滚珠丝杠传动机构：减小摩擦提高效率

2023-06-25 理论教育版权反馈

【摘要】：在螺杆和螺母之间设有封闭循环的滚道，在滚道间填充钢珠，使螺旋副的滑动摩擦变为滚动摩擦，从而减少摩擦力，提高传动效率，这种螺旋传动称为滚动螺旋传动，又称滚珠丝杠副。用于传递动力的滚珠丝杠，称为T类滚珠丝杠。图2-26 螺旋槽式外循环滚动螺旋传动2）外循环滚珠丝杠。滚珠丝杠多用在车辆转向机构及对传动精度要求较高的场合，如飞机机翼和起落架的控制机构、大型水闸闸门的升降机构及数控机床的进给机构等。

在螺杆和螺母之间设有封闭循环的滚道，在滚道间填充钢珠，使螺旋副的滑动摩擦变为滚动摩擦，从而减少摩擦力，提高传动效率，这种螺旋传动称为滚动螺旋传动，又称滚珠丝杠副。

1.滚珠丝杠的分类

（1）按用途分类

1）定位滚珠丝杠。通过旋转角度和导程控制轴向位移量，称为P类滚珠丝杠。

2）传动滚珠丝杠。用于传递动力的滚珠丝杠，称为T类滚珠丝杠。

图2-25 内循环滚动螺旋传动

（2）按滚珠的循环方式分类

1）内循环滚珠丝杠。如图2-25所示，滚珠在循环回路中始终和螺杆接触，螺母上开有侧孔，孔内装有反向器将相邻两螺纹滚道连通，滚珠越过螺纹顶部进入相邻滚道，形成一个循环回路。一个螺母常装配2～4个反向器。当螺母上有两个封闭循环滚道时，两个反向器在圆周上相隔180°；当螺母上有三个封闭循环滚道时，三个反向器在圆周上两两相隔120°。内循环的每一封闭循环滚道只有一圈滚珠，滚珠的数量较少，因此流动性好、摩擦损失小、传动效率高、径向尺寸小，但反向器以及螺母上定位孔的加工要求较高。

图2-26 螺旋槽式外循环滚动螺旋传动

2）外循环滚珠丝杠。滚珠在循环回路中脱离螺杆的滚道，在螺旋滚道外进行循环。常见的外循环形式有螺旋槽式和插管式两种。

图2-26所示为螺旋槽式外循环滚动螺旋传动。这是在螺母的外表面上铣出一个供滚珠返回的螺旋槽，其两端钻有圆孔，与螺母上的内滚道相通。在螺母的滚道上装有挡珠器，引导滚珠从螺母外表面上的螺旋槽返回滚道，循环到工作滚道的另一端。这种结构的加工工艺性比内循环滚珠丝杠好，故应用较广，但缺点是挡珠器的形状复杂且容易磨损。

图2-27 插管式外循环滚动螺旋传动

图2-27所示为插管式外循环滚动螺旋传动，它用导管作为返回滚道，导管的端部插入螺母的孔中，与工作滚道的始末相通。当滚珠沿工作滚道运行到一定位置时，遇到挡珠器迫使其进入返回滚道（即导管内），循环到工作滚道的另一端。这种结构的工艺性较好，但返回滚道凸出于螺母外面，不便在设备内部安装。

2.滚珠丝杠螺母结构间隙的调整方法

为了保证滚珠丝杠副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办法消除轴向间隙，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。常用的双螺母消除间隙的方法有如下几种。

（1）双螺母垫片调整间隙法如图2-28所示，调整垫片4的厚度，使左右两螺母1和2产生轴向位移，从而消除间隙并产生预紧力。这种方法结构简单、刚性好、装卸方便、可靠。但调整费时，很难在一次修磨中调整完成，调整精度不高，适用于一般精度数控机床的传动。

图2-28 垫片调整间隙法

1、2—螺母 3—螺母座 4—调整垫片

（2）双螺母齿差调整间隙法如图2-29所示，两个螺母1和2的凸缘为圆柱外齿轮，而且齿数差为1，两个内齿轮3和4用螺钉、定位销紧固在螺母座上。调整时，先将内齿轮3和4取出，根据间隙大小使两个螺母1和2分别向相同方向转过1个齿或几个齿，然后再插入内齿轮3和4，使螺母l和2在轴向彼此移动相应的距离，从而消除两个螺母l和2的轴向间隙。这种方法的结构复杂，尺寸较大，但调整方便，可获得精确的调整量，预紧可靠不会松动，适用于高精度的传动。