数控论文 以步进电机为进给驱动动力的经济型数控加工中心设计.docx

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数控论文以步进电机为进给驱动动力的经济型数控加工中心设计

前言

1952年世界上出现了第一台数控机床，使多品种、中小批量的机械加工设备在柔性、自动化和效率上产生了巨大的变革。

1958年第一台加工中心问世，它将多工序（铣、钻、镗、铰、攻丝等）加工集于一身；适应加工多品种和大批量的工件；增加机床功能（自动换刀、自动检测等），使自动化程度和加工效率上了一个新台阶；使无人化（或长时间无人操作）加工成为现实。

加工中心已成为柔性制造系统、计算机集成制造系统和自动化工厂的基本单元。

我国是世界上机床产量最多的国家，但数控机床的产品竞争力在国际市场中仍处于较低水平，即使在国内市场也面临着严峻的形势：

一方面国内市场对各类机床产品特别是数控机床有大量的需求，而另一方面却有不少国产机床滞销积压，国外机床产品充斥市场，严重影响我国数控机床自主发展的势头。

这种现象的出现，除了有经营上、产品质量上和促销手段上等原因外，一个最主要的原因就是新产品（包括基型、变型和专用机床）的开发周期长，不能及时针对用户的需求提供满意产品。

加工中心是数控机床的代表，是高新技术集成度高的典型机电一体化机械加工设备，受到世界各工业发达国家的高度重视，技术迅速发展，品种和数量大幅度增加，成为当今世界机械加工设备中最引人注目的一类产品[1]。

本课题设计的是以步进电机为进给驱动动力的经济型数控加工中心。

该机床的结构简单，精度中等，价格低廉，在仪表、有色金属等加工企业中可以大量推广，还可在高校内广泛应用，为学生的培训实习提供重要设备。

在设计过程中得到xx老师的大力支持，在此对我们张老师和周明虎老师表示衷心的感谢。

由于本人水平有限，设计中的错误和不足之处在所难免，敬请各位指导老师和验收老师批评指正。

第一章机床总体方案

1.1加工中心的组成

加工中心自问世至今世界各国出现了各种类型的加工中心，虽然外形结构各异，但从总体来看主要由以下几大部分组成。

加工中心的组成如图1-1所示。

（1）基础部件它是加工中心的基础部件，由床身、立柱、工作台等组成。

（2）主轴部件由主轴箱、主轴电动机、主轴、主轴轴承等零件组成。

（3）数控系统单台加工中心的数控部分由CNC装置、可编程序控制器、伺服驱动装置以及电机等部分组成。

（4）自动换刀系统该系统是加工中心区别于其他数控机床的典型装置，它解决工件一次装夹后多工序连续加工中，工序与工序间的刀具自动储存、选择、搬运和交换任务。

它由刀库、机械手、驱动机构等部件组成。

图1-1立式加工中心

1-X轴伺服电机；2-换刀机械手；3-数控柜；4-刀库；5-主轴箱；

6-操纵台；7-驱动电源柜；8-纵向工作台；9-滑座；10-床身

（5）自动托盘交换系统有的加工中心为了实现进一步的无人化运行或进一步缩短非切削时间，采用多个自动交换工作台方式储备工件。

（6）辅助装置包括润滑、冷却、排屑、防护、液压、气动、检测系统等部分。

1.2加工中心的分类和布局

加工中心常按主轴在空间所处的状态分为立式加工中心和卧式加工中心。

加工中心的主轴在空间处于垂直状态的称为立式加工中心，如图1-1所示。

主轴在空间处于水平状态的称为卧式加工中心,如图1-2所示。

图1-2卧式加工中心

1-工作台；2-轴；3-刀库；4-数控柜

（1）立式加工中心

图1-3所示为立式加工中心的几种布局结构。

（a）为十字工作台型，它的布局与单柱立式坐标镗床或十字工作台型数控立式钻床类似，适应于高度尺寸较小的盖板类零件多工序加工。

（b）为工作台移动型,立柱作Y向运动，主轴箱在立柱上作Z向运动，工作台作X向运动。

各方向的运动行程可以较大。

适用于加工精度要求较高，行程范围要求较大的零件的多工序加工。

（c）为工作台固定型，主轴箱正挂于立柱上作Z向运动，立柱作X、Y向运动。

由于工作台固定，可承载能力较大，机床整体刚性高，适用与X向尺寸不过长的中小型零件的多工序加工。

立式加工中心装卡方便，便于操作，易于观察加工情况，调试程序容易，应用广泛。

但受立柱高度及换刀装置的限制，不能加工太高的零件，在加工型腔下凹的型面时，切削不易排出，严重时会损坏刀具，破坏已加工表面，影响加工的顺利进行[2]。

（a）（b）（c）

图1-3立式加工中心的布局结构

（2）卧式加工中心

卧式加工中心通常是采用移动式立柱，工作台不升降，T形床身。

卧式加工中心一般具有三轴联动，三四个运动坐标。

常见的是三个直线坐标X、Y、Z联动和一个回转坐标B分度，它能够在一次装夹下完成四个面的加工，最适合箱体类零件[2]。

卧式加工中心调试程序及试切时不便观察，加工时不便监视，零件装夹和测量不方便，但加工时排屑容易，对加工有利。

与立式加工中心相比较，卧式加工中心的结构复杂，占地面积大，重量大，价格也较高。

综合上述考虑XHK0820数控加工中心采用立式加工中心布局。

另外，考虑到本次设计的机床是经济型的，结构较简单，故采用如图1-2（a）所示的布局，即由溜板和工作台来实现平面上X、Y两个坐标轴的移动，主轴箱沿立柱上的垂直导轨作上下移动来实现Z轴坐标移动。

1.3机床主要性能指标

工作台尺寸（mm）：

200×500mm

工作台行程（mm）：

X300mm，Y200mm，Z300mm

工作台T型槽（mm）：

10×3（槽宽×槽数）

工作台最大承载（kg）：

50

主轴端面至台面距离（mm）:

388

主轴锥孔（7：

24）：

ISO30

主电机功率（kw）:

0.75

最大铣刀直径（mm）:

16

最小设定单位（mm）:

0.01

定位精度（mm）:

0.04

重复定位精度（mm）:

0.02

机床外形尺寸（mm）:

1600×715×1540

机床重量（kg）:

850

输入电源:

380/50HZ

数控系统配置：

巨森数控系统/西门子802系统/FANUC0i系统

第二章数控加工中心主传动系统

加工中心主传动系统是由主轴电动机、主轴传动系统以及主轴组件组成。

它是加工中心的主要组成部分。

和常规机床主轴系统相比，加工中心主轴系统要具有更高的转速、更高的回转精度以及更高的结构刚性和抗振性。

2.1对加工中心主传动系统的要求

由于加工中心具有更高的加工效率，更宽的使用范围，更高的加工精度，因此，它的主轴系统必须满足如下要求。

（1）调速功能为了适应不同工序、各种工件材料及刀具等各切削工艺要求，主轴必须具有一定的调速范围并实现无级变速，以保证加工时选用合理的切削用量，从而获得最佳切削效率、加工精度和表面质量。

（2）精度和刚度要求具有较高的精度与刚度，传动平稳，噪声低。

加工中心加工精度与主轴系统密切相关。

主轴部件的精度包括旋转精度和运动精度。

而静态刚度反映了主轴部件或零件抵抗静态外载的能力。

为此，要提高精度和刚度，应保证主轴部件的平衡，并合理选择轴承的类型，数量，配置形式等。

（3）抗振性和热稳定性要求加工中心在加工时，由于断续切削、加工余量大且不均匀、运动部件速度高且不平衡，以及切削过程中的自振等原因引起的冲击力和交变力的干扰，会使主轴产生振动，影响加工精度和表面粗糙度，严重时甚至破坏刀具和主轴系统中的零件。

主轴系统的发热使其中所有零部件产生热变形，破坏相对位置精度和运动精度，造成加工误差。

为此，主轴组件要有较高的固有频率，保持合适的配合间隙并进行循环润滑等。

（4）具有刀具的自动装夹功能加工中心突出的特点是自动换刀功能。

为保证加工过程的连续实施，加工中心主轴系统与其它主轴相比，必须具有刀具自动装夹功能。

（5）主轴定位功能要求主轴准停功能又称主轴定位功能。

即当主轴停止时，控制主轴停在固定的位置，这是自动换刀所必需的功能[3]。

2.2传动方式选择设计

与普通机床相比，数控机床的工艺范围更宽，工艺能力更强，因此要求其主传动具有较宽的调速范围，以保证在加工时能选用合理的切削用量，从而获得最佳的生产率、加工精度和表面质量。

现代数控机床的主运动广泛采用无级变速传动。

数控机床主传动系统主要有三种配置方式。

1．带有变速齿轮的主传动

如图2-1所示，使用滑移齿轮实现二级变速的主传动系统。

滑移齿轮的移位大都采用液压驱动。

因加工中心使用可调无级变速交流、直流电动机，所以经齿轮变速后，实现分段无级变速，调速范围增加。

其优点是能够满足各种切削运动的转矩输出，且具有大范围调节速度的能力。

但由于结构复杂，需要增加润滑及温度控制装置，成本较高。

此外，制造和维修也比较困难。

这种方式在大中型数控机床采用较多，但也有部分小型数控机床为获得强力切削所需扭矩而采用这种传动方式。

图2-1带有变速齿轮的主传动

2．通过带传动的主传动

如图2-2所示，电机轴的转动经带传动传递给主轴，因不用齿轮变速，故可避免因齿轮传动而引起的振动和噪声。

其优点是结构简单，安装调试方便，且在一定条件下能满足转速与转矩的输出要求。

但系统的调速范围受电动机调速范围的约束。

故这种方式主要用在转速较高、变速范围不大的机床上，常用的带有三角带和同步齿形带。

3．由主轴电机直接驱动的主传动

如图2-3所示，主轴与电机转子合二为一，从而使主轴部件结构更加紧凑，重量轻，惯量小，提高了主轴启动、停止的响应特性，但是主轴转速的变化及转矩的输出和电动机的输出特性完全一致，电动机的发热对主轴的精度影响大，因而使用受到限制。

目前高速加工机床主轴多采用这种方式，这种类型的主轴也称为电主轴[4]。

图2-2通过带传动的主传动

图2-3由主轴电机直接驱动的主传动

根据以上几种主传动方式的优缺点的对比，考虑到设计的经济性和合理性，本次设计的XHK0820数控铣床的主传动采用三角带传动，并且采用普通三相异步电动机作为动力源，以三角带传动方式，通过变频器实现无级变速。

2.3皮带选型计算

已知　电动机额定功率

计算如下：

1.确定计算功率

　　根据机床工作情况，载荷变动的很小，每天工作10-16个小时，选择工作情况系

，故求得计算功率

：

2.选择三角带的型号　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　根据计算功率

和主动轮转速

的参数得，应选Ａ型三角带。

3.确定带轮计算直径

选择主动轮的计算直径

求得从动轮的计算直径

根据机械手册查得选取标准值

4.验算带速

带速合适

5.确定带长和中心距

根据需要取中心距

计算带的基准长度

根据机械手册查得

实际中心距

6.验算主动轮包角

合适

7.确定带的根数

根据

和

查表得

根据传动比　

，查表得

　由表查得带的修正系数

包角系数

圆整

估选取三角带的根数Z＝1

考虑到机床的结构问题，所选的带轮的中心距不能得到满足，然而，根据计算所选取的已经是最小的带长，为了解决这个问题，故在传动比不变的前提下采取增大带轮来保证中心距的方法。

增大带轮后D2=114mm，Ｄ1=95mm。

中心距a=（Li-L）=（630-3.14×114）/2=135mm满足结构要求。

2.4主轴组件的设计

加工中心主轴组件应有更高的动、静刚度和抵抗热变形的能力。

它的性能，对整机性能有很大的影响。

主轴直接承受切削力，转速范围又很大，所以对主轴组件的主要性能特提出如下要求。

主轴组件主要包括主轴、主轴支承（轴承）、安装在主轴上的传动件、密封件、刀具自动卡紧机构等组成。

2.4.1主轴组件的基本要求

数控铣床主传动系统的机械结构主要是主轴部件的结构，主轴部件既要满足精加工时的精度要求，又要具备粗加工时高效切削的能力。

因此对主轴组件的要求就很高，一般在旋转精度、刚度、抗振性、温升和热变形、精度保持性等方面，都有很高的要求。

在局部结构上，一般数控铣床的主轴部件与其他高效、精密自动化机床没有多大区别。

2.4.2主轴的结构

主轴部件作为数控机床的一个关键部件，它包括主轴、主轴的支承、安装在主轴上传动件和密封件等。

主轴部件质量的好坏直接影响加工质量。

主轴是主轴组件的重要组成部分。

主轴的结构形状决定与主轴上所安装的刀具，夹具、传动件、轴承等零件的类型、数量、位置和安装定位方法等。

主轴的前端形式取决于机床类型和安装夹具和刀具的形式。

加工中心主轴的轴端用于安装夹具和刀具。

要求夹具和刀具在轴端定位精度高、定位刚度好，装卸方便，同时使主轴的悬伸长度短。

本次设计的XHK0820数控加工中心采用的主轴为空心的，前端有7:

24的锥孔，用于插入铣刀锥柄或刀杆尾椎时定位，再由拉杆从主轴后端拉紧，防止切削时铣刀和主轴之间有相对松动，而且由前端的端面销来传递转矩，以达到加工的目的[5]。

2.4.3主轴的材料和热处理

主轴材料的选择主要根据刚度、载荷特点、耐磨性、热处理变形大小等因素确定。

主轴刚度与材料的弹性模量E有关。

无论是普通钢还是合金钢，其弹性模量E值基本相同。

因此，对于一般要求的机床其主轴可用价格便宜的中碳钢（45钢），进行调质处理后硬度为22-28HRC；当载荷特别重和有较大的冲击时，或者精密机床的主轴需要减少热处理后的变形时，或者轴向移动的主轴需要保证其耐磨性时，则可以选用合金钢。

常用的合金钢有40Cr进行淬火硬使硬度达到40-50HRC；或者用20Cr进行渗碳淬硬使硬度达到56-62HRC。

综上所述，由于本次设计的XHK0820数控加工中心属于经济型，并且所受载荷较小，故主轴的材料选用价格便宜的45钢。

2.5主轴内部刀具自动夹紧机构

主轴内部刀具自动夹紧机构是加工中心必不可少的机构。

图2-4数控铣镗床主轴部件及自动刀具夹紧结构

1—刀柄2—拉钉3—主轴4—拉杆5—碟形弹簧6—活塞7—液压缸

8、10—行程开关9—压缩空气管接头11—弹簧12—钢球13—端面键

加工中心可以自动换刀，所以主轴系统应具备自动松开和夹紧刀具功能。

如图2-4所示，加工用的刀具通过刀柄1安装在主轴上，刀柄1以7∶24的锥度在主轴3前端的孔中定位，并通过拉钉2拉紧。

夹紧刀柄时，液压缸上腔接通回油路，弹簧11推动活塞6上移，拉杆4在碟形弹簧5作用下向上移动；由于此时装在拉杆前端径向孔中的四个钢球12进入主轴孔中直径较小的d2处，被迫径向收拢而卡进拉钉2的环形凹槽内，因而刀柄被拉杆拉紧。

切削扭矩由端面键13传递。

换刀前需将刀柄松开，压力油进入液压缸的上腔，活塞6推动拉杆4向下移动，碟形弹簧被压缩；当钢球12随拉杆一起下移进入主轴孔径较大的d1处时，它就不能再约束拉钉的头部，紧接着拉杆前端内孔的台肩端面a碰到拉钉，把刀柄松开。

此时，行程开关10发出信号，换刀机械手随即将刀柄取下。

与此同时，压缩空气由压缩空气管接头9经活塞和拉杆的中心通孔吹入主轴装刀孔中，把切屑或脏物清除干净，以保证刀具的安装精度。

机械手把新刀装上主轴后，液压缸7接通回油，碟形弹簧又拉紧刀柄。

刀柄拉紧后，行程开关8发出信号[2]。

2.6主轴轴承选择

主轴轴承是主轴组件的重要组成部分，它的类型、精度、结构、配置等都直接影响主轴部件的工作性能。

2.6.1主轴轴承类型的选择

轴承是用于确定与其他零件相对运动位置并且起支承或导向作用的零件。

轴承的功用有两个，一是为了支承轴或轴上的零件，并且要保持轴的旋转精度；二是为了减少转轴与支承件之间的磨损。

　　按照轴承与轴工作表面之间摩擦性质不同，轴承分为滚动轴承和滑动轴承两大类。

滑动轴承主要由滑动轴承座、轴瓦或轴套组成。

滑动轴承一般用在高速、高精度、重载、结构上要求剖分等场合下。

滑动轴承在一般情况下摩擦损耗较大使用维护也比较复杂，但是滑动轴承结构简单，制造装拆方便，具有良好的耐冲性和良好的吸振性能，运转平稳，旋转精度高，承载能力大，使用寿命长等优点，也得到广泛应用。

　　滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。

内圈装在轴颈上，外圈装在机座或零件的轴承孔内。

内外圈上都有滚道，当内、外圈作相对回转时，滚动体在内外圈的滚道间既作自转又作公转。

保持架的作用是把滚动体均匀地隔开，以避免相邻的两滚动体直接接触而增加磨损。

滚动体与内外圈的材料应该具有较高的硬度和接触疲劳强度、良好的耐磨性和冲击韧性。

与滑动轴承相比，滚动轴承具有摩擦阻力小，起动灵敏，效率高，润滑简便，易于购买和互换，并具有轴向尺寸紧凑的特点。

它的缺点就是抗冲击能力较差，高速时会出现噪声，工作寿命也没有液体摩擦的滑动轴承长。

2.6.2主轴轴承的配置方式

数控机床主轴轴承的配置形式主要有三种，如图2-5所示。

（1）前、后支承采用不同轴承。

图2-5（a）所示为前支承采用双列短圆柱滚子轴承和60°角接触双列向心推力球轴承组合，后支承采用成对向心推力球轴承。

此配置可提高主轴的综合刚度，可满足强力切削的要求。

（2）前支承采用高精度双列角接触球轴承。

图2-5（b）所示为前支承采用高精度双列角接触球轴承，这种配置具有良好的高速性能，但它的承载能力较小，因而适用于高速、轻载和精密的数控机床主轴。

在加工中心的主轴中，为了提高承载能力，有时应用3个或4个角接触的球轴承组合的前支承，并用隔套实现预紧。

（3）前、后支承采用单列和双列圆锥滚子轴承。

图2-5（c）所示为前支承采用双列圆锥滚子轴承，后支承为单列圆锥滚子轴承，其径向和轴向刚度很高，能承受

（a）

（b）

（c）

图2-5主轴轴承的配置形式

重载荷，尤其是可承受较强的动载荷。

它的安装、调整性能好，但限制主轴转速和精度，所以用于中等精度、低速、重载的数控机床[6]。

本次设计的XHK0820数控加工中心用于仪表、有色金属等加工型企业中，通过上述的比较，故选用滚动轴承且采用高精度双列角接触球轴承。

2.7主轴准停装置

在自动换刀的数控机床上，切削扭矩通常是通过刀杆的端面键来传递的，因此在每一次自动装卸刀杆时，都必须使刀柄上的键槽对准主轴上的端面键，这就要求主轴具有准确周向定位的功能。

在加工精密坐标孔时，由于每次都能在主轴固定的圆周位置上装刀，就能保证刀尖与主轴相对位置的一致性，从而提高孔径的正确性，这是主轴准停装置带来的另一个好处[7]。

主轴准停装置分机械控制和电气控制两种形式。

电气控制的主轴准停装置利用装在主轴上的磁性传感器作为位置反馈部件，由它输出信号，使主轴准确停在规定位置上，它要机械部件，可靠性好，准停时间短，只需要简单的强电顺序控制，且有高的精度和刚性。

机械控制的主轴准停装置定向比较可靠、精确，但结构较复杂。

综上所述，本次的设计采用机械控制的主轴准停装置。

第三章进给方案设计

数控机床的进给传动系统常用伺服进给系统来工作。

加工中心伺服进给系统是以机床移动部件位置为控制量的控制量的自动控制系统。

它根据数控装置输出的指令电脉冲信号，使机床工作台、主轴等移动部件按照规定的运动速度、运动方向和位置要求做相应的移动，并对其定位精度加以控制。

加工中心性能在很大程度上取决于进给伺服系统的性能。

与普通机床相比，对数控机床进给系统的设计要求除了具有较高的定位精度之外，还应具有良好的动态响应特性，系统跟踪指令信号的响应要快，稳定性要好。

为了提高进给运动的位移精度，减少传动误差，必须保证传动各种机械零部件的加工精度，采用合理的预紧来消除轴向传动间隙，所以在进给传动系统中也要广泛应用各种间隙消除措施。

但在采用各种预紧措施后仍然可以留有微量间隙。

3.1伺服进给系统的组成和类型

加工中心伺服进给系统类似于数控铣床的伺服进给系统，它是由伺服驱动电路、伺服驱动装置、机械传动机构及执行部件组成。

从位置控制的角度来看，伺服系统有开环、闭环和半闭环控制需要有位置检测与反馈环节。

3.1.1伺服进给系统的组成

如图3-1所示，伺服进给系统是一个双闭环系统，内环是速度环，外环是位置

图3-1伺服系统组成示意图

环。

速度环中可以采用测速发电机、脉冲编码器等作为速度反馈的检测装置。

速度控制单元是一个独立的单元部件，它由速度调节器、电流调节器、功率驱动放大器等各部分组成。

位置控制主要是对机床运动坐标进行控制。

3.1.2伺服进给系统的类型选择

数控伺服进给系统按有无位置检测和反馈电路进行分类：

开环伺服系统、全闭环伺服系统和半闭环伺服系统。

考虑到XHK0820数控加工中心的用户群体一般是仪表、有色金属加工行业和高校的实习车间，也从提高机床性价比出发，所以本次设计采用的是开环伺服系统。

如图3-2所示是开环伺服系统的工作原理图，它一般以步进电动机或电液脉冲马达作为执行元件。

在开环伺服系统中，机床没有检测反馈装置，即数控装置发出的信号流程是单向的。

数控装置输出的指令进给脉冲经驱动电路功率放大，转换为控制步进电动机各定子绕组依次通电／断电的电流脉冲信号，驱动步进电动机旋转，再经过机床传动机构（齿轮箱、丝杠等）带动工作台移动。

工作台的位移速度和位移量是由输入脉冲的频率和脉冲数决定的。

由于开环伺服系统对位移部件的实际位移没有检测反馈，所以不能补偿系统精度，因此，步进电机的步距误差以及丝杠的传动误差，都将影响被加工零件的精度。

但是开环伺服系统的结构简单、控制简单、成本低、价格比较低廉、调试维修方便及工作可靠。

通过对传动件质量的合理控制，完全可以满足对精度、速度要求不高的一般零件加工和教学培训的需求。

目前，在国内被广泛应用于经济型数控系统和普通机床数控系统[8]。

图3-2开环数控系统控制原理图

3.2进给传动方案

1.直联式

　　直联式是通过挠性联轴器把伺服电机和滚珠丝杠采用无隙联结结构联结起来的。

这种挠性联轴器不仅可以简化结构，减少噪声，而且对消除传动间隙，提高传动刚度都有很大的好处。

2.齿轮传动

　　齿轮传动的目的有两个，一是将高速低转矩的伺服电机（如步进电机，直流或交流伺服电机）的输出，改变为低转速大转矩的执行件的输出；另一点是使滚珠丝杠和工作台的转动惯量在系统中占有较小的比重，达到一种合理的惯量匹配。

3.同步齿形带传动

　　同步齿形带传动，是一种新型的带传动，它利用齿形带的齿形与带轮的轮齿依次相啮合传递运动或动力。

即无相对滑动，平均传动比准确，传动精度高，厚度小，重量轻，故可用于高速传动；齿形带无需特别张紧，故作用在轴和轴承上的载荷小，传动效率高，所以兼有带传动，齿轮传动及链传动的优点。

　　综上所诉考虑，本次设计的XHK0820数控铣床Z动力部件也采用了同步齿形带传动。

同步齿形带型号及尺寸为M×Z×W=2×55×20

3.2.1丝杠选择

1.滚珠丝杠螺母副的工作原理和特点

滚珠丝杠螺母副是回转运动与直线运动相互转换的一种新的传动机构，是数控机床伺服进给系统中使用最为广泛的传动装置。

滚珠丝杠螺母副的结构原理。

如图3-3所示，在丝杠3和螺母1上都有半圆弧

图3-3滚珠丝杠螺母副的结构原理

1—螺母；2—滚珠3—丝杠；4—滚珠回路管道

形的螺旋槽，当它们套装在一起时便形成了滚珠的螺旋滚道。

螺母上有滚珠回路管道4，将几圈螺旋滚道的两端连接起来，构成封闭的循环滚道，并在滚道内装满滚珠2。

当丝杠旋转时，滚珠在滚道内既自转又沿滚道循环转动，从而迫使螺母（或丝杠）轴向移动。

滚珠丝杠螺母副的特点：

1）摩擦损失小、传动效率高。

滚珠丝杠螺母副的传动效率η=0.92～0.96，比常规的丝杠螺母副提高3～4倍。

因此，功率消耗只相当于常规丝杠螺母副的1/4～1/3。

2）给予适当预紧，可消除丝杠和螺母的螺纹间隙，反向时就可以消除空程死区，定位精度高，刚度好。

3）运动平稳，摩擦力小、