但不至于堵塞，反而对滚柱的滚动有利。从传动效率，轴向刚度，承载能力等要求出发，接触角大一些好，但接触角过大制造就会困难。一般接触角为45?，滚道的圆弧半径也同样比滚柱的半径稍大一些。
滚珠的循环方式
目前国内常用的滚珠循环方式由外循环和内循环两种。
（1）外循环方式
如图所示为外循环方式，滚柱在循环过程中与丝杠脱离接触，通过外面的循环回路称为外循环（W系列）。这种外循环是直接在螺母的外圆上铣出螺旋槽，用挡珠器从螺母内部切断螺纹滚道，挡珠滚珠的去路，迫使滚珠导入通向外圆螺旋槽中，构成了外面的旋环回路。外循环的结构和制造较为简单容易，因此应用较广，他可以制成单列或式双列两种的结构形式。 （2）内循环方式
滚柱在循环过程中与丝杠始终保持接触的称为内循环（N系列），如图所示。这种内循环是在螺母外侧孔中装了一个接通相邻滚道的反向器，借助这个反向器迫使滚珠翻过丝杠的牙顶，而进入相邻的滚道。内循环滚珠丝杠副回路短，工作滚珠数目少，结构尺寸紧凑，流畅性好，摩擦磨损小，传动效率高，轴向刚度和承载能力都较高，具有一系列优点，但制造困难，结构复杂，所以不及外循环方式应用的广泛。
图4-2 外循环的滚珠丝杠 图4-3 内循环的滚珠丝杠
4.1.4 轴向间隙的调整和加预紧力的方法
对于滚珠丝杠副，除了单一方向的进给传动精度有一定的要求外，对它的轴向间隙也有严格的要求，以保证反向传动的精度。要把轴向间隙完全消除，也是相当困难的。通常采用双螺母，并加预紧力的方法来消除其轴向间隙。双螺母经加预紧力调整后，能基本上消除轴向间隙。单螺母的滚珠丝杠副是不能调整轴向间隙和预紧力的，其轴向间隙只能依靠滚珠丝杠副本的精度和安装时丝杠和螺母的连接精度来保证。
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双螺母加预紧力消除轴向间隙必须注意两点，一是：通过预紧后产生的力，可促使预拉变形，以减少弹性变形所引起的位移。但预紧力不能太大，否则会使驱动力矩增大，传动效率反而降低，使用寿命也随之缩短。二是：轴向间隙的消除，不能忽视丝杠的安装部分和驱动部分的轴向间隙，应同时调整是它减少到最小。目前常用的双螺母预紧力调整方法有下面三种。
（1）垫片调隙式
如图所示为垫片调隙式，一般用螺钉来连接滚珠丝杠上的两个螺母的凸缘处，在中间加垫片。垫片的厚度是螺母间产生轴向位移，以达到消除间隙和产生预紧力的目的。
这种结构特点是结构简单，可靠，装拆方便。但缺点是调整很费时，在工作状态下不能随意调整，因为要更换不同厚度的垫片才能消除间隙，所以是用于一般精度的机构中使用。
（2）螺纹调隙式
如图所示为螺纹调隙式。它是一个螺母的外端有凸缘，而另一个螺母的外端没有凸缘，车有螺纹，它伸出在套筒外，并用两个圆螺母调整好间隙后，再用一圆螺母锁紧螺母锁紧就可以了。
这种结构的特点是结构紧凑，调整方便，所以应用广泛，但调整的位移量不太精确。
图4-4 垫片调隙式 图4-5螺纹调隙式
齿差调隙式
如图所示为齿差调隙式。它是在两个螺母的凸缘上各有圆齿轮2，两者的齿数值相差一个齿，装入内齿圆3中，内齿圆3是用螺钉1和定位销4固定在套筒5上的。调整是先取下内齿圆3，转动圆柱齿轮2，在两个滚柱螺母相对于滚筒5转动时，可以使两个螺母相互产生角位移，这样滚柱螺母对于滚珠丝杠的螺旋滚道也相对移动是两个螺母中的滚柱分别贴近在螺旋滚到的两个相反的侧面上。消除间隙并产生预紧力后，把内齿圆3套上
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用定位销4固定。
这种结构的特点是调整精确可靠，定位精度高，但结构复杂，仅在高精度的数控机床有所应用。
1——螺钉； 2——圆柱齿轮； 3——内齿圆；
4——定位销； 5——套筒。 图4-6 齿差调隙式
4.1.5 滚珠丝杠的选型与计算
由技术要求, ,丝杠工作长度L=600mm,
h,传动精度要求???0.001mm 工作寿命Lh?20000（1）求计算载荷
Fc?KFKHKAFm?1.2?1.0?1.0?1500?1800N
由条件,查《机电一体化系统设计》表2-6取KF=1.2, 查表2-6取KH=1.0, 表2-4取D精度, 查表2-6取KA=1.0,Fm(N)为平均工作载荷，更具已知条件估计工作载荷为1500N.
（2）计算额定动载荷计算值Ca`由式(2-4)
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Ca?FC3'nmL'h80?200003?(1800)N?8236N441.67?101.67?10
设工作台在承受最大铣削力时的最快进给速度v=400mm/min，初选丝杠
导程Ph=5mm,则此时丝杠转速n=v/Ph=80r/min。
（5）根据Ca?选择滚珠丝杠副 假设选用FC1型号,按滚珠丝杠的
额定动载荷Ca 等于或稍大于Ca?的原则,查表2-9选FC1-2005-2.5以下型号规格
表4-1 FC1型号滚珠丝杠参数
额定载荷/N 动载荷 静载荷 静态力矩/N*M 滑座重量 导轨重量 导轨长度 L (mm) 780 TA 198 TB 198 单向行程长度 TC 288 Ca 8630 滑座个数 M 4 Co 18241 Kg 0.60 Kg/m 3.1 每分钟往复次数 lS 0.6 n 4 导轨的额定动载荷Ca?8630N满足要求
?'D?20mmP?5mm??4330公称直径 导程 螺旋角 滚珠直径
d0?3.17m5m 按表2-1中尺寸计算
滚道半径 R=0..52d0=0.52?3.175=1.651mm 偏心距
e?0.07(R?d03.175)?0.07(1.651?)?0.0044mm22
丝杠内径d1?D0?2e?2R?20?2?0.0044?2?1.651?16.71mm
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表4-2 滚珠丝杠螺母副几何参数
螺纹滚道 螺纹滚道法面半径 偏心距 螺纹升角 螺杆 螺杆内径 螺杆接触直径 螺母 螺母螺纹外径 螺母内径（外循环） 螺杆外径 名 称 公称直径 螺距 接触角 钢球直径 符 号 计算公式和结果 10 d0 t ? dq 4 45 2 R?0.52dq?0.52?3.175?1.651 e?0.007(R?d0)?0.0044 2R e ? d ??arctgt?7.26 ?d0d?d0??0.2~0.25?dq?9.5 dl?D0?2e?2R?23.293 dl dz dz?d0?dqcos??8.59 D?D0?2e?2R?16.71 D D1 D1?d0??0.2~0.255?dq?10.5 (4)稳定性验算
〈1〉由于一端轴向固定的长丝杠在工作时可能会发生失稳,所以在设计时
应验算其安全系数S,其值应大于丝杠副传动结构允许安全系数
?2EIaFcr?2(?l) 丝杠不会发生失稳的最大载荷称为临界载荷
其中 E=206Gpa
L=0.6m
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数控铣床工作台设计
