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高速abba滾珠絲桿副的結構設計
abba滾珠絲桿副的驅動速度V=Ph×N(Ph為導程,N為絲杠轉速),因此提高驅動速度的途徑有兩條:其一是提高絲杠的轉速,其二是采用大導程。提高轉速N受do·N值的制約(do為滾珠絲杠的公稱直徑)。國際上一般do·N≤70000。據日本NSK公司介紹:該公司已將do·N值提高到153000。N增大時,do必須減小,且過分提高轉速會引起絲杠發熱、共振等問題;d0太小也會造成系統剛性差、易變形、影響加工精度,且目前伺服電動機的最高轉速僅到4000r/min。導程Ph過大時,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機的起動力矩。因此,設計高速滾珠絲杠副時要合理選擇abba絲桿副的轉速N、公稱直徑do與導程Ph。
數控機床常用的abba滾珠絲桿結構為:外循環插管式、內循環反向器式。由于高速滾珠絲杠副的導程較大,如用內循環結構,反向器尺寸較長,承載的鋼球數減少,且鋼球高速時流暢性差,是不適合的;而外循環插管式結構簡單,承載能力大,不受導程的限制。因此,被選作高速滾珠絲杠副的結構。外循環滾珠絲杠副預緊方式主要有三種:增大鋼球直徑、變位導程和墊片。
各預緊方式的特點見表1。