑：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。
B2表滚珠圈数
• D表法兰形式：N无切边，S单切边,D双切边
• G表研磨，F表轧制
• C5表精度：其丝杠精度有：C0、C1、C2、C3、C5、C7、C10
• 1000表丝杠长度
• P0表轴方向间隙预压等级：P0、P1、P2、P3、P4
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滚珠丝杆特点
1、动力更省
驱动力矩仅为滑动丝杠副的1/3，具有较高的运动效率，可以更加省电。
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消除螺母与丝杆间隙的方法
1：单螺母形式
在滚珠丝杠的沟道内放入直径较大 的滚珠，使丝滚珠作四点接触进行 预压。适用于轻预压。
在螺母中央位置沟道根据预压量进行 偏移或移位，达到预压的要求。适用 于中预压。此法虽为单螺母，但刚性 很好。效果极佳
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消除丝杆与螺母间隙方法
6.工作可靠，对周边环境的适应性较强。
1:无旋转运动、驱动速度很高 (无上限)，加速特性优良。 2.运动惯量小，系统刚度高， 具有优越的响应特性和跟随精 度。 3.运动平稳，噪声小，在任何 速度下都能安静、平稳驱动。 4.没有影响精度的中间环节， 能实现高速情况下精密定位。 5.工作行程无限，能满足长行 程高速驱动的要求。 6.工作寿命长，维护简单。
(2) 因滚珠丝杆螺母的循环部（循环导管，端盖等）突出在螺母的外部，因此
不可敲击和碰撞。
(3) 请不要把径向负荷，力矩负荷直接加到滚珠螺杆上。如果作用有径向负荷，
力矩负荷，会使螺杆的使用寿命极度降低或导致螺杆运转不顺畅。
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滚珠丝杆使用注意事项
(4) 将螺杆同其它机械零件组合安装时，请不要把螺母从螺杆上取出。如果万一必须分 开时，请使用比螺杆沟槽低径小1mm的套管作为辅助制具，将螺母和滚珠一同取下， 同时注意不要让滚珠脱落。
FC2(Z)、FYND、FYC1D、FYC2D。 南京工艺表示方法： • FFBZBD3205TLH-3-P3/1500X1200 • 螺母类型有：FF、FFB、FFZD、LR-CF、DGF、DGZ
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丝杆表示方法
• THK花键
LBS/LBF(法兰）LBH（方型）表示方法： LBST50UUCL+1000LP
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滚珠丝杆表示方法
• TBI滚珠丝杠表05 B2 D G (F) C5 1000 P0
• S:(S单螺母，D双螺母） F:(F有法兰，C无法兰）T:(T表T型螺帽，
S,I,V,E,K,U)
• R表螺纹方向右旋，L左旋
• 025表丝杠直径 05表导程
类型：BNFN,BNF,BN,BNFF,BTK,BT,BSF,BNT,MBF,BLK(大导程） 表示方法： BNFN2505-5-RR(防尘垫)-G0（轴向间隙）+820L C5（精度）-A
• 优励聂夫表示方法（UNID)：
FSG-（A、B、C法兰类型）50X10R(左、右旋）-4.5-P5-1500X1000 螺母类型：磨制丝杠（FSG、FDG、ZSG、WDG。）轧制丝杠(FSR、FDR） 行星滚柱丝杠副：PRZS、PRZD、PRSS、PRSD、PRFS、PRFD
（以DmN值来评定滚珠丝杠高速性，Dm为滚珠丝杠上下滚珠之中心圆 直径(P.C.D)，N为丝杠最大回转数，所以DmN值即表示滚珠之公转速 度，DmN值即为该滚珠丝杠的设计高速极限）。 ● 螺帽外型符合DIN ● 精密级JIS C0~C7，轧制级C6~C10
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丝杆制造范围
由上图可看出：轧制丝杆主要集中在32，40上，并且导程以5，10见常。 其它如需订购，为磨制丝杆货期较长
• 输送机械： Robort Stage、材料搬送设备、核能反应器，高度致动器…等 • 航太工业： 飞机襟翼、机场负载设备 • 其它： 如天线使用的致动器、阀门开关装置…等
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订货须知
预定台湾上银的丝杆必须出丝杆图纸并将相关细节核实清楚
1：重点为客户要求的丝杆有效行 程，特别注意当客户要求螺帽形式 为自润式形式时，有效行程必须减 去螺帽侧油杯的长度，否则会影响 客户计算的有效行程，影响货期。
（7） 最好在螺杆两端加装防撞器，以避免运转超过行程极限而损伤滚珠螺杆。
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丝杆与直线电机的比较
丝杆
直线电机
驱动方式 电动机+滚珠丝杠 直线电机驱动
优点
1.摩擦系数0.003左右，传动效率≥90%， 节能省电，对环境无污染，有利于贯彻 ISO14001国际环保标准。 2.具有较高的快速响应特性和同步性、传 动灵活、轻快。 3.无间隙、无爬行、高刚度。 4.采用现代化制造技术，可达到国标 GB/T18587.“1级”以上精度。 5.具有优良的高速特性，d0n值可达 150000。高速化的成本较低。
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丝杆表示方法
• PMI表示方法： • 4R50-10B2-2FSWC-1000-1500-0.018R • 螺母类型有：FDWC、DFWC、FSWC、DFWC、RSWC、SSWC
汉江表示方法：
• HJG-S-50X6-5(螺母上的负荷滚珠总圈为5圈)-2（精度）-L（左旋） • 螺母类型有：FN、FC1、FC2、FC1B、FC2B、FN(Z)、FC1(Z)、
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各种类型设备对丝杠精度选择
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行星滚柱丝杆
行星滚柱丝杠副的特点
1.丝杠副在传动时，接触方式为多线性线接触，具有很高的承载力，同时还可承受一定的 冲击力。
2.丝杠副主要为滚动摩擦，传动效率高，加之还可预警，可获得较高的定位精度。
。 3.丝杠、螺母和螺旋滚柱都经过热处理，接触处硬度较高（HRC58～63）长的使用寿命
（5） 滚珠螺杆的螺纹沟槽是经过淬火和研磨加工的，如果将外部零部件强行打入螺杆 轴或螺母边沿时，滚动沟槽上会产生压痕，所以安装零部件时，请注意不要对螺杆或 螺母施加过分外力。