高精度数控机床基础技术：滚珠丝杠自动消除间隙的传动装置

在机械传动中，螺旋传动在各种机械装置中被普遍使用。一般情况下，对螺旋传动 装置的轴向间隙没有严格要求，而在一些传递运动等级要求比较高的装置中 ( 例如 ：步进 电机直驱式燃油计量装置 )，要求不能有轴向间隙，即在传动螺杆改变旋转方向时，传动螺 杆和与之配合传动的装置之间没有空行程，以此保证螺旋装置在工作过程中传递运动的精 度。因此，采用传统的螺旋装置已经不能保证高精度运动传递。

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滚珠丝杠消除间隙的优点

• 向左运动瞬间

将传动螺杆与对开螺母螺纹连接，且对开螺 母是由一个整体螺母沿中心线切开形成的左半螺母和右半螺母构成，因此，当传动螺杆在螺旋装置中向左运动瞬间，传动螺杆施加给整个对开螺母向右的轴向力，使得传动螺杆外 螺纹牙型槽右侧始终紧贴整个对开螺母内螺纹牙型槽的左侧，而传动螺杆外螺纹牙型槽左 侧与整个对开螺母内螺纹牙型槽的右侧此时却留有间隙。文章源自 solidworks教程网 http://gocae.comsolidworks教程网-http://gocae.com/3593.html

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由于弹簧的存在，弹簧施加给左半螺母以弹簧力，使得左半螺母带动传动螺杆向右有微小的移动，补偿了间隙，从而使 传动螺杆外螺纹牙型槽两侧与对开螺母内螺纹牙型槽的两侧紧紧贴合，达到了消除间隙， 提高了螺旋传递精度的效果。文章源自 solidworks教程网 http://gocae.comsolidworks教程网-http://gocae.com/3593.html

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• 向右运动瞬间

当传动螺杆在螺旋装置中向右运动瞬间，传动螺杆施加给整 个对开螺母向左的轴向力，使得传动螺杆外螺纹牙型槽左侧始终紧贴整个对开螺母内螺纹 牙型槽右侧，而传动螺杆外螺纹牙型槽右侧与整个螺母内螺纹牙型槽左侧此时却留有间隙。文章源自 solidworks教程网 http://gocae.comsolidworks教程网-http://gocae.com/3593.html

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由于弹簧的存在，弹簧施加给左半螺母以弹簧力，使得左半螺母带动传动螺杆向 右有微小的移动，补偿了间隙，从而使传动螺杆外螺纹牙型槽两侧与对开螺母内螺纹牙型 槽的两侧紧紧贴合，同样达到了提高螺旋传递精度的效果。因此，本新型的螺旋传动装 置不论向左、向右进行螺旋运动传递时，均能保证传动螺杆在传递力矩的过程中无空行程，从而提高了螺旋传动的精度。文章源自 solidworks教程网 http://gocae.comsolidworks教程网-http://gocae.com/3593.html

滚珠丝杠自动消除间隙的传动装置

附图标记说明 ：1- 安装座，2- 传动螺杆，3- 弹簧座，4- 弹簧，5- 导向销，6- 对开螺 母，6.1- 左半螺母，6.2- 右半螺母，7- 螺钉。文章源自 solidworks教程网 http://gocae.comsolidworks教程网-http://gocae.com/3593.html

参见图 1，自动消除间隙的传动装置，包括传动螺杆 2，传动螺杆 2 设置在安装座 1 内，并与安装座 1 内的对开螺母 6 螺纹连接

参见图 2 ～ 4，对开螺母 6 由一个整体螺母沿中心线切开形成的左半螺母 6.1 和右半螺母 6.2 构成，左半螺母 6.1 与安装座 1 间隙配合并与弹簧 4 保持弹性接触，右半螺母 6.2 与安 装座 1 固定连接 ；

参见图 5，为了保证左半螺母 6.1 和右半螺母 6.2 加工的工艺性及装配精 度，在左半螺母 6.1 或右半螺母 6.2 的通孔 A 上固定导向销 5，使导向销 5 与左半螺母 6.1 或右半螺母 6.2 上的沉孔 B 滑动配合。

右半螺母 6.2 上设置有法兰盘，螺钉 7 穿过 法兰盘上的螺钉孔与安装座 1 固定连接。

工作原理 ：

参见图 1，首先将螺旋传动机构的传动螺杆 2 置于安装座 1，并与安装座 1 内的对开螺母 6 螺纹连接，对开螺母 6 由一个整体螺母沿中心线切 开形成的左半螺母 6.1 和右半螺母 6.2 构成，然后使左半螺母 6.1 在安装座 1 内作轴向滑 动并与弹簧 4 保持弹性接触，弹簧 4 施加给左半螺母 6.1 的轴向弹力为传动螺杆 2 向左或向右所传递轴向力的 1.5 倍，

同时将右半螺母 6.2 与安装座 1 固定连接，当传动螺杆 2 在螺旋装置中向左运动瞬间，传动螺杆 2 施加给整个对开螺母 6 向右的轴向力，使得传动 螺杆 2 外螺纹牙型槽右侧始终紧贴整个对开螺母 6 内螺纹牙型槽的左侧，

而传动螺杆 2 外 螺纹牙型槽左侧与整个对开螺母 6 内螺纹牙型槽的右侧此时却留有间隙。然而，由于弹簧 4 的存在，弹簧 4 施加给左半螺母 6.1 以弹力，使得左半螺母 6.1 带动传动螺杆 2 向右有微 小的移动，补偿了间隙，从而使传动螺杆 2 外螺纹牙型槽两侧与对开螺母 6 内螺纹牙型槽的 两侧紧紧贴合，达到了消除间隙，提高了螺旋传递精度的效果。

而当传动螺杆 2 在螺旋装置 中向右运动瞬间，传动螺杆 2 施加给整个对开螺母 6 向左的轴向力，使得传动螺杆 2 外螺纹 牙型槽左侧始终紧贴整个对开螺母 6 内螺纹牙型槽右侧，而传动螺杆 2 外螺纹牙型槽右侧 与整个对开螺母 6 内螺纹牙型槽左侧此时却留有间隙。

然而，由于弹簧 4 的存在，弹簧 4 施 加给左半螺母 6.1 以弹簧力，使得左半螺母 6.1 带动传动螺杆 2 向右有微小的移动，补偿了间隙，从而使传动螺杆 2 外螺纹牙型槽两侧与对开螺母 6 内螺纹牙型槽的两侧紧紧贴合，因 此，也达到了提高螺旋传递精度的目的。因此，螺旋传动装置不论向左、向右 进行螺旋运动传递时，均能保证传动螺杆 2 在传递力矩的过程中无空行程，从而提高了螺 旋传动的精度。