【正文】 杠螺紋的代號，50為公稱直徑（φ50mm），8表示基本導(dǎo)程為8mm，2為精度等級，左旋螺紋應(yīng)在最后標(biāo)“LH”字，右旋不標(biāo)。滾珠螺紋的代號用GQ表示，標(biāo)注在公稱直徑前，如GQ508—3例 CTC6310——1600表示為插管突出式外循環(huán)（CT），雙螺母齒差預(yù)緊（C）的滾珠絲杠副，公稱直徑63mm，基本導(dǎo)程10mm，螺紋旋向為右旋，絲杠全長為2000mm，螺紋長度為1600mm。、5圈，、5。 (5) 滾珠絲杠副的標(biāo)注方法滾珠絲杠副的型號根據(jù)其結(jié)構(gòu)、規(guī)格、精度和螺紋旋向等特征按下列格式編寫。任意300mm螺紋長度內(nèi)的導(dǎo)程誤差ΔL300，螺紋全長內(nèi)的導(dǎo)程誤差ΔLl。用最小二乘法可求得在導(dǎo)程誤差圖上代表實際導(dǎo)程總傾向的直線——實際導(dǎo)程代表線，它允許近似地用在測量長度內(nèi)實際導(dǎo)程首尾兩點的連線來代替。例如，設(shè)滾珠絲杠在工作溫度下比測量溫度下在測量長度內(nèi)共伸長為T(mm)，則以此值定為方向目標(biāo)值，以圖722a的虛線（目標(biāo)導(dǎo)程Lt）作為誤差比較的標(biāo)準(zhǔn)，即若實際導(dǎo)程曲線是虛線時表示沒有導(dǎo)程誤差。圖722 當(dāng)方向目標(biāo)值T不等于零時的導(dǎo)程誤差值a）任意300mm螺紋長度內(nèi)，螺紋全長內(nèi)導(dǎo)程誤差曲線的帶寬 b）2π弧度內(nèi)導(dǎo)程誤差滾珠絲杠導(dǎo)程誤差曲線如圖722所示。對于閉環(huán)系統(tǒng)的數(shù)控機床，絲杠的制造誤差使得它在工作時負(fù)載分布不均勻，從而降低承載能力和接觸剛度，并使預(yù)緊力和驅(qū)動力矩不穩(wěn)定。滾珠絲杠副的精度包括各元件的精度和裝配后的綜合精度，其中包括導(dǎo)程誤差、絲杠大徑對螺紋軸線的徑向圓跳動、絲杠和螺母表面粗糙度、有預(yù)加載荷時螺母安裝端面對絲杠螺紋軸線的圓跳動、有預(yù)加載荷時螺母安裝直徑對絲杠螺紋軸線的徑向圓跳動以及滾珠絲杠名義直徑尺寸變動量等。預(yù)緊力大時，裝配困難，使用中不能隨時調(diào)整調(diào)整方法當(dāng)需重新調(diào)整預(yù)緊力時，脫開差齒圈，相對于螺母上的齒在圓周上錯位，然后復(fù)位改變墊片的厚度尺寸，可使雙螺母重新獲得所需預(yù)緊力旋轉(zhuǎn)預(yù)緊螺母使雙螺母產(chǎn)生相對軸向位移，預(yù)緊后需鎖緊螺母拆下滾珠螺母，精確測量原裝鋼珠直徑，然后根據(jù)預(yù)緊力需要，重新更換裝入大若干微米的鋼球拆下滾珠螺母，精確測量原裝鋼珠直徑，然后根據(jù)預(yù)緊力需要，重新更換裝入大若干微米的鋼球適用場合要求獲得準(zhǔn)確預(yù)緊力的精密定位系統(tǒng)高剛度、重載荷的傳動定位系統(tǒng)，目前用得較普遍不要求得到準(zhǔn)確地預(yù)緊力，但希望隨時可調(diào)節(jié)預(yù)緊力大小的場合中等載荷對預(yù)緊力要求不大，又不經(jīng)常調(diào)節(jié)預(yù)緊力的場合備注我國目前剛開始發(fā)展的結(jié)構(gòu)雙圓弧齒形鋼球四點接觸，摩擦力矩較大(4) 滾珠絲杠副的精度滾珠絲杠副的精度等級為10級精度，代號分別為10。使用中不便隨時調(diào)整預(yù)緊力預(yù)緊力調(diào)整方便，使用中可隨時調(diào)整。圖721雙螺母齒差調(diào)隙式結(jié)構(gòu)2單螺母 4內(nèi)齒圈除了上述三種雙螺母加預(yù)緊力的方式外，還有單螺母變導(dǎo)程自預(yù)緊及單螺母鋼球過盈預(yù)緊方式。 (c)齒差調(diào)隙式（圖721）在兩個螺母的凸緣上各制有圓柱齒輪，兩者齒數(shù)相差一個齒，并裝入內(nèi)齒圈中，內(nèi)齒圈用螺釘或定位銷固定在套筒上。圖719 雙螺母墊片調(diào)隙式結(jié)構(gòu)2單螺母 3螺母座 4調(diào)整墊片圖720 雙螺母螺紋調(diào)隙式結(jié)構(gòu)2單螺母 3平鍵 4調(diào)整螺母(b)螺紋調(diào)隙式（圖720）其中一個螺母的外端有凸緣而另一個螺母的外端沒有凸緣而制有螺紋，它伸出套筒外，并用兩個圓螺母固定著。這種結(jié)構(gòu)的特點是構(gòu)造簡單、可靠性好、剛度高以及裝卸方便。(a)墊片調(diào)隙式（圖719） 通常用螺釘來連接滾珠絲杠兩個螺母的凸緣，并在凸緣間加墊片。② 要特別注意減小絲杠安裝部分和驅(qū)動部分的間隙。而雙螺母經(jīng)加預(yù)緊力后基本上能消除軸向間隙。因此要把軸向間隙完全消除相當(dāng)困難。在高剛度傳動和高速運轉(zhuǎn)的場合不宜采用備注是內(nèi)循環(huán)產(chǎn)品中有發(fā)展前途的結(jié)構(gòu)正逐漸被F型取代是目前應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)3）滾珠絲杠副軸向間隙的調(diào)整和施加預(yù)緊力的方法滾珠絲杠副除了對本身單一方向的進給運動精度有要求外，對其軸向間隙也有嚴(yán)格的要求，以保證反向傳動精度。重載荷、多頭螺紋、大導(dǎo)程不宜采用重載荷傳動，高速驅(qū)動及精密定位系統(tǒng)。擋珠機構(gòu)剛性差，易磨損適用場合各種高靈敏、高剛度的精密進給定位系統(tǒng)。在預(yù)緊時，預(yù)緊力矩Mt上升平緩制造裝配工藝性不佳，摩擦特性次于F型，優(yōu)于L型結(jié)構(gòu)簡單，工藝性優(yōu)良，適合成批生產(chǎn)。圖717 外循環(huán)滾珠絲杠圖718 內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠由于滾珠在進入和離開循環(huán)反向裝置時容易產(chǎn)生較大的阻力，而且滾珠在反向通道中的運動多屬前珠推后珠的滑移運動，很少有“滾動”，因此滾珠在反向裝置中的摩擦力矩M反在整個滾珠絲杠的摩擦力矩Mt中所占比重較大，而不同的循環(huán)反向裝置由于回珠通道的運動軌跡不同，以及曲率半徑的差異，因而M反/Mt的比值不同，表71列出了國產(chǎn)滾珠絲杠副的幾種不同循環(huán)反向方式的比較。圖718所示為內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠副，在螺母外側(cè)孔中裝有接通相鄰滾道的反向器，以迫使?jié)L珠翻越絲杠的齒頂而進入相鄰滾道。2）滾珠循環(huán)方式目前國內(nèi)外生產(chǎn)的滾珠絲杠副，可分為內(nèi)循環(huán)及外循環(huán)兩類。從有利于提高傳動效率η和承載能力及流動暢通等要求出發(fā)，接觸角β應(yīng)選大些，但β過大，將使得制造較難（磨滾道型面），建議取β = 450，螺紋滾道的圓弧半徑R = =。如圖716b，當(dāng)偏心e決定后，只在滾珠直徑db滾道內(nèi)相切的兩點接觸，接觸角β不變。當(dāng)接觸角β增大后，傳動效率η、軸向剛度J以及承載能力隨之增大。當(dāng)F=0時，β=0。如圖716a，通常滾道半徑R稍大于滾珠半徑rb，可取R=（~）rb。在圖716中，滾珠與滾道型面接觸點法線與絲杠軸線的垂直線間之夾角稱為接觸角β。（3）滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)和軸向間隙的調(diào)整方法各種不同結(jié)構(gòu)的滾珠絲杠副，其主要區(qū)別是在螺紋滾道型面的形狀、滾珠循環(huán)方式及軸向間隙的調(diào)整和預(yù)加負(fù)載的方法等三個方面。若出現(xiàn)此種情況，可從單回路式改為雙回路式或加大滾珠絲杠的名義直徑d0或加大滾珠直徑db來解決。滾珠的總數(shù)N，有關(guān)資料介紹不要超過150個。第一圈滾珠承受總負(fù)載的50%左右，第二圈約承受30%；第三圈約為20%。在一般情況下，滾珠直徑db≈。滾珠直徑db應(yīng)根據(jù)軸承廠提供的尺寸選用。名義直徑d0與承載能力直接有關(guān)，有的資料推薦滾珠絲杠副的名義直徑d0應(yīng)大于絲杠工作長度的1/30。若絲杠副的名義直徑d0不變，導(dǎo)程小，則螺旋升角λ也小，傳動效率η也變小。為了使?jié)L珠絲杠副具有一定的承載能力，滾珠直徑db不能太小。導(dǎo)程的大小是根據(jù)機床的加工精度要求確定的。接觸角β：在螺紋滾道法向剖面內(nèi)，滾珠球心與滾道接觸點的連線和螺紋軸線的垂直線間的夾角，理想接觸角β等于450。導(dǎo)程L：絲杠相對于螺母旋轉(zhuǎn)任意弧度時，螺母上基準(zhǔn)點的軸向位移。特別是對于垂直絲杠，由于自重慣力的作用，下降時當(dāng)傳動切斷后，不能立刻停止運動，故常需添加制動裝置。滾珠絲杠和螺母等元件的加工精度要求高，表面粗糙度也要求高，故制造成本高。5）磨損小，使用壽命長。3）運動平穩(wěn)，無爬行現(xiàn)象，傳動精度高。因此，功率消耗只相當(dāng)于常規(guī)的絲杠螺母副的1/4～1/3。圖714 滾珠絲杠螺母滾珠絲杠副的特點是：1）傳動效率高，摩擦損失小。當(dāng)絲杠回轉(zhuǎn)時，滾珠相對于螺母上的滾道滾動，因此絲杠與螺母之間基本上為滾動摩擦。 圖713 同步齒形帶傳動2．滾珠絲杠螺母副機構(gòu)（1）滾珠絲杠副的工作原理及特點滾珠絲杠副是一種新型的傳動機構(gòu)，它的結(jié)構(gòu)特點是具有螺旋槽的絲杠螺母間裝有滾珠作為中間傳動件，以減少摩擦，如圖714所示。若αmax為伺服電機能達到的最大加速度，常?。? 一般要求α＝2～5m/s2,則αmax≥4～10 m/s2。對閉環(huán)系統(tǒng)，除滿足加速要求外，機械傳動裝置折算到電動機軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量應(yīng)與伺服電機轉(zhuǎn)子慣量合理匹配，如果電機轉(zhuǎn)子慣量遠(yuǎn)小于機械進給裝置的轉(zhuǎn)動慣量（折算到電動機轉(zhuǎn)子軸上），則機床進給系統(tǒng)的動態(tài)特性主要決定于負(fù)載特性，此時運動部件（包括工件）不同質(zhì)量的各坐標(biāo)的動態(tài)特性將有所不同，使系統(tǒng)不易調(diào)整。令，可得最小慣量的條件：將 代入，得兩對齒輪間滿足最小慣量要求的降速比關(guān)系式： () 不同嚙合對數(shù)時，亦可相應(yīng)的得到各級滿足最小慣量要求的降速比關(guān)系式，如若為三級傳動，則可按上述方法求得三級傳動比為： 計算出各級齒輪降速比后，還應(yīng)進行機械進給裝置的慣量驗算。假定小齒輪A、C直徑相同，大齒輪B、D為實心齒輪。圖712 兩對齒輪降速傳動圖712所示為機械傳動裝置中的兩對齒輪降速后，將運動傳到絲杠的示意圖。2）嚙合對數(shù)及各級速比的確定在驅(qū)動電動機至絲杠的總降速比一定的情況下，若嚙合對數(shù)及各級速比選擇不當(dāng)，將會增加折算到電機軸上的總慣量，從而增大電機的時間常數(shù)，并增大要求的驅(qū)動扭矩。當(dāng)負(fù)載和絲杠轉(zhuǎn)動慣量在總轉(zhuǎn)動慣量中所占比重不大時，齒輪速比可取上面算出的數(shù)值，即降速不必過多，這樣不僅可以簡化伺服傳動鏈，且可降低伺服放大器的增益。電動機至絲杠間的速比運動平衡方程式如下： 式中 ——伺服電機的轉(zhuǎn)速，； ——脈沖頻率（次/s）；——工作臺在電動機轉(zhuǎn)速為時的移動速度 (mm/min)。因為開環(huán)系統(tǒng)執(zhí)行件的運動位移決定于脈沖數(shù)目，故算出的速比不能隨意更改。1）速比的確定①開環(huán)系統(tǒng) 在步進電機驅(qū)動的開環(huán)系統(tǒng)中（如圖711），步進電機至絲杠間設(shè)有齒輪傳動裝置，其速比決定于系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量、步進電機步矩角及滾珠絲杠導(dǎo)程，其運動平衡方程式為：所以其速比可計算如下： 式中 m——步進電機每轉(zhuǎn)所需脈沖數(shù) ()；α——步進電機步距角（186。在數(shù)控機床伺服進給系統(tǒng)中采用齒輪傳動裝置的目的有兩個，一是將高轉(zhuǎn)速低轉(zhuǎn)矩的伺服電機（如步進電機、直流或交流伺服電機等）的輸出，改變?yōu)榈娃D(zhuǎn)速大轉(zhuǎn)矩的執(zhí)行件的輸出；另一是使?jié)L珠絲杠和工作臺的轉(zhuǎn)動慣量在系統(tǒng)中占有較小的比重。 下面從機械傳動的角度對數(shù)控機床伺服系統(tǒng)的主要傳動裝置進行扼要介紹。6．使用維護方便數(shù)控機床屬高精度自動控制機床，主要用于單件、中小批量、高精度及復(fù)雜件的生產(chǎn)加工，機床的開機率相應(yīng)就高，因此，進給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)便于維護和保養(yǎng)，最大限度地減小維修工作量，以提高機床的利用率。所謂進給系統(tǒng)的壽命，主要指其保持?jǐn)?shù)控機床傳動精度和定位精度的時間長短，及各傳動部件保持其原來制造精度的能力。5． 穩(wěn)定性好、壽命長穩(wěn)定性是伺服進給系統(tǒng)能夠正常工作的最基本的條件，特別是在低速進給情況下不產(chǎn)生爬行，并能適應(yīng)外加負(fù)載的變化而不發(fā)生共振。4． 無間隙傳動進給系統(tǒng)的傳動間隙一般指反向間隙，即反向死區(qū)誤差，它存在于整個傳動鏈的各傳動副中，直接影響數(shù)控機床的加工精度；因此，應(yīng)盡量消除傳動間隙，減小反向死區(qū)誤差。進給系統(tǒng)響應(yīng)速度的大小不僅影響機床的加工效率，而且影響加工精度。在多坐標(biāo)聯(lián)動的數(shù)控機床上，合成速度維持常數(shù)，是保證表面粗糙度要求的重要條件；為保證較高的輪廓精度，各坐標(biāo)方向的運動速度也要配合適當(dāng)；這是對數(shù)控系統(tǒng)和伺服進給系統(tǒng)提出的共同要求。2．寬的進給調(diào)速范圍 伺服進給系統(tǒng)在承擔(dān)全部工作負(fù)載的條件下，應(yīng)具有很寬的調(diào)速范圍，以適應(yīng)各種工件材料、尺寸和刀具等變化的需要，工作進給速度范圍可達3~6000mm/min。設(shè)計中，通過在進給傳動鏈中加入減速齒輪，以減小脈沖當(dāng)量，預(yù)緊傳動滾珠絲杠，消除齒輪、蝸輪等傳動件的間隙等辦法，可達到提高傳動精度和定位精度的目的。1． 高的傳動精度與定位精度數(shù)控機床進給傳動裝置的傳動精度和定位精度對零件的加工精度起著關(guān)鍵性的作用，對采用步進電動機驅(qū)動的開環(huán)控制系統(tǒng)尤其如此。此信號經(jīng)放大后，由定向電路控制主軸電動機準(zhǔn)確地停止在規(guī)定的周向位置上。在主軸箱箱體的對應(yīng)于主軸準(zhǔn)停的位置上，裝有磁傳感器2。這種主軸準(zhǔn)停裝置的工作原理如圖710所示。在加工精密坐標(biāo)孔時，由于每次都能在主軸固定的圓周位置上裝刀，就能保證刀尖與主軸相對位置的一致性，從而提高孔徑的正確性，這是主軸準(zhǔn)停裝置帶來的另一個好處。噴氣頭中的噴氣小孔要有合理的噴射角度，并均勻分布，以提高其吹屑效果。為了保持主軸錐孔的清潔，常用壓縮空氣吹屑。圖79 自動換刀數(shù)控立式銑鏜床主軸部件（JCS018）1刀夾 2拉釘 3主軸 4拉桿 5碟形彈簧 6活塞 7液壓缸10行程開關(guān) 9壓縮空氣管接頭 11彈簧 12 鋼球 13端面鍵自動清除主軸孔中切屑和灰塵是換刀操作中的一個不容忽視的問題。機械手把新刀裝上主軸后，液壓缸7接通回油，碟形彈簧又拉緊刀夾。此時行程開關(guān)10發(fā)出信號，換刀機械手隨即將刀夾取下。切削扭矩則由端面鍵13傳遞。刀夾1以錐度為7:24的錐柄在主軸3前端的錐孔中定位，并通過擰緊在錐柄尾部的拉釘2拉緊在錐孔中。（2）主軸內(nèi)刀具的自動夾緊和切屑清除裝置在帶有刀庫的自動換刀數(shù)控機床中，為實現(xiàn)刀具在主軸上的自動裝卸，其主軸必須設(shè)計有刀具的自動夾緊機構(gòu)。但需防止?jié)櫥秃陀椭旌?，通常采用迷宮式密封方式。在某些數(shù)控銑鏜床上采用專用的制冷裝置，比較理想地實現(xiàn)了溫度控制。在主軸的結(jié)構(gòu)上，要處理好卡盤或刀具的裝夾、主軸的卸荷、主軸軸承的定位和間隙的調(diào)整、主軸組件的潤滑和密封以及工藝上的一系列問題。這種軸承的特點是：滾珠重量輕，離心力小，動摩擦力矩??；因溫升引起的熱膨脹小，使主軸的預(yù)緊力穩(wěn)定；彈性變形量小，剛度高，壽命長。但這種軸承配置限制了主軸的最高轉(zhuǎn)速和精度，因此適用于中等精度、低速與重載的數(shù)控機床主軸。3）采用雙列和單列圓錐軸承（圖78c）。角接觸球軸承具有良好的高