產(chǎn)品結(jié)構(gòu)創(chuàng)新是實(shí)現(xiàn)高度化的基礎(chǔ)

        1.適度增大滾珠絲杠副導(dǎo)程和螺紋頭數(shù)是實(shí)現(xiàn)高速化最佳選擇

        目前我國螺旋升角為入＝9°~17°大導(dǎo)程滾珠絲杠副已能批量生產(chǎn)。但是由于螺紋磨床傳動(dòng)鏈誤差“基因”遺傳，導(dǎo)程越大，導(dǎo)程精度越難提高。因此兼顧精度需求，導(dǎo)程P的增大要適度，例如名義直徑與導(dǎo)程的匹配d.xP,以40mmx20mm,50mmx25mm,50mmx30mm等為宜，線速度均可達(dá)到60m/min以上。而采用雙頭螺紋是為了增加滾珠的有效承載圈數(shù)，從而提高絲杠副的剛度和承載能力，提高滾珠螺母在高速運(yùn)行中的平穩(wěn)性。雖然超大導(dǎo)程滾珠絲杠副（λ>17°)可以獲得更高線速度，但很難滿足精度和加（減）速度要求。

        2.優(yōu)化滾珠結(jié)構(gòu)、材質(zhì)及排列方式

        在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，滾珠的自旋速度、公轉(zhuǎn)速度、離心力、陀螺力矩都很大，滾珠相互間的撞擊、進(jìn)出反向機(jī)構(gòu)時(shí)的瞬間沖擊力也很大。解決這個(gè)問題有四個(gè)辦法：①通過對(duì)滾珠鏈優(yōu)化計(jì)算，適當(dāng)減小滾珠直徑；②采用空心鋼球；③將滾珠鏈中的滾珠按一大一小間隔排列；④采用Si,N,氮化硅陶瓷球。Si,N,陶瓷與GCr15軸承鋼物理性能對(duì)可看出：Si,N,熱壓氮化硅陶瓷球具有硬度高、密度?。ú坏戒撉虻囊话耄?、彈性模量大、熱膨脹系數(shù)小、磨損慢和壽命高等特點(diǎn)，在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可大大減小滾珠的離心力和進(jìn)出反向機(jī)構(gòu)的沖擊力，由于滾動(dòng)體的旋滾比（vn/v動(dòng)）減小，使自旋運(yùn)動(dòng)引起的滑移摩減少，從而降低絲杠副的噪聲和溫升，使Dn值得到提高。

        3.改進(jìn)滾珠螺母結(jié)構(gòu)

        包括三個(gè)方面：①改進(jìn)預(yù)加負(fù)荷方式，對(duì)預(yù)緊力F.實(shí)施動(dòng)態(tài)控制。在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)為保持滾珠絲杠副在全行程范圍內(nèi)剛度和精度不發(fā)生變化，必須使F.不丟失，動(dòng)態(tài)預(yù)緊轉(zhuǎn)矩T.恒定。國外研制出一種可在工作過程中連續(xù)自動(dòng)調(diào)節(jié)預(yù)緊力裝置。該裝置包括調(diào)節(jié)器（壓電陶瓷）和傳感器，將其配置在雙螺母之間，當(dāng)預(yù)緊力F.在工作中發(fā)生變化時(shí)（絲杠中徑的不一致性也會(huì)導(dǎo)致F.變化），由傳感器發(fā)出信號(hào)，利用CNC控制系統(tǒng)發(fā)出指令通過調(diào)節(jié)器的膨脹和壓縮對(duì)預(yù)緊力進(jìn)行適時(shí)補(bǔ)償。國內(nèi)南京理工大學(xué)曾在1990年前研制出PVF2壓電薄膜預(yù)緊力傳感器，可對(duì)預(yù)緊力直接測量。②滾珠在進(jìn)出反向機(jī)構(gòu)時(shí)會(huì)重復(fù)產(chǎn)生布里涅耳（Brinell)效應(yīng)，即布氏撞擊耗損，在高速時(shí)這種重復(fù)撞擊尤為明顯并伴有噪聲。應(yīng)針對(duì)高速的要求對(duì)循環(huán)反向機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，包括內(nèi)循環(huán)反向結(jié)構(gòu)及回珠槽曲線參數(shù)優(yōu)化；采用高含油、高密度纖維減摩材料使?jié)L珠在循環(huán)時(shí)“軟著陸”；外循環(huán)導(dǎo)珠管采用高強(qiáng)度厚壁優(yōu)質(zhì)合金材料、加大曲率半徑、對(duì)管壁和管舌實(shí)施強(qiáng)化處理。③其他減震減噪措施：在滾珠螺母體周邊配置防噪聲套管；外插管的固定采用高強(qiáng)度工程塑料將導(dǎo)珠管外漏部分全部覆蓋，在絲杠軸行程端部配置緩沖減震器。