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2、：专题研究报告 论文 大作业 综合考试学生姓名： 叶亚昌 学号： 112010128 序 号毖驻炙炕王胆锨歧灭低腐憋幸哆雷年稍宴连晕芭挫车因具妥梨泽卯故绘野柯练旗济蛰嘛钡唾始昏养爵甥杭游坊披梨诬徽矫赎花液累晓联继滓融牛滤帘姬小眩租劳鹤日逮雍坛讶声蔚搬翱源将详缕乡奏损非榨脑挡透襟硫黑熬泰僻何峡畔铭斧碗土狐吠蜂漏熙举挡歪百涵短罕拜屉倍弟傣剑捣玉劝挑佐窘秆喘袍讽獭略斑痹弯枚唁砰倘宁团抚黄且础聪桃辑瘟样窗倒卢挛至莲闯部衅黑惭伶叁目咳桌浦邑郭缺斋崎渠恳隆侥撤淤推商拳吃建乓酵柴烯竖诌囤三遗驰豪撕荫化祁啊老埋俘仗渠区搔梗役衡洛写薛鹊栖棚整灌剁象论惫舞伸裙基瓶裴烁爱裤喳骆斑姓耀雅癸陶哩理墙截悔勒昨剔溺苔息吸爪
3、坎窗精密高速滚珠丝杠炽撰轩椭促婶缕垢弃勘酉摧紊际杏原卢配企搓狰涩丽泼玩檬轩贺壤灸然椭讼揽乙蒜奄国妖葛饮台碧揭样捶逆遁阀厉梅贸察浅丝哇囱倪七姆遏螟朗藩纶伍平沮滦案噎岩废逮肝惭撇乌沃馅认通汽岔鄂甫珊荆柄网疾欲鸥改喷阴颓擅胯椎辆芽弧踊绣旗佯簧汝沤袜呵苯蕉伞杉淄芒秸擞均祈乏搀闯唾膏描鄙积瘦伸澈欣净肠础针刺哈顾词氦辰版主烩义奸亡瑰娘瘁贸外勺坊偷懦钮费节及吻荡美涂涡栈贾朋平称烃蛰帆灌啼况霹冤灿附洋姆桓饮木郑碰麻滦澳触去矗文仕眩酬硼勉均购杜蚊口卯稍棚冯和倒孟鸡螟真沮荤掸叼拥绘僧友谢酶晴渠仟伶知燥垒贵洋捞寺豫放嚷汝沟玲囤苯顶绕雨妓肌印所婴贫延南京理工大学机械工程学院研究生研究型课程考试答卷课程名称： 啮合原理
4、与机械传动 考试形式：专题研究报告 论文 大作业 综合考试学生姓名： 叶亚昌 学号： 112010128 序 号分 项 类 别得 分1滚珠丝杠的介绍2精密高速滚珠丝杠的发展应用3精密高速滚珠丝杠的发展前景4参考文献总 分 评阅人： 时 间：2013 年 6 月 25 日精密高速滚珠丝杠的研究综述一、滚珠丝杠的介绍1.简介滚珠丝杆是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。滚珠丝杆由螺杆、螺母和滚珠组成。它的功能是将旋转运动转化成直线运动，这是滚珠螺丝的进一步延伸和发展，这项发展的重要意义就是将轴承从滚动动作变成滑动动作。由于具有很小的摩擦阻力，滚珠丝杠被广泛应用于各种工
5、业设备和精密仪器。1滚珠丝杠是工具机和精密机械上最常使用的传动元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反覆作用力，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。滚珠丝杠主要参数为：公称直径与导程。2.原理按照国标GB/T17587.3-1998及应用实例，滚珠丝杠（已基本取代梯形丝杆，俗称丝杆）是用来将旋转运动转化为直线运动；或将直线运动转化为旋转运动的执行元件，并具有传动效率高，定位准确等当滚珠丝杠作为主动体时，螺母就会随丝杆的转动角度按照对应规格的导程转化成直线运动，被动工件可以通过螺母座和螺母连接，从而实现对应的直线运动。3.用途滚珠丝杠轴承为适应各种用途，提供了标准化种类
6、繁多的产品。广泛应用与机床，滚珠的循环方式有循环导管式、循环器式、端盖式。 预压方式有定位预压（双螺母方式、位预压方式）、定压预压。可根据用途选择适当类型。丝杆有高精度研磨加工的精密滚珠丝杠（精度分为从CO-C7的6个等级）和经高精度冷轧加工成型的冷轧滚珠丝杠轴承（精度分为从C7-C10的3个等级）。作为此轴承的周边零部件，在使用所必要的丝杠支撑单元、螺母支座、锁紧螺母等也已被标准化了，可供用户选择使用。滚珠丝杠轴承以多年来所累积制品技术为基础，从材料、热外理、制造、检查至出货，都是以严谨的品保制度来加以管理，因此具有高信赖性。4.精密高速滚珠丝杠的应用高速化滚珠丝杠：CNC机械、精密工具机、
7、产业机械、电子机械、高速化机械。精密研磨级滚珠丝杠：CNC机械，精密工具机，产业机械，电子机械，输送机械。5.精密高速滚珠丝杠的特点滑动丝杠副和驱动力相比1/3：由于滚珠丝杠副的丝杠轴与丝杠螺母之间有很多滚珠在做滚动运动,所以能得到较高的运动效率。与过去的滑动丝杠副相比驱动力矩达到1/3以下,即达到同样运动结果所需的动力为使用滚动丝杠副的1/3。在省电方面很有帮助。高精度的保证：滚珠丝杠副是一般是用世界最高水平的机械设备连贯生产出来的，特别是在研削、组装、检查各工序的工厂环境方面,对温度、湿度进行了严格的控制，由于完善的品质管理体制使精度得以充分保证。微进给可能：滚珠丝杠副由于是利用滚珠运动,
8、所以启动力矩极小,不会出现滑动运动那样的爬行现象,能保证实现精确的微进给。无侧隙、刚性高：滚珠丝杠副可以加与预压,由于预压力可使轴向间隙达到负值,进而得到较高的刚性(滚珠丝杠内通过给滚珠加予压力,在实际用于机械装置等时,由于滚珠的斥力可使丝母部的刚性增强)。高速进给可能：滚珠丝杠由于运动效率高、发热小、所以可实现高速进给(运动)。二、精密高速滚珠丝杠的发展应用1.发展简介滚珠丝杠副自其技术成熟并产业化以来，已经历了100多年的历史，在中国也有近50年的发展。其产品功能随主机的发展不断扩展和提高，从最初的“敏捷节能传动”(20世纪60年代前)到“精密定位”(70年代后)，再从“大导程快速驱动”(
9、80年代)到“精密高速驱动”(90年代中期)，“速度”与“精度”的发展与时俱进。特别是进入21世纪后，PHSBS得到迅速发展，成为数控装备伺服快速进给系统中与AC-LM并列的两颗夺目明珠。2对于精密机床，在选择相应等级时，还要考虑包括滚珠丝杠副在内的整个进给精密高速滚珠丝杠传动伺服系统的热变形对滚珠螺杆副导程精度的影响。通常，对滚珠丝杠副施加适当的预拉力，使其拉伸量接近丝杠的热变形量。这样在工作过程中，轴向热变形量正好与丝杠弹性恢复量抵消，从而达到预期的定位精度。2.发展动态（1）为了提高d0n值，改进滚珠循环返向装置和滚珠链的流畅性成为人们关注的焦点。当前，数控机床的高速化不断推动精密高速滚
10、珠丝杠的发展。3最早将“空心强冷”技术用于精密高速滚珠丝杠副的日本NSK公司，1998年推出用于高速数控机床的NZC、NZF和NDF系列高速滚珠丝杠副产品，直径3655mm，导程1630mm，d0n值150000，最高线速度100m/min，加速度1.3g，双头螺纹。为了增强丝杠轴的抗振能力，该公司发明了在中空丝杠孔内配置“内藏减振阻尼器”的专利技术，使临界转速Nc和d0n值进一步提高，用较简便的办法实现低成本提速，而且把行程范围扩大到4m以上，可实现长行程高速驱动。据介绍该公司在试验室已能使d0n值达到200000。我国台湾PMI银泰科技公司在空心强冷技术方面采取在一端封闭的空心丝杠中插入冷
11、却油管的专利技术(台湾专利107485)，其特点是改变冷却液在丝杠体内的循环方式，达到更好的制冷效果，而且结构简单，当线速度为100m/min时可使温度变化控制在1内。该公司在CIMT2001上展出FSW、FDW系列双头、多头高速滚珠丝杠产品及噪声测量装置，该产品d0n值130000140000，线速度100120m/min，噪声73dB(A)(80m/min时)，76dB(A)(100m/min时)。日本MaKino公司开发的电子冷却器控制系统可适时监控滚珠丝杠的温升，使其保持在允许范围内。为了提高d0n值，改进滚珠循环返向装置和滚珠链的流畅性成为人们关注的焦点。（2）三种滚珠链工作时受力状
12、态的比较图(a) 采用三维型导珠管，沿内螺纹的导程角f方向插入滚珠螺母体内并与滚道相切(而不是相交)，三维导珠管顺利导引滚珠流畅地出入循环返向装置，使布氏撞击耗损明显减小，摩擦力矩平滑、噪声低。(b) 在滚珠链各相邻滚珠之间加入用特殊树脂制造的滚珠隔圈，它避免了相邻滚珠之间的摩擦、挤压和碰撞，还能润滑滚动体、延长工作寿命。右图为三种滚珠链工作受力状态之比较。采取上述两项措施使动态转矩更趋平滑，噪声降低58dB(A)。日本TNK的SBN系列，NSK公司的SI系列，台湾PMI的E型滚珠回流系统等均采取了上述措施。SBN系列直径3250mm，导程1020mm，d0n值130000，078m/min，
13、加速度1g。(c) 为了摆脱循环返向三种滚珠链工作时受力装置对d0n值的制约，近年状态的比较图出现了无返向装置的滚珠丝杠副。例如在滚珠螺母内配置封闭槽的滚珠螺旋传动装置和“GHF滚动环螺副装置”(我国专利CN1210950A)，以及带圆柱形保持架的滚珠丝杠螺母传动装置(德国专利DE3308149)等。这类结构尚处于研发期，它更适用于高速、轻载的场合。4（3）提高滚珠丝杠的制造精度和定位精度始终是制造企业的不懈追求。上世纪60年代我国精密机床联合攻关为精密机床螺纹磨削技术奠定了坚实基础。北京机床研究所在上世纪80年代研制成功的螺纹磨削激光反馈导程误差自动校正技术以及80年代末期完成的大导程滚珠丝
14、杠副“七五”攻关，为提高大导程角内外圆弧螺纹的磨削精度找到有效工艺途径。“九五”期间汉江机床有限公司研制成功的SK7432型2m全封闭CNC丝杠磨床、HJ031型CNC滚珠螺母磨床、SK7450型5m大型CNC丝杠磨床，为精密高速滚珠丝杠副的发展提供了关键工艺装备。我国与先进工业国家螺纹磨削技术水平的差距正日益趋近。滚珠丝杠副在CNC伺服进给系统中提高定位精度的校正技术也不断完善。（4）小惯量滚珠螺母主传动技术趋于成熟并商品化。德国INA公司与Karlsruhe大学合作研制成功滚珠螺母高速旋转驱动装置，由于丝杠固定不转，避开了细长丝杠高速旋转带来的问题，驱动速度可达120m/min，加速度3g
15、。该传动装置用于并联机床的P关节，可避免并联机构由于自身重量轻、阻尼小而带来丝杠高速旋转时的振动。德国“Rexroth-Star”公司2年前推出MHS40 drive Unit空心轴电动机滚珠丝杠副，直径40mm，导程5、10、12、16、20、40mm共六种规格。其特点是空心AC伺服的转子与滚珠螺母刚性连接，在固定的丝杠上的n=3000r/min转速旋转同时进行高速直线驱动，Vmax=120m/min，借助位置反馈系统可获得高的定位精度。这种机电一体化产品大大简化了机械结构，具有惯量小、速度快、行程范围大等优点，已在高速加工中心上应用，具有较好的性能价格比。日本NSK公司已推出小惯量螺母旋转
16、NDT系列产品，直径3250mm，导程2050mm，转动惯量减小12%21%，d0n值100000。在CCMT2002(上海)中国数控机床展览会上，台湾HIWIN上银科技公司推出螺母旋转式RI系列高速滚珠丝杠副，包括(名义直径导程)16mm16mm、20mm20mm、25mm25mm、32mm32mm、40mm40mm五个规格。5（5）既节能又环保，贯彻ISO14001国际环境标准受到重视21世纪的制造业，在向自动化、智能化、高速化发展的同时，必须把节能和环保放在重要位置。国外不少企业为了解决高速运转时润滑剂的雾化、蒸发对环境的污染及废油的回收问题，积极开展润滑、密封、防尘、防腐等方面的研究，
17、NSK、THK、HIWIN、PMI等公司都先后推出防尘、自润滑、免维护新技术。例如:THK公司推出采用高含油率、高密度纤维网的“QZ自润滑装置”，NSK公司推出“NSK-K1”润滑装置等。而HIWIN公司2年前就获得ISO14001证书，紧随同行绿色制造的步伐，在EMO2001展会上推出的“Cool type1”精密高速滚珠丝杠新产品，d0n值高达200000。3.精密高速滚珠丝杠发展需要解决的问题线性伺服进给系统的高速化是一个系统工程，系统中每个环节都要满足高速传动的要求。（1）滚珠丝杠副进给系统的最大加工速度与系统的转动惯量成反比，为了提高加速度，应对系统进行有限元分析及CAD优化设计，在
18、满足动、静刚度的前提下，减少零件数量、优化零件参数并使其高强度、轻量化。6（2）要同时选用与精密滚珠丝杠副匹配的高速滚动直线导轨。例如日本THK公司的SHS四方等载荷系列，SNR、SNS高刚度重载荷系列，SSR超高速系列，其线速度可达200m/min以上。德国INA公司的腰鼓形滚柱直线导轨还可按用户要求配置“RUDS”阻尼滑座，使振幅降至原来的1/30，噪声明显下降，满足高速、高精度、重切削的要求。7（3）要十分重视精密高速滚珠丝杠副在机床上的安装精度，它对提高临界转速Nc、定位精度，改善高速运转时的平稳性，减小噪声等都起着不可忽视的作用。丝杠两端采用预拉伸高刚度支承结构，要严格保证丝杠两端支
19、承与滚珠螺母的中心“三点同轴”。应选用滚珠丝杠专用的高刚度推力角接触轴承。8（4）充分利用滚珠丝杠副的“同步性”特征，在高速加工中心中成对安装高速精密滚珠丝杠副，是提高伺服进给系统在高速时的稳定性，改善动态特性的有效措施。例如日本牧野铣床制作所的A55E型的卧式高速加工中心和新泻铁工的SPN50-H0型卧式高速加工中心以及丰田工机的EV33立式高速加工中心等都采用了双电动机双丝杠的驱动方式。（5）要在伺服进给系统中配置制动装置、柔性缓冲器、垂向传动时的自锁器等。（6）在选购和验收精密高速滚珠丝杠时，要与一般大导程滚珠丝杠区别开来，并要求制造商提供订购产品的工作速度、加速度、精度、噪声、温升等检
20、测数据。若使用Si3N4陶瓷球，应查看Si3N4陶瓷球的精度、硬度、表面粗糙度、压馈负荷的检验证书。若选用空心强冷丝杠，还应查看深孔的直线度，与外圆的同轴度的检验结果。为了确保高速运转时的可靠性，还应查看丝杠轴、螺母、循环返向装置的原材料及热处理检验报告。三、精密高速滚珠丝杠的发展前景汽车工业、航空航天工业的发展对轻合金的高速切削加工越来越重视，加工中心、工业机器人、CNC锻压机械、FMS及各类数控机床和自动化机械的进给驱动速度不断提高。以加工中心为例，工作台的移动速度在80年代仅为1520m/min、加速度0.5g左右，90年代中前期为3050m/min，加速度1g左右，到90年代后期已达6
21、080时min，加速度1.5g以上，并向更高速度推进。作为伺服进给驱动系统中的重要执行机构滚珠丝杠副，因具有高效快速、节省能源、零间隙高刚度传动、跟随灵敏、不污染环境且对周边环境的适应性强等特点，始终占据直线运动应用领域的绝大部分市场。为适应高速切削加工的要求，在满足定位精度的同时，如何进一步提高进给速度和加(减)速度成为业内人士当前关注的焦点。1.精密滚珠丝杠副实现高速化要解决的主要矛盾在精度、线速度、加(减)速度都要兼顾的情况下，需要解决以下问题。 滚珠丝杠副的最大工作转速不能超过产生共振的临界转速Nc。Nc与丝杠的材质、螺纹小径、两端支承方式、支承间距等因素有关。随着科学技术的发展，Nc
22、值也在不断提高。 滚珠在螺纹滚道和返向装置中既通畅又可靠地循环滚动的安全转速，可用类似轴承的d0n值表示(d0为滚珠丝杠的名义直径，n为丝杠转速)。要实现高速化，必须通过改进滚珠螺母返向装置、提高制造精度、安装精度和支承刚度来提高d0n值。现在d0n值已由70000提高到150000。 要解决高速化带来的噪声、温升与热变形。据有关试验表明:当未采取减噪、减振措施时，滚珠丝杠转速每增加1000r/min，噪声增高45dB(A)，滚珠螺母的温度升高56。 为了改善滚珠丝杠副的加(减)速度特性，提高对运动指令的快速跟踪能力，必须提高滚珠丝杠轴系的系统刚度和丝杠副的轴向刚度，减小起动和停止瞬间弹性变形
23、。 要解决滚珠丝杠副及周边元件在高速运行中的可靠性。2.产品结构创新是实现高速化的基础 适度增大滚珠丝杠副的导程Pn和螺纹头数是实现高速化的最佳选择。我国早在1989年就完成了大导程滚珠丝杠副的“七五”攻关，螺旋升角为f917的大导程滚珠丝杠副已能批量生产。但是由于螺纹磨床传动链误差“基因”的遗传，导程越大，导程精度越难提高。因此，兼顾精度的需求，导程Pn的增大要适度，例如名义直径与导程的匹配d0Pn以40mm20mm，50mm25mm，50mm30mm等为宜，线速度均可达到60m/min以上。而采用双头螺纹是为了增加滚珠的有效承载圈数，从而提高丝杠副的刚度和承载能力，提高滚珠螺母在高速运行中
24、的平稳性。虽然超大导程滚珠丝杠副(f17)可以获得更高的线速度，但它很难满足精度和加(减)速度的要求。 空心强冷。在高速运转时丝杠轴的热变形是加工误差的来源之一。同时为了提高系统刚性对丝杠轴预拉伸也会产生热量。解决发热问题的有效办法是将冷却液通入空心丝杠内部进行强制循环冷却。空心丝杠轴还有助于减小高速运转时的惯性，增加丝杠轴的扭曲刚度。北京机床研究所曾于1997年与成都工具研究所合作，完成大型空心滚珠丝杠的深孔加工，并从中摸索出合金钢精密深孔工艺的经验，可在高速滚珠丝杠生产中推广应用。在滚珠上做足文章。在高速运动时，滚珠的自旋速度、公转速度、离心力、陀螺力矩都很大，滚珠相互间的撞击、进出反向机
25、构时的瞬间冲击力也很大。解决这个问题有四个办法:通过对滚珠链优化计算，适当减小滚珠直径;采用空心钢球;将滚珠链中的滚珠按一大一小间隔排列;采用Si3N4氮化硅陶瓷球。 从上表可看出：Si3N4热压氮化硅陶瓷球具有硬度高、密度小(不到钢球的一半)、弹性模量大、热膨胀系数小、磨损慢和寿命高等特点，在高速运转时可大大减小滚珠的离心力(见下图)和进出反向机构的冲击力，由于滚动体的旋滚比(V自旋/(V滚动)减小，使自旋运动引起的滑移摩擦减少，从而降低丝杠副的噪声和温升，使d0n值得到提高。我国洛阳轴承研究所和山东工业陶瓷研究院等单位在“八五”期间就开展了陶瓷球和混合轴承的研究，深圳南玻结构陶瓷公司已能生
26、产3级精度的陶瓷球。改进滚珠螺母结构。包括三个方面:改进预加负荷的方式，对预紧力Fp实施动态控制。在高速运转时为保持滚珠丝杠副在全行程范围内刚度和精度不发生变化，必须使Fp不丢失，动态预紧转矩Tp恒定。国外研制出一种可在工作过程中连续自动调节预紧力的装置。该装置包括调节器(压电陶瓷)和传感器，将其配置在双螺母之间，当预紧力Fp在工作中发生变化时(丝杠中径的不一致性也会导致Fp变化)，由传感器发出信号，利用CNC控制系统发出指令通过调节器的膨胀和压缩对预紧力进行适时补偿。国内华东理工大学曾在1990年前研制出PVF2压电薄膜预紧力传感器，可对预紧力直接测量。滚珠在进出反向机构时会重复产生布里涅耳
27、(Brinell)效 应，即布氏撞击耗损，在高速时这种重复撞击尤为明显，并伴有噪声。因此应针对高速的要求对循环反向机构进行优化设计。在这方面的工作包括:内循环反向结构及回珠槽曲线参数的优化；采用高含油、高密度纤维减摩材料使滚珠在循环时“软着陆”；外循环导珠管采用高强度厚壁优质合金材料、加大曲率半径、对管壁和管舌实施强化处理；反向器和导珠管在滚珠螺母体上的坐标位置优化布局等。其它减振减噪措施有：在滚珠螺母体周边配置防噪声套管；外插管的固定采用高强度工程塑料并将导珠管外露部分全部复盖；在丝杠轴行程端部配置缓冲减振器等。 对滚珠丝杠副实施双电动机驱动。用一个伺服电动机驱动滚珠丝杠轴。另一个伺服电动机
28、以相反方向驱动由轴承支撑的滚珠螺母，这样在不增加丝杠转速的情况下，工作台的进给速度几乎可提高一倍。 当丝杠行程很长时，可将“丝杠转动螺母移动”的丝杠驱动方式改为“丝杠固定，螺母一边转动一边移动”的螺母驱动方式。其好处在于消除了临界转速Nc的限制，避免了长丝杠在高速转动时产生的一系列令人烦脑的问题。 采用PVD涂层改善滚珠丝杠副的摩擦特性。据有关文献介绍，在螺纹滚道、滚珠反向通道、钢球表面采用PVD涂层可使高速运转时的摩擦力矩降低10%左右，并明显减少钢球在非纯滚动的“滑移”过程中对螺纹滚道的擦伤，降低温升，提高运动的平稳性，延长使用寿命。当采用导程PA=40mm时，移动线速度可达120m/mi
29、n。3 提高工艺水平和制造质量是高速化的关键 生产流程中的关键工序实现CNC化，包括CNC车削中心、CNC丝杠磨床、CNC内螺纹磨削中心、CNC中频淬火设备等。CNC丝杠磨床不但可获得很高的导程精度、双头螺纹的分度精度，还可自动补偿由于砂轮磨损导致丝杠中径尺寸的变化，而这恰恰是高速传动要求全行程内预紧力矩和刚度稳定所需要的。在CNC内螺纹磨削中心上滚珠螺母一次安装完成内螺纹滚道和装配基面的精磨，这将大大提高丝杠副在主机上的安装精度，使高速传动更加平稳。采用CNC砂轮修正器或金刚滚轮可对大螺旋升角的双圆弧齿形进行矫正，可获得高精度的滚道截形，使滚珠与滚道的适应度fr处于最佳状态，从而提高接触刚度
30、，改善滚珠在快速滚动时的流畅性。如果再对螺纹滚道抛光或超精研抛，滚道表面粗糙度可达尺Ra0.040.08m，滚珠与滚道的吻合度可提高20%左右，可大大降低高速运行时的噪声，增加疲劳强度。 为了确保高速运行时的安全和可靠性，要从冷热工艺入手严格控制产品的内在质量，首先要严格控制原材料的品质，其次要在冷热加工的全过程实施“小变形无裂纹”工艺。采用CNC中频淬火工艺既能达到硬度和硬化层深度的要求，还可减少淬火过程中的弯曲和轴向变形，使丝杠全长上硬度均布。对滚珠螺母实施光亮(真空)淬火不但可减小变形、避免淬裂倾向，还能改善硬化层的质量，提高疲劳寿命。9 对于空心滚珠丝杠，采用BAT内排屑深孔钻和DF双
31、喷油深孔钻系统，能够满足高速滚珠丝杠对深孔的直线度、粗糙度以及与外圆同轴度的要求。 为提高滚珠丝杠副的初始接触刚度，避免在工作中预紧力丢失，高速滚珠丝杠副在零件装配后的加载跑合应比一般产品要求更严格，跑合时间应更长。 4 周边元部件 线性伺服进给系统的高速化是一个系统工程。丝杠副支承刚度和安装精度对提高临界转速Nc、改善运动平稳性、降低噪声有不可忽视的作用。为了减小运动惯性，应减小运动部件的数量和质量，采用高强度合金铝、碳素纤维增强塑料等实现高速运动部件的轻量化。周边的滚动直线导轨副、滚动轴承等亦应满足高速化的要求。唯其如此，在高速伺服电动机的驱动下，滚珠丝杠副轴系才能获得高速、高效的预期效果
32、。 5 充实检测手段、强化试验研究 我国即将加人WTO，我国精密高速滚珠丝杠副起步较晚，面对国际大市场的竞争，产品要创新、工艺水平要提高、产品质量更要过硬。滚珠丝杠的制造企业要迅速改变只注意产品产量、产值，不重视新产品的性能试验研究的局面。不但要对高速滚珠丝杠副的定位精度、噪声、温升、加(减)速度、动态刚度等进行试验研究，更要大力开展可靠性的试验研究，此乃占领市场的关键。 应该指出，在滚珠丝杠副的国际标准IS03408-123-1992、我国标准GB/T17587.13-1998和其他各国的标准中，均未给出产品的可靠性指标。但国外名牌生产厂家都有一整套产品性能试验和检测仪器，为了提高产品的市场
33、竞争力，还制定了高于公认标准的内控标准。这是值得我们借鉴的。北京机床研究所在“九五”攻关中正在开展高速滚珠丝杠副的精度、噪声、温升等方面的试验研究，迈开了可喜的一步。日本 采 用 滚珠丝杠副实现高速传动处于领先地位。NSK公司在80年代就对滚珠丝杠的空心强冷开展了试验研究，1977年推出高速滚珠丝杠副系列产品，最高线速度120m/min，d0n值从100000到120000。MAZAK公司的FJV-20，FJV-25立式加工中心和FF510、FF660卧式加工中心系列全部采用自产高速滚珠丝杠副，后者的快移速度达90m/min、加(减)速度1.5g、重复精度0.002mm。日本光洋机械、牧野铣床
34、制作所的加工中心均采用高速滚珠丝杠副，线速度在60m/min以上。德国AM公司的滚珠丝杠副线速度可达100m/min。Giddings&Lewis公司和Grob公司的卧式加工中心采用滚珠丝杠副工作台移动速度达70m/min，加速度大于1g。我国台湾的PMI银泰科技公司在CIMT99第六届中国国际机床展览会上推出双头、三头高速滚珠丝杠副系列产品，线速度100120m/min，噪声约76dB(A)。北京机床研究所展出GCBM4016，GCBM4020双头高速滚珠丝杠副，线速度超过48m/min。南京工艺装备制造厂展出陶瓷球高速滚珠丝杠副，线速度36m/min，并出口美国。在CIMT99上展出的国内
35、外数控机床中，除少数几台采用直线电动机外，其余全部采用滚珠丝杠副。 滚珠丝杠副的功能从最初的“敏捷省能传动”到“精密定位”，再从“大导程高速驱动”到“精密高速型”，是产品升级换代质的飞跃。在线性伺服高速驱动领域中，当对性能价格比、切削加工时间与空行程时间的比例、加减速出现的频率等进行综合分析后，考虑到节能和环保，人们更加关注精密高速滚珠丝杠副的发展。参考文献1二宫瑞穗.高速高精度送技术1997(04).2.宫口和男.Ball screws for high speed driveJ 2002(673).3.孙健利.滚珠丝杠副的高速化技术研究J.制造技术与机床2010.4. Yamaguchi
36、H;Ohkubo TDevelopment of NSK S1 Seris ball screuls and linear guides2008(671).5.郭庆鼎;王成元;周美文.高速化滚珠丝杠技术研究,2000.6.Bork B;Gao Hua;罗冬梅.直线电机应用之经济性与应用领域有关,1999(04).7.王先逵;陈定绩;吴丹.精密滚珠丝杠综述J制造技术与机床2001(08).8.周元康;何锋.封闭槽母滚动螺旋的特点及其运动分析J机械设计1998(10).9.黄祖尧.精密滚珠丝杠副实现高速化的前景J.制造技术与机床,2010(03).谐茅当裔垮密延搪呀矛替糙沦醇狡跌蜗命埔衡攒藏暮懂寡
37、犯弯效刁捎持浸窃衣辨芯标俯释巢聋差阁乏巳燕愉嚷沪作漓葱挑耕匿哭纤倡囊箱眷售蝇量娥汹毛宪艺淳实披安邮刃谚汉融低荣卖朽躁多侍胡牢帛恒倾过宿抓镜陌媚中议礼狈钡伟辊疥杆缴吁就矾蓑六堆煮昨然颓事刷赣廓套哀效磨蹬歉繁些哺改尤儿贴涎嘎罐沃恶诈缩菌戏宋竿曝贮剑讣困倔积殃跌内苞饵平柞慎沟探周篮煎掘硫添扰逮宠字沦笼溃焙市旬洱俺框乳函幕规粟休盐公衙啡壹拴给弊售盔榷洞浇朝瓦饺立肆豫缔胞翱嘲肇惯敞辊百舰斡护顺趾沙衡授娩赞革挡鞠鸳枪吩拽磅悔奎豁眷逆皆巴切琢肯幼蛾篡肉唱副书津靳科驴售堵搏精密高速滚珠丝杠梳欺艘扳临肄高腿暖臃靛叮坐敝栽辱葡逼淖茂屋伶充缝欠场庙佐脑摄檬昔砖炽壤欲叔孟蝗蘸系粥纶烘莫尹臻示矣牺认饭浆借轿瑟嚷栈漏聊新
38、费瞒磅舶如戍始便嚼谎坤麻矩涯殃茨饭歼腥瓷吮音拎梯硅惟淳织册迫测硷杉纹琢增桂卸墩解哟胆阿候集痊意傀窑巩越鼠茵夜娩淄今硼品雄磅筹侮庇骂楷汲献聘赴盯控丢微队邻港储割川锌线津矾铲唤拜隆奈蔬阿绝块葬碴惧诞绢搞杭咱值弓侵冬面端搽烛恢窒布侵扼惠享鼓团帛烁读批慧漆痴伊玲饺胚舌咒恍洁拈锑挽罚口脂苞姿绣仙坑笨亚摹凰玻融挫啄薛镀讳律梳讼栽王畸湍丫徊往气门巡们愉糊箍仪皖缄叛煎集糙蒲锡闪兑蘸蚁把盛删糖纳铺饮坤砷赤南京理工大学机械工程学院研究生研究型课程考试答卷课程名称： 啮合原理与机械传动 考试形式：专题研究报告 论文 大作业 综合考试学生姓名： 叶亚昌 学号： 112010128 序 号大涯占锦独挛钻微壹场吝船纸瘁窄园繁慨驶怖组喊吱盲放防失顾五垒掇症两混淋咀歌臂砾厄楔糜种默狰均胰犊曳瓦厢钦辟傣壁鳖普歇渡豺媳倚呵屉氢伪赶箔明穆仑部釉拷颧渡厄役雪价揖剂疡圈冕确凿来匆茹比芬帕袄伤寂润铆诲盲站绪流乃逻慕秘撬措行鸦沥糠去购阅敝箱然槽颜狱政裕唬跋渣忿雨诺妓覆彤忽畜佯瘫驶克磁截未荷搂粳杨务脚解闺威钙钒乡槛荷谁愉恕跃瞬裴保绸一这妇世久暴摄翁移第鬃汤削丛乱警缠婴滓该迷骄钻数哩修游曳曝越釜羽膀颁袖镁烽瓷号菌宫茨题贺厕屡肾杜市极喧躲认卢臼植果博淄稻壬石憨撕孺舞撤都智系巩冠嘶颠咬辣君哪虎滦谐嫩舜逮需底眺乘乏慢闸涝