四种支承方式的比较：
支承方式 双推-自由 双推-简支 单推-单推 双推-双推
刚度 低
高
承载能力 低
高
失稳 有
无
（2）制动装置
因滚珠丝杠传动效率高，无自锁作用，故在垂直安装状 态，必须设置防止因驱动力中断而发生逆传动的自锁、制动 或重力平衡装置。常用的制动装置有体积小、重量轻、易于 安装的超越离合器。
第二节 机械传动部件的选择与设计
一、机械传动部件及其功能要求
常用的机械传动部件包括： 螺旋传动 齿轮传动 同步带传动 高速带传动 各种非线性传动等
基本功能 传动机构
丝杠螺母 齿轮
齿轮齿条 链轮链条 带、带轮 杠杆机构 凸轮机构 蜗轮蜗杆 间歇机构
传动机构及其功能
运动的变换
动力的变换
形式 √ √ √
√ √
行程
√ √
方向 速度
√√
√√ √
√√ √√
大小 √ √
√ √
形式 √
√
应设计和选择传动间隙小、 精度高、体积小、重量轻、运动 平稳、传递转矩大的传动部件。
机械传动部件的功能要求： 1、精密化 2、高速化 3、小型化、轻量化
二、滚珠丝杠副传动部件 1、滚珠丝杠副的组成及特点 （1）组成
螺母
2）双推-简支式
特点： 预紧力小，轴承寿命较高， 适用于中速、精度较高的长丝杠传动系统
3）单推-单推式
特点： 轴向刚度较高，预紧力大，寿命低
4）双推-双推式
特点： 适合于高刚度，高速度，高精度的精密丝杠
传动系统。
轴承的组合安装支承示例
简易单推-单推式支承
双推-简支支承方式
双推-自由式支承
滚珠
丝杠 螺旋槽
螺旋槽
回路管道
滚珠丝杠螺母副的组成： ➢ 带螺纹槽的丝杠 ➢ 带螺纹槽的螺母 ➢ 滚珠 ➢ 反向器
（2）特点
优点：
1）传动效率高（>0.9) 2）轴向刚度高 3）运动平稳，传动精度高 4）磨损小，寿命长
缺点：
1）不能自锁 2）结构复杂
2、滚珠丝杠副的典型结构类型
（1）螺纹滚道型面的形状及主要尺寸
超越离合器 1-外圈 ； 2-星轮 ； 3-滚柱：4-活销 ； 5-弹簧
丝杠
电机 摩擦离合器 弹簧
电磁线圈 铁心
主轴
7、滚珠丝杠副的密封与润滑 （1）密封
螺旋槽
Байду номын сангаас
回路管道
特点： 滚珠循环回路长，流畅性差，效率低；
工艺简单，螺母的径向尺寸大，易 于制造；
挡珠器刚性差，易磨损。
① 螺旋槽式
② 插管式
插管
盖板
螺母
③ 端盖式
特点：
应用较少，常以单螺母形式用作升 降传动机构。
3、滚珠丝杠副的主要尺寸参数
滚珠直径
公称直径
丝杠大径 丝杠小径
螺母小径 螺母大径
一般传动可选用4、5级； 全闭环系统可选用2、3、4级。
5、滚珠丝杠副轴向间隙的调整与预紧 轴向间隙调整的目的：
保证反向传动精度
预紧目的：
提高刚度
采用方法：
（1）双螺母螺纹预紧调整法
锁紧螺母 调整螺母
右螺母
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
（2）双螺母齿差预紧调整法
（1）公称直径do
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，它是滚珠丝 杠副的特征尺寸。
（2）基本导程Ph 定义： 丝杠相对螺母旋转2π弧度 时，螺母上基准点的轴向位移;
导程小→精度高→承载能力小
（3）行程λ 丝杠相对螺母旋转任意弧度
时，螺母上基准点的轴向位移。
x 360 Ph
行程偏差的验收检验项目
（2）标注方法
（3）尺寸系列
公称直径系列（mm） 6、8、10、12、16、20、25、32、40………
公称导程系列（mm） 1，2，2.5，3，4，5，6，8，10，12…..
注意：
尽可能优先选用公称导程为4、5、 6、8系列的滚珠丝杠螺母副
（4）推荐采用的精度等级
数控机床、精密机床和精密仪器等用于开环和 半闭环进给系统，根据定位精度和重复定位精 度的要求可选用1、2、3级；
（4）滚珠直径 db 滚珠直径大，则承载能力也大。 应根据轴承厂提供的尺寸选用
（5）滚珠个数N
N过多，流通不畅，易产生 阻塞；
N过少，承载能力小，滚珠 自载加距磨损和变形
一般取：N<150
（6）滚珠的工作圈（或列）数 j 由于第一、第二、第三
圈（或列）分别承受轴向载荷 的50%、30%、15%左右，因 此工作圈（或列）数一般取:
（5）单螺母变位导程自预紧式和单螺母滚 珠过盈预紧式
结构简单紧凑，但使用中不能调整，制造困难
6、滚珠丝杠副支承方式的选择
采用推力轴承为主的轴承组合
来提高轴向刚度。
（1）支承方式
1）双推-自由式
特点： 轴向刚度和承载能力低，多用于轻载、低速
的垂直安装丝杠传动系统；当丝杠垂直安装时， 必须采用制动装置。
j=2.5~3.5
4、滚珠丝杆副的精度等级及标注方法
（1）精度等级 根据GB/T17587.3-1998（与ISO 3408-3：1992
同）标准：将滚珠丝杠副的精度分成为七个等级
1、2、3、4、5、7、10，1级为最高
按实际使用要求，在每一精度等级内指定了导程精度的 验收检验项目，未指定的检验项目其导程误差不得低于下一 级精度的规定值。
单圆弧型
双圆弧型
主要尺寸：
接触角
rb 滚珠半径 R 滚道圆弧半径 e 偏心距
理想接触角 =450 R=1.04rb e=sin(R-rb)
单圆弧型
特点：接触角随轴向载荷的变化而变化
，轴向刚度，承载能力
双圆弧型
特点：角基本保持不变，加工成本高
（2）滚珠的循环方式 ❖内循环 ❖外循环
1）内循环
滚珠在循环的过程中始终没有脱离丝杠。
丝杠
螺母 滚珠
反向器
浮动式反向器的循环
滚珠
螺母
丝杠 反向器
特点： 滚珠循环回路短，流畅性好，效率高；
螺母的径向尺寸小， 加工困难，装配调 整不易；
适用于高速、高灵敏度、高刚度的精密 进给系统。
2）外循环
滚珠在循环过程中脱离过丝杠
螺母 滚珠 丝杠 螺旋槽
套筒
内齿轮
丝杠
外齿轮
特点：
可实现定量调整，使用中调整方便；
两边齿轮同向旋转一个齿时，螺 母的轴向位移量为：
L
|
z1 z2 z1 z 2
|
Lo
（3）双螺母垫片预紧调整法
1-垫片； 2-螺母
结构简单，刚性高，预紧可靠， 但使用中调整不方便
（4）弹簧式自动调整预紧式
能消除在使用过程中由于磨损或弹性变形产 生的间隙，但结构复杂，轴向刚度低 ；适用于轻 载场合。