螺釘角度對(duì)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(dòng)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(duì)滾珠絲杠副性能的要求越來(lái)越高，與熱變形和絲杠誤差對(duì)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(duì)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(duì)彈性接觸變形和軸向接觸剛度的影響越來(lái)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(jiǎn)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(duì)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(duì)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。