Pro/E滚珠丝杠副综合性能测试台设计仿真(2)
滚珠丝杠副作为一种高效、节能、高精度、低成本的传动与定位元件，已经广泛地应用于机械、航天航空、卫星、仪器仪表、核工业等各个领域[4]。它具有以下特点：
（1） 传动精度高
滚珠传动精度主要是指丝杠的进给精度和轴向定位精度。经过淬硬和精磨螺纹滚道后的滚珠螺旋丝杠副具有较高的进给精度。当采用预紧螺母时，能完全消除轴向间隙。如果预紧力适当，在不增加驱动力矩和基本不降低传动效率的前提下，能提高传动系统的刚度和定位精度。并且由于滚珠螺旋传动的摩擦小，运行过程中的温升小，因此不但进给速度稳定，而且丝杠尺寸也非常稳定，具有较好的定位精度和重复定位精度。
（2） 传动效率高
在滚珠丝杠副中，丝杠和螺母的相对运动借助于滚珠的作用，把滑动接触变成了滚动接触，以极小的滚动摩擦代替了传统丝杠的滑动摩擦。滚珠丝杠副传动效率达90%以上，理论值可高达98%。这些效率的数值，相当于滑动螺旋传动的2～4倍。整个传动的驱动力矩减少至滑动丝杠的1/3左右，发热率也因此大幅降低。如图1.2所示。
图1.2 丝杠副传动效率图
（3） 传动的可逆性
滚珠丝杠副螺旋传动过程中没有滑动粘滞摩擦，消除了传动过程中可能出现的爬行现象。因此它既可以将回旋运动变成直线运动（简称正传动），又可以将直线运动变成回旋运动（简称逆传动），而且逆传动效率也同样可以高达98%。因此，与滑动螺旋传动相比，滚珠螺旋传动的具有可逆性特点
（4） 同步性能好[5]
由于滚珠螺旋传动的滚动摩擦特性，静摩擦阻力几乎与运转速度无关，静摩擦力矩极小，启动摩擦力矩与运动摩擦力矩十分接近，因此，运动启动时无颤动，低速下运转无爬行。这不但缩短了起动时间，消除了滑移现象，而且大大提高了传动的灵敏度和准确度，具有持续平稳运行的特点。采用多套滚珠丝杠副传动同时驱动同一装置或几个相同的部件时，启动的同时性、运行中的速度和加速度等都具有很好的一致性，这就是所说的同步性。
（5） 使用寿命长
由于滚珠丝杠副的丝杠、螺母和滚珠都经过淬硬和其它表面工艺处理，滚动摩擦产生的磨损极小，因此滚珠丝杠副的实际寿命要远高于滑动丝杠。而且滚珠丝杠副经长期使用仍能保持其精度，这是滑动螺旋副无法比拟的。
当然，滚珠丝杠副在具备诸多优越性的同时，也存在结构较复杂、工艺难度大、制造成本高等局限性。随着滚珠丝杠副应用范围的进一步扩大，高精度，高速化已经成为今年来国内外滚珠丝杠副的一大发展趋势[6][7]
1.2 国内外滚珠丝杠的发展及性能研究现状
1.2.1 国外滚珠丝杠的发展及性能研究现状
1.2.2 国内滚珠丝杠的发展及性能研究现状
1.3 本课题研究的背景和意义
我们国家对精密高速滚珠丝杠副的研究起步较晚。我国加入WTO后，滚动功能部件工业正面临发展的大好机遇和巨大的挑战[13]。目前国内高速滚珠丝杠副的发展水平和国外相比还有一定的差距。除了原材料和加工设备的精度等因素外,没有完善的试验检测手段也是制约其发展的一个重要原因[14]。众所周知,没有完善的检测试验设备,产品的加工质量就没有保证。检测水平的高低直接影响到丝杠系列产品的精度和质量。在我国只有少数几种产品达到欧洲标准定位精度。精度差距只是表面现象，其实质还是基础技术差距的反映。如大多未采用定位精度软件补偿技术、温度变形补偿技术等。只有拥有先进的检测仪器和产品性能试验设备，才能为批量生产的产品和新产品的研发提供品质保证，用检测数据和性能对比曲线来取信用户。因此提高丝杠检测设备的综合性能成为生产高精度、高质量滚珠丝杠的一个重要途径[15]。
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