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高速滚珠丝杠副的结构设计
日期:2012-06-02 18:15  点击:349
 
 
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高速滚珠丝杠副的结构设计

滚珠丝杠副的驱动速度V=Ph×N(Ph为导程,N为丝杠转速),因此提高驱动速度的途径有两条:其一是提高丝杠的转速,其二是采用大导程。提高转速N受do?N值的制约(do为滚珠丝杠的公称直径)。国际上一般do?N≤70000。据日本NSK公司介绍:该公司已将do?N值提高到153000。N增大时,do必须减小,且过分提高转速会引起丝杠发热、共振等问题;d0太小也会造成系统刚性差、易变形、影响加工精度,且目前伺服电动机的最高转速仅到4000 r/min。导程Ph过大时,不仅增加了滚珠丝杠副的制造难度,精度难以提高,降低了丝杠副承载,而且也增加了伺服电动机的起动力矩。因此,设计高速滚珠丝杠副时要合理选择丝杠副的转速N、公称直径do与导程Ph。

数控机床常用的滚珠丝杠副结构为:外循环插管式、内循环反向器式。由于高速滚珠丝杠副的导程较大,如用内循环结构,反向器尺寸较长,承载的钢球数减少,且钢球高速时流畅性差,是不适合的;而外循环插管式结构简单,承载能力大,不受导程的限制。因此,被选作高速滚珠丝杠副的结构。

外循环滚珠丝杠副预紧方式主要有三种:增大钢球直径、变位导程和垫片。

根据高速滚珠丝杠副的特点,选用单螺母变位导程预紧结构比较合适。但在结构设计时,应注意以下几点:

(1)导程的选择。为了提高丝杠副驱动速度,一般需增大丝杠副导程,常用丝杠副导程取丝杠直径的1/3―1/2。

(2)为了增加承载,选用多头螺纹,以提高丝杠副承载能力。

(3)滚珠丝杠副在高速时产生的噪声主要来自钢球在导珠管进出口

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