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    结  论    47
    致  谢    48
    参 考 文 献    49
    附  录    51
    1  绪论
    1.1  滚珠丝杠副介绍
    1.1.1  工作原理
    滚珠丝杠副是在丝杠和螺母之间放入适量的滚珠来使丝杠与螺母之间由滑动摩擦变为滚动摩擦的丝杠传功。滚珠丝杠副在机械传动中的作用，同样是可以将旋转运动变为直线运动，也可以将直线运动变为旋转运动。根据丝杠和螺母相对运动的组合情况，传动方式也是多种多样的[ ]。
    滚珠丝杠副一般是由丝杠、螺母、滚珠以及滚珠循环返回装置和防尘圈五主要部分组成。如图1.1和图1.2所示。
     图1.1 滚珠丝杠副结构
    图1.2 滚珠丝杠副结构
    滚珠丝杠副的滚珠在内外螺旋滚道中作复杂的螺旋运动，以滚动为主，伴随着滑动，还有绕轴心公转的离心力、陀螺力等，其运动和受力状态较滚动轴承复杂。
    1.1.2  滚珠丝杠副的特点
    由上述工作原理可知，滚珠丝杠副与滑动丝杠副相比较，它以滚动摩擦代滑动摩擦，因此，具有以下特点：
    a）    传动精度高
    滚珠传动精度主要是指丝杠的进给精度和轴向定位精度。经过淬硬和精磨螺纹滚道后的滚珠螺旋丝杠副具有较高的进给精度。当采用预紧螺母时，能完全消除轴向间隙。如果预紧力适当，在不增加驱动力矩和基本不降低传动效率的前提下，能提高传动系统的刚度和定位精度。并且由于滚珠螺旋传动的摩擦小，运行过程中的温升小，因此不但进给速度稳定，而且丝杠尺寸也非常稳定，具有较好的定位精度和重复定位精度。
    b）    传动效率高
    在滚珠丝杠副中，自由滚动的滚珠将力与运动在丝杠与螺母之间传递。这一传动方式取代了传统螺纹丝杠副的丝杠与螺母直接作用的方式，因此以极小滚动摩擦代替了传统丝杠的滑动摩擦。使滚珠丝杠副传动效率达到90%以上，整个传动的驱动力矩减少至滑动丝杠的1/3左右，发热率也因此大幅降低。
    c）    传动可逆性
    滚珠丝杠副螺旋传动过程中没有滑动粘滞摩擦，消除了传动过程中可能出现的爬行现象。滚珠丝杠副主要实现两种传动方式：将回旋运动变成直线运动，或将直线运动变成回旋运动。因此，与滑动螺旋传动相比，滚珠螺旋传动的具有可逆性特点。
    d）    使用寿命长
    由于滚珠丝杠副的丝杠、螺母和滚珠都经过淬硬和其它表面工艺处理，而且滚动摩擦产生的磨损极小，因此滚珠丝杠副的实际寿命要远高于滑动丝杠。
    e）    同步性能好
    由于滚珠螺旋传动的滚动摩擦特性，静摩擦阻力几乎与运转速度无关，静摩擦力矩极小，启动摩擦力矩与运动摩擦力矩十分接近，因此，运动启动时无颤动，低速下运转无爬行。大大提高了传动的灵敏度和准确度，具有持续平稳运行的特点。因此，采用多套滚珠丝杠副方案同时驱动同一装置或几个相同的部件时，启动的同时性、运行中的速度和加速度等都具有很好的一致性。
    但是，与滑动丝杠副相比，滚珠丝杠副仍然存在以下的缺点:结构较复杂，工艺难度大，制造成本高等[ ]。
    1.2  国内外滚珠丝杠副的发展及研究
    随着机械工业的发展，各类数控机床和自动化机械的进给驱动速度不断提高，滚珠丝杠副作为伺服进给驱动系统中的重要执行机构，高性能已成为滚珠丝杠副产品发展的趋势。所谓高性能就是指在高速度的基础上，滚珠丝杠副具有高的精度稳定性，达到高刚性、高负载、自润滑、低噪声、小温升、长寿命等性能[ , , ]。
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