高速滾珠絲杠副面臨的問題

作為高速進(jìn)給傳動系統(tǒng)中的主要執(zhí)行元件，滾珠絲杠副的動態(tài)性能和熱特性對高速傳動的性能影響很大。系統(tǒng)由于轉(zhuǎn)速的提高，滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)中的接觸區(qū)域（絲杠螺母、軸承等）會產(chǎn)生大量熱量，而這些熱量不能及時散去，會使?jié)L珠絲杠的溫度升高并造成滾珠絲杠的熱變形，降低機床的加工精度。

隨著高速數(shù)控機床的發(fā)展，對滾珠絲杠的性能也提出了更高的要求，滾珠絲杠的傳動速度v=p·n（其中Ｐ為滾珠絲杠的導(dǎo)程，n以為轉(zhuǎn)速），所以提高滾珠絲杠的傳動速度可以有兩種方式：一種是提高滾珠絲杠的轉(zhuǎn)速，另一種是采用大導(dǎo)程。

提高轉(zhuǎn)速n通常受滾珠限制絲杠d·n（d為滾珠絲杠的公稱直徑）。當(dāng)n增大時，d會減小，導(dǎo)致系統(tǒng)剛性差，容易變形影響加工精度。導(dǎo)程P過大時，不僅增加了滾珠絲杠的制造難度，定位精度難以提高，降低了滾珠絲杠副的承載能力，而且增加了伺服電機的啟動扭矩，因此需要進(jìn)行折中考慮。在具體設(shè)計中考慮選擇合適的決定速度和領(lǐng)先。

在實際應(yīng)用中，滾珠絲杠高速化后，主要面臨以下問題：

滾珠絲杠的強度和剛度。只有滿足滾珠絲杠的加減速特性，高速滾珠絲杠的直線運動才有意義。在這種情況下，滾珠絲杠往往會受到很大的沖擊力，否則會影響加工精度。因此對于高速滾珠絲杠，不僅需要合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，而且在制造過程中還需要合理安排加工工藝，消除內(nèi)應(yīng)力，從而提高滾珠絲杠的承載能力和剛度，滿足高速驅(qū)動的要求。

滾珠絲杠的熱量。滾珠絲杠高速旋轉(zhuǎn)后，溫升是一個無法回避的問題，降低滾珠絲杠溫升的方法是減少其發(fā)熱或增加散熱。對滾珠絲杠副施加預(yù)緊力可以吸收部分熱量，采用空心滾珠絲杠進(jìn)行強制冷卻是一種常用的強制冷卻方式，以增加散熱。

高速滾珠絲杠的強度和剛度可以理論上計算，可以通過增加設(shè)計尺寸來解決。但是， 滾珠絲杠的發(fā)熱是不可避免的，有必要通過理論分析來了解發(fā)熱的來源和散熱的方法，從而根據(jù)實際情況找到解決溫升和抑制熱位移的方法。

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