滚珠丝杆的结构和用途
滚珠丝杆的结构和用途
滚珠丝杆是将旋转运动转化为直线运动，将直线运动转化为旋转运动的理想产品。
原则
滚珠丝杆机构的工作原理与螺母与丝杠之间的传动原理基本相同。如果螺钉可以旋转而螺母不能旋转，请旋转螺钉。由于螺母和负载滑块与导向段（直线导轨、直线轴承）相连，螺母的转动自由度受到限制，螺母转动。载荷只能在导向部件的作用下一起线性移动。
分类
按制造方法区分：
目前市场上有两种主要类型的滚珠丝杆机构，具体取决于制造方法和精度。
磨削滚珠丝杆采用精密磨削方法加工（精度从CO-C7分为6个等级），精度高，但制造成本高，价格也高。
滚珠丝杆采用精密滚压成型法制造（精度可分为C7至C10三个阶段），虽然精度稍差，但制造成本也较低，因此价格低廉。
根据球循环
内循环
外循环
内循环式螺母径向尺寸比外循环式螺母小，结构紧凑，刚性高，但制造困难。由于反向器制造困难，价格高。
滚珠丝杆机构端部固定方法
为了提高进给系统的工作精度，需要设计具有高传动刚度的滚珠丝杠机构。除了提高滚珠丝杠本体的刚性外，滚珠丝杠机构还必须设计有足够刚性的支撑结构。而且必须正确完成。安装。影响支撑结构刚度的因素包括轴承刚度、轴承座刚度、轴承座与机械结构的接触面积、轴承刚度等。
1、滚珠丝杠载荷及载荷方向
滚珠螺母是滚珠丝杠机构的核心部件。注意滚珠丝杠机构运行时，滚珠螺母不能承受径向或扭矩载荷，只能承受沿丝杠轴向的载荷。对的轴向载荷通过丝杠轴。在设计过程中，径向和扭矩载荷不会直接施加到螺母上。否则会延长滚珠丝杠机构的寿命。施加径向负载和扭矩负载，可能会缩短或发生故障。丝杠弯曲，螺母内滚珠过载，传动不稳定，精度降低，寿命明显缩短。螺杆的径向载荷主要是螺杆的自重。
滚珠丝杠机构通常与导向部件（直线导轨、直线轴承等）一起使用。滚珠丝杠通过螺母仅提供沿导向方向所需的轴向力，其所承受的各种径向和扭矩载荷的载荷和工作台由刚性导向件支撑。
2、丝杆端部支撑结构
螺杆有两个基本的支撑结构。
(1) 固定端
固定端又称固定端，是制造商为方便用户而设计的标准结构，形成一个支撑单元，供用户直接作为标准件订购。图为最典型的固定端结构
固定端支撑单元集成了轴承座、轴承、轴承外端盖、调整环、锁紧螺母、密封圈等部件。轴承座中使用两个角接触球轴承来支撑丝杠的端部。轴承允许螺杆在固定端受到轴向和径向约束。装配时，可将轴承的内圈和外圈用螺母和轴承外端盖压紧，以调整预紧力。
固定端支撑单元结构
1-锁紧螺母；2-保护垫圈；3-锁紧螺钉；4-轴承外端盖；1-挡圈；2-轴承座；3-轴承
5轴承座；6-密封圈；7-调节环；8-轴承
(2) 终止支持
支撑端的结构比较简单，仅由轴承片、弹性挡圈和轴承组成，螺杆的端部由支撑片的常用径向球轴承支撑。这种类型的轴承径向受约束，轴向不受约束，因此没有限制。如果螺纹杆因热变形而轻微拉伸，则支撑端可能会在轴向上轻微浮动。确保螺杆仍然是直的。
为方便用户，厂家针对不同情况设计制造了不同形状的螺杆端部支撑单元，作为用户选择的标准件。用户可以直接从制造商的样品中选择合适的规格并立即组装。交货快，价格低，降低成本。照片显示了常用的方形和圆形支撑单元的概述。
方形和圆形支撑单元之间的主要区别在于安装方法。方形支撑单元可以用螺钉上下固定，也可以用螺钉附接固定在端面。圆形支撑单元可以直接安装在上面。用安装孔和法兰固定。
(a) 方形固定端支撑单元 (b) 方形支撑端支撑单元 (c) 圆形固定端支撑单元 (d) 圆形支撑端支撑单元
用于丝杠端部支撑单元的轴承
滚珠丝杠机构是一种精密传动部件。整个机构的刚度对传动精度非常重要，两端支撑的结构刚度直接影响整个机构的刚度。除了轴承座本身的优良刚性外，选用高刚性、高精度的滚动轴承也是提高支撑结构轴向刚性的一个非常重要的手段。
滚珠丝杠一般使用两种轴承：
(1)推力角接触球轴承
推力角接触球轴承是高刚性、低扭矩、高精度的特种角接触球轴承，能承受较大的轴向载荷，用于支撑螺杆的固定端。
单个角接触球轴承只能承受一个方向的轴向载荷，因此通常两对或四对应与第二个角接触球轴承配对。由于轴承安装方向的原因，成对使用的轴承通常标有V字形，以避免装配和装配错误。如果这对轴承可以组合成V形，则放置是正确的。
成对使用的角接触球轴承
(2)深沟球轴承
通过使用滚珠丝杠机构，除了角接触球轴承外，还可以使用深沟球轴承。深沟球轴承用于支撑螺纹杆的支撑端并承受径向载荷。支撑端轴向自由，以补偿螺杆热变形的影响。
滚珠丝杠机构的典型安装方法
滚珠丝杠机构两端的支撑结构有四种不同的安装方式，视使用情况而定。
一端固定，一端支撑
两端固定
两端支撑
一端固定，另一端自由
所谓固定支撑，是指利用一对角接触球轴承对螺纹端进行轴向和径向约束。
所谓的支持，也简称支持。采用深沟球轴承，仅径向受约束，轴向不受约束。如果丝杠因热变形而略微拉伸，可将丝杠端沿轴向略微抬起。
所谓自由支撑，是指悬空的导螺纹末端没有支撑结构。
(1)一端固定，另一端支撑
滚珠丝杠机构最常见、最常用的安装方式就是所谓的安装方式，即一端固定，一端支撑。即螺杆的一端采用固定端，另一端采用支架。结束。
申请机会：
这种方法适用于中速、高刚度和高精度，也适用于导程和水平导程螺纹。
(2)两端固定
两端固定安装方式是用两个角接触球轴承支撑丝杠两端，使丝杠受到轴向和径向的约束。环被压缩。
在这种安装方式下，螺杆和轴承之间没有轴向间隙，允许在两端的轴承上施加预载荷。调整预紧后，螺杆的轴向刚度约为螺杆和轴承轴向刚度的四倍。一端固定，一端支撑。由于压杆稳定性问题和固有频率高于单端固定端支撑安装方法，螺杆的临界速度显着提高。但是，这种安装方式也存在结构复杂、对导螺纹热变形敏感等缺点。
申请机会：
这种方法适用于高速旋转、高精度和长螺纹。
(3)两端支撑
双端支撑安装方式中，螺杆两端由深沟球轴承支撑，两端轴承只限制螺杆的径向，不限制轴向。
申请机会：
这种方法结构简单，属于通用且易于安装的方法，适用于对中速、刚性、精度要求不高的一般场合。
(4)一端固定，另一端自由
一端固定而另一端可自由连接的事实意味着丝杠的一端采用固定支撑单元，而另一端在空气中保持自由。
这种安装方式还在固定端使用了两个角接触球轴承，因此螺杆不受轴向和径向约束，轴承的内外圈由锁紧螺母和轴承座压紧。每个端盖。螺杆的另一端是完全自由的，没有应用支撑结构。
申请机会：
这种方法结构简单，轴向刚度和临界转速低，丝杆稳定性低，因此一般丝杆长度较短，转速较慢，如垂直放置时，只能使用如果。螺杆。这种支撑方式的设计应使导螺纹尽可能工作，以保证机构的工作精度。即引出螺纹的自由端在底部，固定端在顶部。这取决于引线和负载。重量使螺钉保持拉伸。
一般情况下，尽量采用两端固定或一端支撑的安装方式，支撑轴承为接触角大（60°）、刚性高的特种角接触球轴承。