· 高速滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
滾珠絲杠副的驅(qū)動(dòng)速度V＝Ph×N(Ph為導(dǎo)程，N為絲杠轉(zhuǎn)速)，因此提高驅(qū)動(dòng)速度的途徑有兩條：其一是提高絲杠的轉(zhuǎn)速，其二是采用大導(dǎo)程。提高轉(zhuǎn)速N受do·N值的制約(do為滾珠絲杠的公稱直徑)。國(guó)際上一般do·N≤70000。據(jù)日本NSK公司介紹：該公司已將do·N值提高到153000。N增大時(shí)，do必須減小，且過(guò)分提高轉(zhuǎn)速會(huì)引起絲杠發(fā)熱、共振等問(wèn)題；d0太小也會(huì)造成系統(tǒng)剛性差、易變形、影響加工精度，且目前伺服電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速僅到4000 r／min。導(dǎo)程Ph過(guò)大時(shí)，不僅增加了滾珠絲杠副的制造難度，精度難以提高，降低了絲杠副承載，而且也增加了伺服電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)力矩。因此，設(shè)計(jì)高速滾珠絲杠副時(shí)要合理選擇絲杠副的轉(zhuǎn)速N、公稱直徑do與導(dǎo)程Ph。
數(shù)控機(jī)床常用的滾珠絲杠副結(jié)構(gòu)為：外循環(huán)插管式、內(nèi)循環(huán)反向器式。由于高速滾珠絲杠副的導(dǎo)程較大，如用內(nèi)循環(huán)結(jié)構(gòu)，反向器尺寸較長(zhǎng)，承載的鋼球數(shù)減少，且鋼球高速時(shí)流暢性差，是不適合的；而外循環(huán)插管式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，承載能力大，不受導(dǎo)程的限制。因此，被選作高速滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)。
外循環(huán)滾珠絲杠副預(yù)緊方式主要有三種：增大鋼球直徑、變位導(dǎo)程和墊片。各預(yù)緊方式的特點(diǎn)見(jiàn)表1。根據(jù)高速滾珠絲杠副的特點(diǎn)，選用單螺母變位導(dǎo)程預(yù)緊結(jié)構(gòu)比較合適。但在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：(1)導(dǎo)程的選擇。為了提高絲杠副驅(qū)動(dòng)速度，一般需增大絲杠副導(dǎo)程，常用絲杠副導(dǎo)程取絲杠直徑的1／3—1／2。(2)為了增加承載，選用多頭螺紋，以提高絲杠副承載能力。(3)滾珠絲杠副在高速時(shí)產(chǎn)生的噪聲主要來(lái)自鋼球在導(dǎo)珠管進(jìn)出口(見(jiàn)圖1P、P'點(diǎn))處的碰撞。因此，在循環(huán)過(guò)程中鋼球的反向點(diǎn)設(shè)計(jì)是非常重要的(見(jiàn)圖1)，要合理選取反向角αo
