新闻资讯

怎样通过滚珠丝杠让进给速度得到提高?

发布日期:2025-08-24 00:00:00

滚珠丝杠副的核心组成部件为丝杠轴、螺母与滚珠反向机构。如今,数控磨床的大规模应用,显著提升了丝杠轴的磨削加工精度与品质。而生产实验报告显示,螺母的加工精度 —— 尤其是大导程滚珠丝杠所配套螺母的加工质量,已成为阻碍滚珠丝杠副性能进一步提升的关键因素。

image.png

若要提高滚珠丝杠副的进给速度,主要有两类技术方案:一是提升滚珠丝杠副自身的转速,二是加大滚珠丝杠副的导程。不过,滚珠丝杠副的转速提升会受到临界 dN 值的制约(其中 d 指滚珠丝杠副的公称直径,单位为毫米;N 指丝杠副的转速,单位为转 / 分钟),因此,进给速度的提升更多依赖于增大滚珠丝杠副的导程来实现。

传统滚珠丝杠副的导程角通常小于 10°,其运动学与机械模型在建立时,为简化计算过程,并未纳入螺旋升角这一参数。目前,滚珠丝杠副的设计理论仍以这种传统模型为基础。但随着滚珠丝杠副导程的不断增大,部分产品的螺旋升角最大值已接近 20°,这一变化必然会改变滚珠丝杠副的运动学特征与机械性能,所以,对现有滚珠丝杠副的运动学及机械模型进行优化完善已十分必要。与此同时,滚珠丝杠副导程的增大,也使得前文提到的螺母加工难题更为凸显。

从结构来看,滚珠丝杠副的滚珠循环轨道由两部分组成:一部分是丝杠与螺母之间的螺旋滚道,另一部分是用于滚珠反向的回珠组件(即导珠管)。当滚珠在螺旋滚道与回珠管之间交替进出时,其运动状态与受力情况会发生剧烈转变 —— 处于螺旋滚道内的滚珠需承受较大的预紧力与外部负载力,而在回珠管内的滚珠则不受预紧力作用。由此可见,滚珠的循环反向运动是影响滚珠丝杠副整体性能的重要因素之一。但受限于滚珠丝杠副的结构特点,无法直接对滚珠的运动状态进行监测,这就需要通过科学可行的研究方法,深入分析这一循环反向过程。

要解决上述一系列问题,可按以下步骤推进:首先,从滚珠丝杠副的结构设计出发,深入分析其运动规律与动力学特性,梳理出影响性能的关键因素与运动法则,为优化滚珠丝杠副的结构提供理论依据;其次,制定科学合理的加工与装配流程,同时选用适配的滚珠丝杠副预紧转矩,以此提升产品的内在质量;最后,采取有效措施降低滚珠丝杠副预紧转矩的波动,确保其能够满足高速驱动场景的使用需求。