滚珠丝杠副基础知识

发布日期：2017-12-11

滚珠丝杠副基础知识

1.什么是滚珠丝杠副？

滚珠丝杠副是由丝杠，螺母，滚珠组成的机械元件。其作用是将旋转运动转变为直线运动，或逆向由直线运动变为旋转运动。丝杠、螺母之间用滚珠做滚动体。

2.滚珠丝杠副有哪些特点？

（1）传动效率高。(达85%—98%)。

（2）灵敏度高。（无颤动、无爬行，同步性好）。

（3）定位精度高。(可以实现无间隙传动，刚度强，温升小)。

（4）使用寿命长。（是普通滑动丝杠的4倍以上，磨损小，精度保持期长）。

（5）使用、润滑和维修方便、可靠。

（6）可逆向传动，不自锁。（在垂直使用或需急停时，应附加自锁或制动装置）

3.螺纹滚道的单圆弧、双圆弧各有何特点？

单圆弧的优点是无偏心，工艺上易获得，缺点是用于“T类”丝杠时轴向间隙大，运动滞后，若减小间隙，滚珠接触点低，受力差，加工时磨出“油槽”，测不准节圆（滚珠或测棒与滚道圆弧不相切）。双圆弧避免了上述缺点，但工艺上难获得。

4.双圆弧滚道有什么特点？主要是为了便于测准节圆。

5. 滚道底部的小圆弧起什么作用？

此小圆弧熟称“油槽”，使用中可存油及容异物，加工中起工艺作用。减少磨削径向力。

6.什么是内循环、外循环滚珠丝杠副？它们是如何分类的？

一般定义为：滚珠在循环中始终不脱离丝杠表面的为内循环，反之为外循环。内循环有浮动（F）与固定（G）之分，外循环有螺旋槽（L）、插管（C）和端盖（DG）之分，其中插管式又有埋入式（CM）和凸出式（CT）之别。相对来说，内循环滚珠丝杠副的螺母安装直径可以更紧凑，因此应用也最广泛。

7.浮动内循环返向器有何特点？

优点是：

（1）流球通道为立体相切对称变曲率腔，技术含量高；

（2）圆形孔工艺性好，螺母轴向距离小，外径尺寸紧凑；

（3）凸筋既定位，又铲球，起双重作用；

（4）型腔为半开空间隧道，流球顺畅，与丝杠外径不摩擦；

（5）塑料制成，成本低，吸收振动，噪音小；

（6）可在上下及圆周方向上微量浮动，经跑合后自动趋向最佳位置；

（7）有效保护丝杠主体（滚珠脱落故障时，仅返向器损坏）；

（8）直径适用范围广，还可用于双线（双头）螺纹；

缺点是：

（1）不耐高温（适用范围±60℃）；（

2）丝杠滚道必须一端开通才可以装配。

8.插管循环方式的特点是什么？

滚珠在插管内返向平滑，传动平稳：缺点是螺母安装尺寸大，管舌处薄弱，耐磨性、抗冲击性差。不适用于螺母转速高的场合。

9.端盖式循环方式的特点是什么？

径向尺寸大轴向尺寸特小，尤其适合大导程多线螺纹；缺点是滚珠易产生撞击、跳动，摩擦损失。端盖式无法进行双螺母预紧

10.螺旋槽循环方式是否应逐渐淘汰？

螺旋槽式虽然安装尺寸大，工艺复杂，传动不平稳，安装槽有方向性要求（朝上）；但挡珠器可挡

硬性异物进入螺母内，挡球可靠，适用高低温范围非常广，所以还不能淘汰，尤其多用于军工产品。

11.双螺母预紧型滚珠丝杠副有何特点？

浮动内循环法兰—直筒组合的垫片预紧型应用最为普遍，内循环安装外径小，组合安装方便，调整预紧力简便，使用磨损出现间隙，还可自行调整多次使用。

12.变位预紧型与增大球径预紧型有何异同点？

都是单螺母消隙，无双螺母的组合误差，轴向尺寸特小；但两者磨损出现间隙后一般无法再达到预紧效果，一般用于中、低负荷。变位预紧型传动效率高，精度保持期长，用于精密定位。增大球径预紧型承载力大（是位预紧型的两倍），但磨损快，用于中、低精度。

13.齿差式预紧的分类与特点？有内、外齿式两种，预紧力可任意调节，但较为复杂，成本高。

14.圆柱式预紧的分类与特点？有直销、横销两种，预紧可靠性差，较易出现间隙，成本低。

15.双直筒型预紧的特点？径向尺寸小，既可增大垫片也可减小垫片厚度预紧，螺母座复杂。

16.双法兰型预紧的特点？

径向尺寸大，既可增大垫片也可减小垫片厚度预紧。“面对面”型安装拆卸困难，“背对背”型减少了一个螺母的行程。

17.现行滚珠丝杠副标准（GB）经历了怎样的演变？

早期的苏Q/J.JB11-78标准，是国内最早的一部地方专业标准，精度代号分C-J-B-P-T级别，B为标准级。稍后的JB3162-82是应用时间最长、影响最广的一部部颁标准，它参照德国DIN69051标准，精度代号分为:C-D-E-F-G-H级别，E为标准级。再稍后的JB/GQ1098—87是JB3162—82的补充件。JB/T3162—91标准套用国际标准，仍为部颁标准。现行标准为：GB/T17587.3—1998，等效采用国际标准ISO3408—1992.精度代号为：1-2-3-4-5-7-10，4级为标准级。

18.区分公称直径d0与节圆直径Dpw有何意义？

公称直径d0起标识作用，无公差，取整数值，起便于商务和管理的作用。节圆直径DPW有公差带，可一为小数，在工程计算上起参数作用。

19 区分定位（P类）与传动（T类）类别有何意义?

两者使用的场合、作用不同。P类用于精密定位。T类用于受力传动，螺纹精度仅查全长内行程偏差及任意300mm内行程变动量，要求远远低于相同级别的P类。

20滚珠丝杠副要检查哪几类要求？查安装尺寸/几何精度/性能/外观四类要求。

21滚珠螺纹精度的含义？

螺母相对于丝杠旋转所行走的距离叫“行程”.实际走的距离与希望（理想）走的距离的差值叫“行程偏差”。螺母在丝杠每一段上走的偏差不尽相同，取其平均值交“平均行程偏差”。因它是在螺纹全长（当然，是指有效范围）上测取的，故俗称叫“全长。螺旋线在一定范围内波动变化，沿着一条“中轴线”，波峰与波谷各自之间的连线形成了一条“带子”，线没有宽度，而带子是有宽度的。俗称“带宽”，即指全长上的行程变动量宽度范围。实际上，任意300mm内变动量（俗称“300”）和一牙内变化量（俗称“2π”或“周期”）都是“带宽”的概念。只是度量区间长短而已。“全长”、“带宽”、“300”、和“周期”是检查螺旋线误差的四个项目，其中“300”是最主要项目。（严格定义参见GB/T17587.3—1998）

22.什么是行程补偿值C？工艺上如何获得？

目标行程减公称行程等于行程补偿值C（Ls-L0=C）,作用是用以补偿丝杠工作时由于温升和载荷引起的伸长量。工艺上可用修正尺法和温升法获得，C值通常取负值。

23.产品样本中额定静载荷C0a与额定动载荷C0的含义？

使钢球产生万分之一变形量的轴向力叫额定静载荷C0a。转数为一百万转，使丝杠副出现疲劳现象的轴向力，叫额定动载荷C0。

24.刚度Kc的含义与检查？刚度值是指钢球与滚道间的轴向刚度值，是根据国际标准理论计算的。

25.滚珠丝杠副的材料？

90%为轴承钢GCr15,此外还有渗碳钢20CrMnTi、氮化钢38CrMoAl、不锈钢4Cr13等插管为不锈钢1Cr18Ni9Ti,浮动式返向器为工程塑料。

26磨制滚珠丝杠需经过哪些热处理？各有何作用？

热处理内容

作用

1)球化退火HB170-217

预备热处理；便于加工，好校直

2)调质HB230-270

预备热处理；提高芯部强度韧性

3）高温回火

去除初加工应力

4）感应淬火G58

使滚道耐磨而芯部较软不易折断

5）冰冷处理

稳定组织，用于高精度（1-3级）

6）中心孔淬火H42

使中心孔表面耐磨，工艺作用

7）时效处理

去除半精加工应力

27 磨制滚珠丝杠的机加工工序流程内容？

1）备料——2）球退（或调质）——3）粗车——（高回或调质）——4）半精车——5）铣——6）校直——7）修锪中心孔——8）淬火——9）校直——10）研中心孔——11）粗磨外圆——12）磨油槽——13）粗磨滚道——14）校直——15）时效——16）研中心孔——17）精磨外圆——18）精磨滚道——19）装配

28.滚珠丝杠副安装、使用常出现的故障？

故障现象

可能的原因

1）滚珠脱落，丝杠“咬毛”

一般为用户不慎所致，行程过位或不自锁

2）轴劲折断

同轴度差；安装“三点”不成“一线”

3）试运转出现金属末

清洁度差，表面粗糙，跑合少

4）螺母紧，间隙大

用户支承或传动链问题；防尘圈干涉

5）螺母紧，仍有少量“间隙”