螺釘角度對單螺母滾珠絲杠軸剛度的影響

滾珠絲杠軸作為數(shù)控機(jī)床的直線驅(qū)動機(jī)構(gòu)，在機(jī)床行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。滾珠絲杠副定位精度在很大程度上決定了數(shù)控機(jī)床的定位精度。隨著數(shù)控機(jī)床高速化、高精度化的發(fā)展，對滾珠絲杠副性能的要求越來越高，與熱變形和絲杠誤差對定位精度的影響相比，滾珠絲杠軸的軸向接觸變形和軸線接觸剛度對高速絲杠定位精度影響更為明顯。

隨著滾珠絲杠副進(jìn)給速度的提高，絲杠轉(zhuǎn)角達(dá)到18°左右，對彈性接觸變形和軸向接觸剛度的影響越來越明顯，在滾珠絲杠副力的分析和力學(xué)建模中，忽略了絲杠轉(zhuǎn)角的影響，將其簡化為幾個(gè)純軸向載荷的方法不能準(zhǔn)確地反映副力分析和絲杠的彈性變形。

單螺母滾珠絲杠軸向接觸變形與絲杠轉(zhuǎn)角成反比，單螺母滾珠絲杠軸向接觸剛度與絲杠轉(zhuǎn)角成正比。

假設(shè)滾珠絲杠軸的其他結(jié)構(gòu)參數(shù)不變，軸向?yàn)?/span>2000N，給出了絲杠轉(zhuǎn)角與軸向彈性變形的關(guān)系曲線，以及螺旋轉(zhuǎn)角和軸向接觸剛度的關(guān)系。單螺母滾珠絲杠軸向接觸變形隨絲杠轉(zhuǎn)角的增大而減小，接觸剛度增大。在00～100范圍內(nèi)，絲杠轉(zhuǎn)角對滾珠絲杠軸的軸向接觸變形和剛度影響不大，曲線穩(wěn)定。但當(dāng)螺旋角大于50，尤其是大于100時(shí)，軸向接觸剛度隨螺旋角的增大而迅速增大。因此，增大螺桿軸角可以減小軸向彈性變形，提高滾珠絲杠的軸向剛度。

因?yàn)樵诖_定滾珠絲杠軸的公稱直徑時(shí)，隨著導(dǎo)程的增大，螺旋角的增大不僅提高了滾珠絲桿的進(jìn)給速度，而且提高了軸向接觸剛度和軸向定位精度。

滾珠絲杠副廣泛應(yīng)用于各種精密儀器的進(jìn)給機(jī)構(gòu)中，特別是在數(shù)控機(jī)床中，滾珠絲杠軸的軸向接觸變形和剛度對定位精度影響很大，是數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中最薄弱的環(huán)節(jié)。因此，為了提高數(shù)控機(jī)床的定位精度，有必要研究滾珠絲杠軸的軸向接觸剛度。

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