挡珠器比较容易磨损。
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③端盖式
构造：在螺母1上钻出纵
向孔作为滚子回程滚道，螺 母两端装有两块扇形盖板或 套筒2，滚珠的回程道口就 在盖板上。滚道半径为滚珠 直径的1.4～1.6倍。
特点：结构简单、工艺性
好，但滚道吻接和弯曲处圆 角不易做准确而影响其性能， 故应用较少。常以单螺母形 式用作升降传动机构。
•P型（定位型）
•T型（传动型）
•确定滚珠丝杠副的导程
•滚珠丝杠副的载荷及速度计算
•确定预期的额定动载荷Cam
•按精度要求确定丝杠的 •最小螺纹底径d2
•按强度计算确定丝杠的 •最小螺纹底径d2
•确定滚珠丝杠副的螺母形式及规格代号
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•确定预紧力Fp
•基本额定静载荷验算
•对预拉伸滚珠丝杠，计算行程补偿值C和预拉紧力Ft
特点：可实现定量调整。即可进行精密微调(如0.002mm)， 使用中调整较方便。
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(3)双螺母垫片调整预紧式
如图所示，调整垫片1的厚度，可使两螺母2产
生相对位移，以达到消除间隙、产生预紧拉力 之目的。其特点是结构简单刚度高、预紧可靠， 但使用中调整不方便。
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•根据机电一体化系统的精度要求确定：
n 精度要求高时应选取较小的基本导程。滚珠 的工作圈(或列)数和工作滚珠的数量N由试验 可知：第一、第二和第三圈(或列)分别承受 轴向载荷的50%、30%和20%左右。因此， 工作圈(或列)数一般取2.5～3.5。
n 滚珠总数N一般不超过150个。
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移s。
应用场合：多用于各种微动机构中。
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2.1.3 滚珠丝杠传动部件
1．组成及特点 组成：由丝杆3、螺母
2、滚珠4和反向器(滚 珠循环反向装置)1等 四部分组成。(3.26)
优点 ：轴向刚度高、
运动平稳、传动精度 高；不易磨损，使用 寿命长等优点。
缺点：不能自锁，具
有传动的可逆性。
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•工作原理
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(2)双螺母齿差预紧调整式
结构如图，二个螺母
的两端分别制有圆柱齿 轮3，二者齿数相差一
个齿，通过二端的二个 内齿轮2与上述圆柱齿
轮相啮合并用螺钉和定 位销固定在套筒1上。
方法：调整时先取下二端的内齿轮2，当二个滚珠螺母相对 于套筒同一方向转动同一个齿后固定后，则一个滚珠螺母相 对于另一个滚珠螺母产生相对角位移，使二个滚珠螺母产生 相对移动，从而消除间隙并产生一定的预紧力。
优点：在高频浮动中达到回珠圆弧槽进出口的自动对接，通道流
畅、摩擦特性较好，更适用于高速、高灵敏度、高刚性的精密进给系 统。
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外循环
从结构上看，外循环有三
种形式：
①螺旋槽式 ：在螺母2的
外圆表面上铣出螺纹凹槽， 槽的两端钻出二个与螺纹 滚道相切的通孔，螺纹滚 道内装入二个挡珠器4引 导滚珠3通过这二个孔， 应用套筒1盖住凹槽，构 成滚珠的循环回路。
丝杠传动系统。由于随温度的升高会使丝杠的 预紧力增大，故易造成两端支承的预紧力不对 称。
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③双推一简支式
如图所示，一端装止推轴承，另一端装向心球
轴承，轴向刚度不太高。使用时应注意减少丝 杠热变形的影响。双推端可预拉伸安装，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。
如图所示，螺母3的外端有凸缘，而螺母4的外端虽无凸
缘，但制有螺纹，并通过二个圆螺母固定。调整时旋转 圆螺母2消除轴向间隙并产生一定的预紧力，然后用锁 紧螺母1锁紧。预紧后两个螺母中的滚珠相向受力(如图 b)，从而消除轴向间隙。其特点是结构简单、刚性好、 预紧可靠，使用中调整方便，但不能精确定量地调整。
•确定滚珠丝杠副支撑所用轴承的型号、规格
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设计流程
•滚珠丝杠副工作图的设计 •各种传动力矩的计算、电机的选择
•传动刚度的计算
•传动刚度的验算、滚珠丝杠副精度的选择、 •订货代号的确定
•滚珠丝杠副精度按经验选择、 •订货代号的确定
•滚珠丝杠副支临界压缩载荷Fc的校验
•滚珠丝杠副支极限转速nc的校验
(1)支承方式 ①单推一单推式 ：
如图所示，止推轴承分别装在滚珠丝杠的两端并施 加预紧力。
特点：轴向刚度较高；预拉伸安装时，预紧力较大； 轴承寿命比双推一双推式低。
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②双推一双推式
如图所示，两端装止推轴承及向心轴承的组合，
并施加预紧力，其刚度最高。
该方式适合于高刚度、高速度、高精度的精密
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•滚珠丝杠副dn值的校验 •滚珠丝杠副形位公差的标注
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举例
• 已知某工程机械中传动用T型滚珠丝杠副
，工作是有轻微振动，丝杠轴向工作载荷 Fmax为15680N，Fmin为9800N，丝杠的 转速nmax为100r/min，nmin为2 r/min ，丝杠的精度等级为 3级，可靠性为 90%。
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如图所示的制动装置。
当主轴7作上、下进给 运动时，电磁线圈2通 电并吸引铁芯1，从而 打开摩擦离合器4，此 时电机5通过减速齿轮、 滚珠丝杠副6托动上、 下运动部件7作垂直上 下运动。当电机停止运 动或断电时，电磁线圈 2也同时断电，在弹簧3 的作用下摩擦离合器4 压紧制动轮，使滚珠丝 杠不能自由转动。从而 防止因上、下运动部件 的自重而自动下降。
调整也不方便。 沿螺母圆周均匀分布。
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浮动式反向器的内循环滚珠丝杠副
结构特点:反向器1上的安装孔有0.01～0.015mm的配合间隙，反
向器弧面上加工有圆弧槽，槽内安装拱形片簧4，外有弹簧套2，籍助 拱形片簧的弹力，始终给反向器一个径向推力，使位于回珠圆弧槽内 的滚珠与丝杆3表面保持一定的压力，从而使槽内滚珠代替了定位键 而对反向器起到自定位作用。
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7．滚珠丝杠副的密封与润滑12.7
• 密封圈有接触式和非接触式二种：
n （1）非接触式：密封圈通常由聚氯乙烯等塑 料制成，其内孔螺纹表面与丝杠螺纹之间略 有间隙，故又称迷宫式密封圈。
n （2）接触式密封圈用具有弹性的耐油橡胶或 尼龙等材料制成，因此有接触压力并产生一 定的摩擦力矩，但其防尘效果好。
图为变位导程自预紧方
式。它是在滚珠螺母体 内的两列循环滚珠链之 间，使内螺纹滚道在轴 向制作一个Δl0的导程突 变量，从而使二列滚珠 在轴向错位而实现预紧。 预紧力的大小取决于Δl0 和单列滚珠的径向间隙。
特点：结构简单紧凑，
但使用中不能调整，且 制造困难。
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6．滚珠丝杠副支承方式的选择
直径d0和基本导程l0。公称直径d0应根据轴向最大载荷按滚珠 丝杠副尺寸系列选择。
• (3)滚珠丝杠副的选择步骤 ：在选用滚珠丝杠副时，必
须知道实际的工作条件：
• 包括：最大的工作载荷Pmax(或平均工作载荷Pcp)(N)作用下的
使用寿命T(h)；丝杠的工作长度(或螺母的有效行程)l(mm)； 丝杠的转速n(或平均转速ncp)(r／min)；滚道的硬度HRC及丝 杠的工况。
结构的特点：工艺简单、
径向尺寸小、易于制造。 但是挡珠器刚性差、易磨 损。
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②插管式
用一弯管1代替螺纹凹槽，弯管的两端插入与螺纹滚道5相
切的两个内孔，用弯管的端部引导滚珠4进入弯管，构成滚 珠的循环回路，再用压板2和螺钉将弯管固定。
结构简单、容易制造。但是径向尺寸较大，弯管端部用作
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2020/11/18
机电一体化技术
本节重点
• 1.丝杠螺母传动机构的基本传动形式；丝
杠螺母副的的组成及特点；
• 2.滚珠丝杠副的典型结构；循环方式；预
紧方式；
• 3.滚珠丝杠副的选择方法
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实例：X-Y工作台的结构
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少振动、降低噪声。
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2.1 传动部件的选择与设计
2.1.1 机械传动部件及其功能要求 ①精密化——
②高速化—— ③小型化、轻量化——
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常见的机械传动机构
• 螺旋传动 • 齿轮传动 • 同步带传动 • 高速带传动 • 非线性传动 • …间隙调整与预紧
•常用的几种调整预紧方法
n(1)双螺母螺纹预紧调整式 n(2)双螺母齿差预紧调整式 n(3)双螺母垫片调整预紧式 n(4)弹簧式自动调整预紧式 n(5)单螺母变位导程自预紧式和单螺母滚珠过 盈预紧式
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(1)双螺母螺纹预紧调整
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3．滚珠丝杠副的主要尺寸参数
公称直径d0 ： 基本导程l0(或螺距t) ： 行程l： 还有丝杆螺纹大径d、丝杆螺纹小径d1、滚珠直径db、螺
母螺纹大径D、螺母螺纹小径D1、丝杆螺纹全长ls等。
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基本导程的大小的确定
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•结构
•运行轨迹
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2．滚珠丝杠副的典型结构类型：
(1)螺纹滚道型面(法向)的形状及主要尺寸 滚道型面与滚珠接触点之法线与丝杠轴向之垂线