
和滾動軸承相比,因為滾珠絲杠有更多列的鋼球,螺母和軸相對偏轉(zhuǎn)時螺母內(nèi)會產(chǎn)生不均一的載荷分布,引起過大摩擦力矩和振動的同時也會產(chǎn)生早期磨損及剝落。
(1)徑向載荷、偏轉(zhuǎn)力矩負載的影響
滾珠絲杠在結(jié)構(gòu)上主要承受軸向力,所以為了避免諸如徑向力和偏轉(zhuǎn)力矩載荷直接作用在滾珠絲杠上,通過導(dǎo)向裝置來支撐,或如圖1所示在螺母上設(shè)計耳軸,同時需要注意不要產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)。
(2)安裝誤差的影響
滾珠絲杠安裝精度差時,螺母與絲杠軸便會產(chǎn)生偏轉(zhuǎn),也會產(chǎn)生較大的徑向載荷和偏轉(zhuǎn)力矩載荷。因此在安裝滾珠絲杠時,為了保證螺母座與支撐軸承座同心,需要利用基準棒。
那么,為了探究安裝誤差對滾珠絲杠的影響,考慮一下圖2的滾珠絲杠系統(tǒng)。在這個模型中,滾珠絲杠一端固定一端自由,螺母由剛度無限大的引導(dǎo)裝置支撐。這時絲杠軸的徑向剛度 與到固定端距離的3次方成反比,而自由端的剛度非常小。因此即使螺母和絲杠軸存在偏心,絲杠軸的應(yīng)力幾乎會被全部吸收,螺母和絲杠軸之間產(chǎn)生的徑向力會變得極小。相對的,因為固定端的徑向剛度很大,絲杠軸的應(yīng)力無法吸收偏心,螺母和絲杠軸之間會產(chǎn)生很大的徑向力。
在這個模型中,展示絲杠軸自身的徑向剛度影響,同時也適用于支撐軸承和引導(dǎo)系統(tǒng)。
因此,螺母和絲杠軸之間相對的偏轉(zhuǎn)量并不完全是安裝誤差,由螺母、絲杠軸之間的相互支撐剛度與滾珠絲杠的剛度的關(guān)系決定,一般比安裝誤差小。另外,從這個例子我們也可以了解到,需要嚴格控制在支撐剛度最強部位附近的安裝誤差。
安裝誤差的容許值隨著支撐系統(tǒng)的剛度和滾珠絲杠規(guī)格或要求性能而變化,所以很難表示一般的容許值。但是,考慮上述關(guān)系,精密級時,大致按以下規(guī)格值數(shù)值管理:
傾斜誤差1/2,000(目標1/5,000)以下
偏心誤差20μm以下

如果了解了支撐系統(tǒng)的剛度,徑向載荷、偏轉(zhuǎn)力矩載荷和安裝誤差對滾珠絲杠的影響可以通過力學(xué)關(guān)系,推算出各個鋼球的載荷分布。
(2)中記載了計算公式。