。在加工中心、復(fù)合加工機(jī)床等數(shù)控機(jī)床設(shè)計中采用滾珠絲杠副組合直線導(dǎo)軌副的進(jìn)給系統(tǒng)非常普遍
。
采用滾珠絲杠副傳動與滑動螺旋副傳動
、靜壓螺旋傳動相比，具有如下特點
。1.傳動效率高對于滑動螺旋傳動來說
，在定期潤滑條件下
，絲杠與青銅（或鑄鐵）螺母間的滑動摩擦系數(shù)μ在0.06~0.15,摩擦阻力大
，傳遞效率低（一般低于40%)
。滾珠絲杠副傳動的摩擦系數(shù)經(jīng)試驗測得，一般為0.0025-0.0035,其傳動摩擦阻力大幅減小
，傳動效率得到很大提高
。如圖1-3所示，當(dāng)摩擦系數(shù)μ=0.003
、螺旋升角λ=2°時，傳動效率可達(dá)90%以上
；當(dāng)螺旋升角λ=3°時
，傳動效率可升至95%以上；當(dāng)λ繼續(xù)增大時
，傳動效率的理論值可高達(dá)98%,但其速率增加的緩慢
。滾珠絲杠副傳動效率相當(dāng)于滑動螺旋傳動的2~4倍，滾珠絲杠傳動相對滑動螺旋傳動來說
，能以較小動力推動較大負(fù)荷，而功率消耗只有滑動螺旋傳動的1/4~1/2,不僅能大幅減輕操作者的勞動強(qiáng)度
，而且對機(jī)械小型化
、起動后顫動和滯后時間的減少以及節(jié)省能源等方面都具有重要意義。
2.傳動的可逆性滾珠絲杠副傳動不僅正傳動效率（簡稱正效率）高
，而且逆?zhèn)鲃有剩ê喎Q逆效率）也幾乎同樣高達(dá)98%(見圖1-3b)
。它既可把回轉(zhuǎn)運(yùn)動變成直線運(yùn)動（簡稱正傳動）,又可把直線運(yùn)動變成回轉(zhuǎn)運(yùn)動（簡稱逆?zhèn)鲃樱Ｒ虼?div id="jfovm50" class="index-wrap">，與滑動螺旋傳動相比
，滾珠絲杠副傳動突出的不同點是傳動具有可逆性
，當(dāng)然，滾珠絲杠傳動的逆效率高
，一方面固然帶來了逆?zhèn)鲃拥暮锰?div id="jfovm50" class="index-wrap">，但另一方面卻沒有滑動螺旋傳動那樣的自鎖能力，在某些機(jī)構(gòu)中
，特別是垂直升降機(jī)構(gòu)中使用滾珠絲杠副傳動時，必須設(shè)置防逆轉(zhuǎn)裝置
，因此
，與滑動螺旋傳動相比
，帶來了機(jī)構(gòu)比較龐雜的缺點。單與靜壓螺旋傳動相比
，機(jī)構(gòu)仍屬簡單緊湊
，也易于維修。
3
、同步性能好由于滾珠絲杠副傳動的滾動摩擦特性，摩擦阻力幾乎與運(yùn)動速度無關(guān)
，靜摩擦力矩極小
，起動摩擦力矩與運(yùn)動摩擦力矩接近相等。因此
，運(yùn)動起動時無顫動
，低速下運(yùn)轉(zhuǎn)無爬行。這不但縮短了起動時間
，消除了在滑動螺旋傳動中的滑移現(xiàn)象
，而且大大提高了傳動的靈敏度與準(zhǔn)確度，具有持續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行的特點
。如果用幾套同樣的滾珠絲杠副同時驅(qū)動幾個相同的部件或裝置時
，包括起動的同時性、運(yùn)行中的速度和位移等
，都具有準(zhǔn)確的一致性
，這就是所說的同步性。這種技術(shù)特性已成功地應(yīng)用到各種具有同步要求的機(jī)構(gòu)中
。滿足主機(jī)超長行程
、重載、高速的需求
，滾珠絲杠副的驅(qū)動方式從傳統(tǒng)的“絲杠旋轉(zhuǎn)主驅(qū)動”發(fā)展為“螺母旋轉(zhuǎn)主驅(qū)動”
，從“單一驅(qū)動”到“雙驅(qū)動、多驅(qū)動”
，對“旋轉(zhuǎn)”與“直線”兩大運(yùn)動方式進(jìn)行優(yōu)化組合與疊加，使產(chǎn)品功能得到進(jìn)一步延伸與擴(kuò)展
。在大型
、超長滾珠絲杠副中，滾珠螺母旋轉(zhuǎn)主驅(qū)動具有以下特點：因絲杠固定不動
，避免了大型絲杠旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的振動和噪聲
，大大改善了同服進(jìn)給系統(tǒng)的動態(tài)特性
；轉(zhuǎn)動慣量小
，節(jié)省能源
；因避開了絲杠旋轉(zhuǎn)時兩端支承方式和間距對臨界轉(zhuǎn)速的制約，有利于高速驅(qū)動
；支承旋轉(zhuǎn)螺母的軸承遠(yuǎn)大于支承絲杠的軸承
，軸向支承剛度更高
；可擴(kuò)展主機(jī)功能
，完成一軸多驅(qū)動。據(jù)統(tǒng)計
，國內(nèi)典型重型
、超長CNC機(jī)床，例如：CNC大型動梁雙坐標(biāo)落地鏗床
、CNC大型龍門鏗銑床
、SK7450×10mCNC超長絲杠磨床、CNC水刀切割機(jī)
、CNC鋪射加工機(jī)及動梁式雙驅(qū)動龍門雕鐵床（見圖1-4)等都已成功地采用了這一新的驅(qū)動產(chǎn)品
。滾珠螺母主驅(qū)動比直線電動機(jī)更節(jié)能、成本低
；比曾長期用于重型機(jī)床的齒輪-齒條傳動
，其傳動效率更高、運(yùn)動流暢平穩(wěn)
、噪聲?div id="m50uktp" class="box-center"> 。幌啾取皾L珠蝸母條”
，它的結(jié)構(gòu)較為簡單
，制造、裝配
、調(diào)試也頗為方便
。在大行程、重載
、高速領(lǐng)域
，滾珠螺母主驅(qū)動型是結(jié)構(gòu)先進(jìn)的、具有推廣價值的綠色產(chǎn)品
，有較大市場潛力
。
4.傳動精度高傳動精度主要是指進(jìn)給精度和軸向定位精度
。經(jīng)過溶硬和精磨螺紋滾道后的滾珠絲杠副
，本身就具有較高的進(jìn)給精度
。當(dāng)采用預(yù)緊螺母時
，則能完全消除軸向間隙
。如果預(yù)緊力適當(dāng)（即最佳預(yù)緊力）,在不增加驅(qū)動力矩和基本不降低傳動效率的前提下，能提高傳動系統(tǒng)的剛度和定位精度
；在帶有反饋系統(tǒng)的滾珠絲杠傳動中，通過機(jī)電補(bǔ)償向服系統(tǒng)
，能獲得較高的重復(fù)定位精度
。由于滾珠絲杠副傳動摩擦小，工作時本身幾乎沒有溫度變化
，因此不但進(jìn)給速度穩(wěn)定
，而且絲杠尺寸也非常穩(wěn)定，這就是具有很高定位精度和重復(fù)定位精度的重要原因
。滾珠絲杠副傳動之所以能在高精度數(shù)控機(jī)床、多工序自動數(shù)控機(jī)床
、精密機(jī)床和密測量儀器中獲得廣泛應(yīng)用
，特別是成為要求靈敏而精確配合同服系統(tǒng)所不可缺少的配套元件，其重要原因正是其傳動精度高
。傳動精度是數(shù)控機(jī)床的重要技術(shù)指標(biāo)之一
。定位精度是指數(shù)控機(jī)床工作臺等移動部件實際運(yùn)動位置與指令位置的一致程度，其不一致的差量即為定位誤差
。定位誤差包括同服系統(tǒng)吳差
、檢測系統(tǒng)誤差、進(jìn)給系統(tǒng)誤差等系統(tǒng)誤差
，還包括移動部件導(dǎo)軌的幾何誤差等。定位吳差將直接影響零件加工的位置精度
。重復(fù)定位精度是指在同一臺數(shù)控機(jī)床上
，應(yīng)用相同程序相同代碼加工一批零件，所得到的連續(xù)結(jié)果的一致程度
。重復(fù)定位精度受伺服系統(tǒng)特性、進(jìn)給系統(tǒng)的間隙與剛度以及摩擦特性等因素的影響
。一般情況下
，重復(fù)定位精度是呈正態(tài)分布的偶然性誤差，它影響一批零件加工的一致性
，是一項非常重要的性能指標(biāo)
。近年來，隨著數(shù)控機(jī)床的發(fā)展和機(jī)床結(jié)構(gòu)特性的提高
，數(shù)控機(jī)床的性能與質(zhì)量都有了大幅度的提高
。中等規(guī)格的加工中心，其定位精度普通級達(dá)到±5pm~±8pm/300mm,精密級達(dá)到±1pm~±3pm/全程
；普通級加工中心的加工精度達(dá)到±1.5pm
。如圖1-5所示VDWA50、B50五軸立式加工中心及MDH-A系列臥式加工中心是大連機(jī)床（DMTG)開發(fā)生產(chǎn)的具有國內(nèi)領(lǐng)先水平
、國際先進(jìn)水平的臥式加工中心
，該機(jī)床廣泛適用于汽車
、模具
、機(jī)械制造等行業(yè)的箱體零件、殼體零件
、盤類零件
、異形零件的加工，零件經(jīng)一次裝夾可動完成四個面的鐵
、鏗、鉆
、擴(kuò)
、餃及攻螺紋的多工序加工。采用內(nèi)部兩檔變速的高速電主軸保證機(jī)床高低速的加工性能
。
5.使用壽命長滾珠絲杠副的絲杠
、螺母和滾珠都經(jīng)過粹硬處理
，而且滾動摩擦產(chǎn)生的磨損極小
，故絲杠副經(jīng)長期使用仍能保持其精度，工作壽命很長
，這是滑動螺旋副無法比擬的
。一般說來，滾珠絲杠副壽命比滑動螺旋副高5~6倍
，而在某些使用場合下可高達(dá)10倍左右
。使用壽命長這一優(yōu)點
，可相對地彌補(bǔ)滾珠絲杠傳動制造成本較高的不足
。基于以上特點
，通常情況下超高Dn值滾珠絲杠副適用于高速數(shù)控車床
、高速數(shù)控加工中心；端返式滾珠絲杠副適用于快速搬運(yùn)系統(tǒng)、一般產(chǎn)業(yè)機(jī)械及自動化機(jī)械；高速滾珠絲杠副適用于CNC機(jī)械
、精密機(jī)床
、產(chǎn)業(yè)機(jī)械、電子機(jī)械及高速化機(jī)械
；精密研磨級滾珠絲杠副適用于CNC機(jī)械
、精密機(jī)床、產(chǎn)業(yè)機(jī)械
、電子機(jī)械、輸送機(jī)械及航天工業(yè)等
；螺母旋轉(zhuǎn)式系列滾珠絲杠副適用于半導(dǎo)體機(jī)械
、產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人、木工機(jī)
、鋪射加工機(jī)及搬送裝置等
；軋制級滾珠絲杠副適用于低摩擦
、運(yùn)轉(zhuǎn)順暢等機(jī)械傳動場合
，同時供貨迅速且價格低廉；重負(fù)荷滾珠絲杠副適用于全電式注塑成形機(jī)
、沖壓機(jī)
、半導(dǎo)體制造裝置、重負(fù)荷制動器
、產(chǎn)業(yè)機(jī)械及鍛壓機(jī)械等。
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