·       高速滾珠絲杠副的結構設計

滾珠絲杠副的驅動速度V＝Ph×N(Ph為導程，N為絲杠轉速)，因此提高驅動速度的途徑有兩條：其一是提高絲杠的轉速，其二是采用大導程。提高轉速N受do·N值的制約(do為滾珠絲杠的公稱直徑)。國際上一般do·N≤70000。據日本NSK公司介紹：該公司已將do·N值提高到153000。N增大時，do必須減小，且過分提高轉速會引起絲杠發熱、共振等問題；d0太小也會造成系統剛性差、易變形、影響加工精度，且目前伺服電動機的最高轉速僅到4000 r／min。導程Ph過大時，不僅增加了滾珠絲杠副的制造難度，精度難以提高，降低了絲杠副承載，而且也增加了伺服電動機的起動力矩。因此，設計高速滾珠絲杠副時要合理選擇絲杠副的轉速N、公稱直徑do與導程Ph。

數控機床常用的滾珠絲杠副結構為：外循環插管式、內循環反向器式。由于高速滾珠絲杠副的導程較大，如用內循環結構，反向器尺寸較長，承載的鋼球數減少，且鋼球高速時流暢性差，是不適合的；而外循環插管式結構簡單，承載能力大，不受導程的限制。因此，被選作高速滾珠絲杠副的結構。

外循環滾珠絲杠副預緊方式主要有三種：增大鋼球直徑、變位導程和墊片。各預緊方式的特點見表1。根據高速滾珠絲杠副的特點，選用單螺母變位導程預緊結構比較合適。但在結構設計時，應注意以下幾點：(1)導程的選擇。為了提高絲杠副驅動速度，一般需增大絲杠副導程，常用絲杠副導程取絲杠直徑的1／3—1／2。(2)為了增加承載，選用多頭螺紋，以提高絲杠副承載能力。(3)滾珠絲杠副在高速時產生的噪聲主要來自鋼球在導珠管進出口(見圖1P、P'點)處的碰撞。因此，在循環過程中鋼球的反向點設計是非常重要的(見圖1)，要合理選取反向角αo