曲柄/连杆/曲柄连杆机构/飞轮/四杆机构/丝杆

机械原理连杆机构名词。连杆机构中，能做整周回转者称为曲柄。

中文名

曲柄

连杆机构中能够做整周回转运动的连架杆，称为曲柄。

曲柄连杆机构（crank train） 发动机的主要运动机构。其功用是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，同时将作用于活塞上的力转变为曲轴对外输出的转矩，以驱动汽车车轮转动。曲柄连杆机构由活塞组、连杆组和曲轴、飞轮组等零部件组成。

曲柄连杆机构的作用是提供燃烧场所，把燃料燃烧后产生的气体作用在活塞顶上的膨胀压力转变为曲轴旋转的转矩，不断输出动力。

（1）将气体的压力变为曲轴的转矩

（2）将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动

（3） 把燃烧作用在活塞顶上的力转变为曲轴的转矩，以向工作机械输出机械能.

曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组三部分组成。

曲柄连杆机构

（1）机体组：气缸体、气缸垫、气缸盖、曲轴箱、汽缸套及油底壳

（2）活塞连杆组：活塞、活塞环、活塞销、连杆

（3）曲轴飞轮组：曲轴、飞轮、扭转减振器、平衡轴

机体是构成发动机的骨架，是发动机各机构和各系统的安装基础，其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件，承受各种载荷。因此，机体必须要有足够的强度和刚度。

气缸体

气缸体是发动机各个机构和系统的装配基体，是发动机中最重要的一个部件。气缸体有水冷式缸体和风冷式气缸体。

水冷式气缸体一般与上曲轴箱铸成一体。气缸体上部拍了出所有气缸，气缸周围的空腔相互连通构成水套。下半部分是用来支承曲轴的曲轴箱。

气缸体有直列、V形和水平对置三种形式，在汽车上常用直列和V形两种。气缸体下部的结构有一般式、龙门式、和隧道式三种形式风冷式气缸体和曲轴箱采用分体式结构，气缸体和曲轴箱分开铸造，然后再装配到一起。气缸体和气缸盖外表面铸有许多散热片来保证充分散热，缸体的材料一般用灰铸铁，为提高气缸的耐磨性，有时在铸铁中加入少量合金元素如镍、钼、铬、磷等。但是，实际上除了与活塞配合的气缸壁表面外，其他部分对耐磨性要求并不高。为了材料上的经济性，广泛采用缸体内镶入气缸套来形成气缸工作表面。这样，缸套可用耐磨性较好的合金铸铁或合金钢制造，以延长气缸使用寿命，而缸体可用价格较低的普通铸铁或铝合金材料制造。气缸套有干式和湿式两种。

干式气缸套外表面不直接与冷水接触，其壁厚一般为1～3mm。缸套外表面与其装配的气缸体内表面采用过盈配合。

湿式缸套外表面直接与冷却水接触，冷却效果好。其壁厚比干式缸套厚，一般为5～9mm。

气缸盖

气缸盖的主要作用是封闭气缸上部，与活塞顶部和气缸壁一起构成燃烧室。

一般水冷式发动机气缸盖内铸有冷却水套，缸盖下端面与缸体上端面向所对应的水套是相通的，利用水的循环来冷却燃烧室壁等高温部分；风冷式发动机气缸盖上铸有许多散热片，靠增大散热面积来降低燃烧室的温度。

发动机的气缸盖上应有进排气门座导管孔和进排气通道等。汽油机气缸盖还应有火花塞孔，而柴油机则设有安装喷油器的做孔。

气缸垫

气缸盖与气缸体之间装有气缸衬垫，其作用是保证气缸盖与气缸体间的密封，防止燃烧室漏气、水套漏水。

油底壳

油底壳的主要作用是储存机油并封闭曲轴箱。油底壳受力很小，一般采用薄钢板冲压而成。

活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆轴瓦等组成。

活塞连杆组图片

活塞

活塞的作用是与气缸盖、气缸壁等共同组成燃烧室，并承受气缸中气体压力，通过活塞销将作用力传给连杆，以推动曲轴旋转。

活塞可分为头部、环槽部和裙部三部分。

活塞头部 活塞是燃烧室的组成部分，其形状取决于燃烧室的形式。常见的活塞头部形状有平顶式、凹顶式和凸顶式。

活塞环槽 活塞环安装在活塞环槽内。汽油机一般由2～3道环槽,上面1～2道用来安装气环,实现气缸的密封;最下面的一道用来安装油环.在油环槽底面上钻有许多径向回油孔,当活塞向下运动时,油环把气缸壁上多余的机油刮下来经回油孔流回油底壳。若温度过高，第一道环容易产生积碳，出现过热卡死现象。

活塞裙部 活塞裙部起导向作用。

活塞环

活塞环安装在活塞环槽内，用来密封活塞与气缸壁之间的间隙，防止窜气，同时使活塞往复运动便顺捷。活塞环分为气环和油环两种。

活塞销

活塞销的作用是连接活塞和连杆小头，并将活塞所受的气体作用力传给连杆。

活塞销通常为空心圆柱体，有时也按等强度要求做成截面管状体结构。

活塞销一般采用低碳钢或低碳合金制造。

活塞销与活塞销座孔和连杆小头衬套孔的连接采用全浮式和半浮式连接。采用全浮式连接，活塞销可以在孔内自由转动；采用半浮式连接，销与连杆小头之间为过盈配合，工作中不发生相对转动；销与活塞销座孔之间为间隙配合。

连杆

连杆的作用是将活塞承受的力传给曲轴，并使活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。

连杆由连杆体、连杆盖、连杆螺栓和连杆轴瓦等零件组成，连杆体与连杆盖分为连杆小头、杆身和连杆大头。

连杆小头用来安装活塞销，以连接活塞。杆身通常做成“工”或“H”形断面，以求在满足强度和刚度要求的前提下减少质量。

连杆大头与曲轴的连杆轴颈相连。一般做成分开式，与杆身切开的一半称为连杆盖，二者靠连杆螺栓连接为一体。

连杆轴瓦 安装在连杆大头孔座中，与曲轴上的连杆轴颈装和在一起，是发动机中最重要的配合副之一。常用的减磨合金主要有白合金、铜铅合金和铝基合金。

曲轴飞轮组主要由曲轴、飞轮和一些附件组成。

曲轴

曲轴是发动机最重要的机件之一。其作用是将活塞连杆组传来的气体作用力转变成曲轴的旋转力矩对外输出，并驱动发动机的配气机构及其他辅助装置工作。

曲轴前端主要用来驱动配气机构、水泵和风扇等附属机构，前端轴上安装有正时齿轮(或同步带轮)、风扇与水泵的带轮、扭转减振器以及起动爪等。

曲轴后端采用凸缘结构，用来安装飞轮。

主轴颈和连杆轴颈是发动机中最关键的滑动配合副，一般均进行表面淬火，轴颈过渡圆角处还须进行滚压强化等化等工艺，以提高其抗疲劳强度。

曲轴的轴向定位一般采用止推片或翻边轴瓦，定位装置装在前端第一道主轴承处或中部某轴承处。

曲轴一般选用强度高、耐冲击韧度和耐磨性能好的优质中碳结构钢、优质中碳合金钢或高强度球墨铸铁来锻造或铸造。

曲轴在装配前必须经过动平衡校验，对不平衡的曲轴，常在其偏重的一侧平衡重或曲柄上钻去一部分质量，以达到平衡的要求。

飞轮

飞轮是一个转动惯量很大的圆盘，外缘上压有一个齿圈，与起动机的驱动齿轮啮合，供起动机发动机时使用。

飞轮上通常还刻有第一缸点火正时记号，以便校准点火时刻。

多缸发动机的飞轮应与曲轴一起进行动平衡试验。为了保证在拆装过程中不破坏飞轮与曲轴间的装配关系，采用定位销或不对称螺栓布置方式，安装时应加以注意。

松动的曲柄经常会发出喀嚓声。检查曲柄问题时，先将曲柄转至水平位置，同时用力将两侧曲柄向下压，再转动曲柄180度，重复同样的动作。如果曲柄会晃动，则应将曲柄固定螺栓拴紧。新自行车的曲柄要经常进行这种检查。松动的曲柄经常会发出喀嚓声。检查曲柄问题时，先将曲柄转至水平位置，同时用力将两侧曲柄向下压，再转动曲柄180度，重复同样的动作。如果曲柄会晃动，则应将曲柄固定螺栓拴紧。新自行车的曲柄要经常进行这种检查。

曲柄的问题很好理解，就是身高不同的人腿长也不同，他们在骑车时不应使用同样长的曲柄。因为曲柄同样长就相当于让不同长度的腿画同样半径的圆，如果这个圆大了（曲柄长），腿短的小个子不适合；如果这个柄短了，大个子发不上力。根据我的习惯，简单地认为曲柄和身高的对应关系是这样的：最常见的曲柄长度为170（曲柄上会标注出来），适合170身高以上的人使用；身高超过175的应使用长度175MM曲柄；身高165的应使用165MM的曲柄；165以下身高的车友应使用152-165MM长度的曲柄。当然人的适应性是很强的，不按照这个对应关系也可以，结果就是看着不太和谐，将就，骑的时间不能很长，

儿童在骑给成人设计的12寸折叠车

否则很累不舒服（所以当你抱怨MM骑车不能坚持时，很有可能是她的车子架型尺寸、曲柄长度、车把到车座距离、车座不合适，并不是使用高级配件的昂贵车子骑着就很舒服就好骑）。对于正常身高的成年人来说，使用165170175曲柄牙盘的差异很难察觉出来，多数人顶多是感觉车子骑着不太舒服，却说不出原因。但是如果他们懂了这些，给车子分别换上不同曲柄的牙盘分别骑出去活动一两次，就能够很清楚哪种是适合自己的。

贴几张图来说明一下。曲柄长度影响最大的是MM和儿童，他们大多数个头都比较小，尤其以儿童最为明显。请看下面的图，儿童骑的是12寸的蛙车，一部是常见的12寸童车。很多车友认为把12寸、14寸的折叠车降低把手和座垫高度就可以让孩子当童车骑，其实是不懂车的错误做法。我们可以看到小朋友的手伸得很远，腿折叠得很厉害（因为脚踏离座垫已经很近了，小朋友个子小因而要放低座垫，但配用的成人长曲柄却不能缩短，造成孩子身下象踩着个尺寸巨大的风火轮，这样骑车多了不但不是锻练身体，还会造成膝盖损伤）。

我们再看看另一辆童车，虽然轮子大小相同，但童车的车身非常小，曲柄离座垫距离很远，这个距离大大超过曲柄长度。而12寸成人车给儿童使用时这个距离远远小于曲柄长度，是很变态的。另外成人车前后轮距很长，车把离车座很远，给孩子控车造成困难。很显然如果压到一个突出物，车子弹跳时，这个孩子很容易摔下来。而童车前后轮距很小，车把很近，车子弹跳时儿童很容易用腿着地稳住车子。这才是童车，才适合儿童使用，才能保护儿童的身体正常发育。

这是成人车和童车对比，可以看出这个孩子原本应该骑在童车上，脚没有抬那么高，手没有伸那么远。骑大人的折叠车太不合适了，大家只要平时观察一下小区里孩子骑的童车就能了解到这些差别。归根到底，是车架大小和曲柄长度的差别。是否是童车，并不是从轮子大小上来判断的。

这里举的是儿童的例子，成人的道理也是一样。曲柄和车架尺寸存在对应关系，这点很少有人提及。道理也谈过，跟卖鞋一样。为啥鞋店不把鞋的号码进全一些，而是鞋小了就偷偷暴力撑大一些，再贴上号码卖给顾客呢？原因就是店子小进的品种多了增大成本和管理难度。牙盘也是同样道理，规格型号越少，经营起来越容易。

这是一个MM骑着不太适合她的20寸折叠车。看图片我们可以发现MM整个身体都在车子的后半段，看着很别扭，而正常情况下当我们的腿抬起时，离车把的距离不会太远。这个问题出在这种车设计使用者的身高较大，所以座管后倾角度较大，头管又是直的（而不是正常的后倾角度）。这样的设计可以让个子很高的人骑这辆车且感觉不局促，比较难受的当然就是小个头了。。

所以，虽然这是张静止的图片，我们也能想象得出来MM把着远远的车把，双腿绕着比他高10公分的男生才应该绕的大圈（曲柄肯定配的170或以上长度），身体缩在车子的后部骑行，骑行姿势一定是不好看的。

摇杆一般所说的摇杆指设计为街机游戏，飞行模拟类等游戏使用的摇杆。 一般用于《拳皇》《街霸》等格斗游戏。

绝大多数是直接采用飞机飞行控制杆作为原型去设计的，可以说具有很强的仿真度，游戏摇杆利用前后左右拨动摇杆去进行方向上的调整，直接影响着飞行游戏中的飞行状态，摇杆上面设计了包括机枪扳机、导弹发射等按钮，可以用于在游戏中进行子弹发射、导弹发射等操作

转动惯量很大的盘形零件，其作用如同一个能量存储器。对于四冲程发动机来说，每四个活塞行程作功一次，即只有作功行程作功，而排气、进气和压缩三个行程都要消耗功。飞轮（flying wheel），转动惯量很大的盘形零件，其作用如同一个能量存储器。对于四冲程发动机来说，每四个活塞行程作功一次，即只有作功行程作功，而排气、进气和压缩三个行程都要消耗功。因此曲轴对外输出的转矩呈周期性变化，曲轴转速也不稳定。为了改善这种状况，在曲轴后端装置飞轮。

在曲轴的动力输出端，也就是连变速箱和连接做功设备的那边。飞轮的主要作用是储存发动机做功冲程外的能量和惯性。四冲程的发动机只有做功一个冲程吸气、压缩、排气的能量来自飞轮存储的能量。平衡纠正一下不对，发动机的平衡主要靠去轴上的平衡块单缸机专门有平衡轴。

飞轮具有较大转动惯量。由于发动机各个缸的做功是不连续的，所以发动机转速也是变化的。当发动机转速增高时，飞轮的动能增加，把能量贮蓄起来;当发动机转速降低时，飞轮动能减少，把能量释放出来。飞轮可以用来减少发动机运转过程的速度波动。

装在发动机曲轴后端，具有转动惯性，它的作用是将发动机能量储存起来，克服其他部件的阻力，使曲轴均匀旋转;通过安装在飞轮上的离合器，把发动机和汽车传动连接起来;与起动机接合，便于发动机起动。并且是曲轴位置传感和车速传感的集成处。

在作功行程中发动机传输给曲轴的能量，除对外输出外，还有部分能量被飞轮吸收，从而使曲轴的转速不会升高很多。在排气、进气和压缩三个行程中，飞轮将其储存的能量放出来补偿这三个行程所消耗的功，从而使曲轴转速不致降低太多。

除此之外，飞轮还有下列功用：飞轮是摩擦式离合器的主动件；在飞轮轮缘上镶嵌有供起动发动机用的飞轮齿圈；在飞轮上还刻有上止点记号，用来校准点火定时或喷油定时，以及调整气门间隙。

平面四杆机构是由四个刚性构件用低副链接组成的，各个运动构件均在同一平面内运动的机构。机构类型有铰链四杆机构、曲柄摇杆机构、双摇杆机构等。

铰链四杆机构

所有运动副均为转动副的四杆机构称为铰链四杆机构，它是平面四杆机构的基本形式，其他四杆机构都可以看成是在它的基础上演化而来的。选定其中一个构件作为机架之後，直接与机架链接的构件称为连架杆，不直接与机架连接的构件称为连杆，能够做整周回转的构件被称作曲柄，只能在某一角度范围内往复摆动的构件称为摇杆。如果以转动副连接的两个构件可以做整周相对转动，则称之为整转副，反之称之为摆转副。铰链四杆机构中，按照连架杆是否可以做整周转动，可以将其分为三种基本形式，即曲柄摇杆机构，双曲柄机构和双摇杆机构。

平面四杆机构

曲柄摇杆机构，两连架杆中一个为曲柄一个为摇杆的铰链四杆机构

双曲柄机构，具有两个曲柄的铰链四杆机构称为双曲柄机构。其特点是当主动曲柄连续等速转动时，从动曲柄一般做不等速转动。在双曲柄机构中，如果两对边构件长度相等且平行，则成为平行四边形机构。这种机构的传动特点是主动曲柄和从动曲柄均以相同的角速度转动，而连杆做平动。

双摇杆机构。双摇杆机构是两连架杆均为摇杆的铰链四杆机构。

铰链四杆机构可以通过以下方法演化成衍生平面四杆机构。

* 转动副演化成移动副。如引进滑块等构件。以这种方式构成的平面四杆机构有曲柄滑块机构、正弦机构等

* 选取不同构件作为机架。以这种方式构成的平面四杆机构有转动导杆机构、摆动导杆机构、移动导杆机构、曲柄摇块机构、正切机构等

* 变换构件的形态。

* 扩大转动副的尺寸。演化成偏心轮机构

* 杆长之和条件：平面四杆机构的最短杆和最长杆的长度之和小于或者等于其余两杆长度之和。

* 在铰链四杆机构中，如果某个转动副能够成为周转副，则它所连接的两个构件中，必有一个为最短杆，并且四个构件的长度关系满足杆长之和条件。

* 在有整装副存在的铰链四杆机构中，最短杆两端的转动副均为周转副。此时，如果取最短杆为机架，则得到双曲柄机构；若取最短杆的任何一个相连杆为机架，则得到曲柄摇杆机构；如果取最短杆对面构件为机架，则得到双摇杆机构。

* 如果四杆机构不满足杆长条件，则不论选取哪个构件为机架，所得到机构均为双摇杆机构。

* 上述系列结论称为格拉霍夫定理。

在曲柄摇杆机构中，当摇杆位于两个极限位置时，曲柄两个对应位置夹的锐角被称为极位夹角。用表示通常用行程速度变化系数K来衡量急回运动的相对程度。偏置曲柄滑块机构和摆动导杆机构同样具有急回特性。对心曲柄滑块机构无急回特性。

四杆机构指具有四个构件（包括机架）的连杆机构。

中文名称

四杆机构

英文名称

fourbar mechanism

定　　义

具有四个构件（包括机架）的连杆机构。

应用学科

机械工程（一级学科），机构学（二级学科），连杆机构（三级学科）

丝杆一般指滚珠丝杠ball screw

滚珠丝杠是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。

滚珠丝杠是工具机械和精密机械上最常使用的传动元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反复作用力，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。由于具有很小的摩擦阻力，滚珠丝杠被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。

滚珠丝杠由螺杆、螺母、钢球、预压片、反向器、防尘器组成。它的功能是将旋转运动转化成直线运动，这是艾克姆螺杆的进一步延伸和发展，这项发展的重要意义就是将轴承从滑动动作变成滚动动作。

人们应用螺杆来做传动的历史其实不算很长，传统上的螺杆一直有定位不佳、易损害的情况。直到公元1898年人们首次尝试将钢珠置入螺帽及螺杆之间以滚动摩擦取代滑动摩擦，来改善其定位不佳及易损害的情况。1940年更将滚珠螺杆置于在汽车转向装置上，更为滚珠螺杆的应用上的巨大革命，并逐渐取代传统艾克姆螺杆（ACME）。直到近年来，滚珠螺杆已成为产业界使用最广的零组件之一

1、按照国标GB/T17587.3-1998及应用实例，滚珠丝杠（已基本取代

滚珠丝杠图片

 梯形丝杆，俗称丝杆）是用来将旋转运动转化为直线运动；或将直线运动转化为旋转运动的执行元件，并具有传动效率高，定位准确等

2、当滚珠丝杠作为主动体时，螺母就会随丝杆的转动角度按照对应规格的导程转化成直线运动，被动工件可以通过螺母座和螺母连接，从而实现对应的直线运动。

滚珠丝杠轴承为适应各种用途，提供了标准化种类繁多的产品。广泛应用于机床，滚珠的循环方式有循环导管式、循环器式、端盖式。预压方式有定位预压（双螺母方式、位预压方式）、定压预压。

滚珠丝杠

 可根据用途选择适当类型。丝杆有高精度研磨加工的精密滚珠丝杠（精度分为从CO-C7的6个等级）和经高精度冷轧加工成型的冷轧滚珠丝杠轴承（精度分为从C7-C10的3个等级）。另外，为应付用户急需交货的情况，还有已对轴端部进行了加工的成品，可自由对轴端部进行追加工的半成品及冷轧滚珠丝杠轴承。作为此轴承的周边零部件，在使用所必要的丝杠支撑单元、螺母支座、锁紧螺母等也已被标准化了，可供用户选择使用。

滚珠丝杠轴承以多年来所累积制品技术为基础，从材料、热处理、制造、检查至出货，都是以严谨的品保制度来加以管理，因此具有高信赖性。

应用

超高DN值滚珠丝杠：高速工具机，高速综合加工中心机

端盖式滚珠丝杠：快速搬运系统，一般产业机械，自动化机械

高速化滚珠丝杠：CNC机械、精密工具机、产业机械、电子机械、高速化机械

精密研磨级滚珠丝杠：CNC机械，精密工具机，产业机械，电子机械，输送机械，航天工业，其它天线使用的致动器、阀门开关装置等

螺帽旋转式（R1）系列滚珠丝杠：半导体机械、产业用机器人、木工机、雷射加工机、搬送装置等

轧制级滚珠丝杠：低摩擦、运转顺畅的优点，同时供货迅速且价格低廉

重负荷滚珠丝杠：全电式射出成形机、冲压机、半导体制造装置、重负荷制动器、产业机械、锻压机械

如何正确选择伺服电机和步进电机?

1、主要视具体应用情况而定，简单地说要确定：负载的性质(如水平还是垂直负载等)，转矩、惯量、转速、精度、加减速等要求，此滚珠丝杆已被快易优收录，上位控制要求(如对端口界面和通讯方面的要求)，主要控制方式是位置、转矩还是速度方式。供电电源是直流还是交流电源，或电池供电，电压范围。据此以确定电机和配用驱动器或控制器的型号。

2，如何配用步进电机驱动器

根据电机的电流，配用大于或等于此电流的驱动器。如果需要低振动或高精度时，可配用细分型驱动器。对于大转矩电机，尽可能用高电压型驱动器，以获得良好的高速性能。

3，2 相和 5 相步进电机有何区别，如何选择?

2 相电机成本低，但在低速时的震动较大，高速时的力矩下降快。 5 相电机则振动较小，高速性能好，比 2 相电机的速度高 30~50% ，可在部分场合取代伺服电机。

4， 我想通过通讯方式直接控制伺服电机，可以吗?

可以的，也比较方便，只是速度问题，用于对响应速度要求不太高的应用。如果要求快速的响应控制参数，最好用伺服运动控制卡，一般它上面有 DSP 和高速度的逻辑处理电路，以实现高速高精度的运动控制。如 S 加速、多轴插补等。

常用的循环方式有两种：外循环和内循环。滚珠在循环过程中有时与丝杠脱离接触的称为外循环；始终与丝杠保持接触的称为内循环。滚珠每一个循环闭路称为列，每个滚珠循环闭路内所含导程数称为圈数。内循环滚珠丝杠副的每个螺母有2列、3列、4列、5列等几种，每列只有一圈；外循环每列有1.5圈、2.5圈和3.5圈等几种

1） 外循环：外循环是滚珠在循环过程结束后通过螺母外表面的螺旋槽或插管返回丝杠螺母间重新进入循环。如图2-3所示，外循环滚珠丝杠螺母副按滚珠循环时的返回方式主要有端盖式、插管式和螺旋槽式。常用外循环方式端盖式；插管式；螺旋槽式。端盖式，在螺母上加工一纵向孔，作为滚珠的回程通道，螺母两端的盖板上开有滚珠的回程口，滚珠由此进入回程管，形成循环。插管式，它用弯管作为返回管道，这种结构工艺性好，但是由于管道突出螺母体外，径向尺寸较大。螺旋槽式，它是在螺母外圆上铣出螺旋槽，槽的两端钻出通孔并与螺纹滚道相切，形成返回通道，这种结构比插管式结构径向尺寸小，但制造较复杂。外循环滚珠丝杠外循环结构和制造工艺简单，使用广泛。其缺点是滚道接缝处很难做得平滑，影响滚珠滚道的平稳性。

2） 内循环：内循环均采用反向器实现滚珠循环，反向器有两种类型。圆柱凸键反向器，它的圆柱部分嵌入螺母内，端部开有反向槽2。反向槽靠圆柱外圆面及其上端的圆键1定位，以保证对准螺纹滚道方向。扁圆镶块反向器，反向器为一般圆头平键镶块，镶块嵌入螺母的切槽中，其端部开有反向槽3，用镶块的外轮廓定位。两种反向器比较，后者尺寸较小，从而减小了螺母的径向尺寸及缩短了轴向尺寸。但这种反向器的外轮廓和螺母上的切槽尺寸精度要求较高。 图为端盖式循环，仅供参考。

种类选择

滚珠丝杠的螺母，根据钢球的循环方式可分为：弯管式、循环器式、端盖式。这三种循环方式的特长。

弯管式

（SBN、BNF、BNT、BNFN、BIF 和 BTK型）这些型号，搜索的到。

循环式导片式（HBN型）

这些型号是最典型的螺母，通过使用弯管让钢球经行循环。钢球从丝杆轴的沟槽中掬取进入弯管后，再回到沟槽中，做无限循环运动。

循环器式

（DK、DKN、DIK、JPF 和 DIR型）

这些型号是最小型的螺母，通过循环器改变钢球的行进方向，越过丝杆轴外径回到原位，做无限循环运动。

端盖式

（SBK、SDA、SBKH、WHF、BLK、WGF、BLW、WTF、CNF 和 BLR型）

这些型号是最合适高速给进的螺母。钢球利用端盖，从丝杆轴的沟槽中被掬取到螺母的通孔里，通过通孔又回到沟槽中，做无限循环运动。

1、摩擦损失小、传动效率高

由于滚珠丝杠副的丝杠轴与丝杠螺母之间有很多滚珠在做滚动运动,所以能得到较高的运动效率。与过去的滑动丝杠副相比驱动力矩达到1/3以下,即达到同样运动结果所需的动力为使用滑动丝杠副的1/3。在省电方面很有帮助。

2、精度高

滚珠丝杠副一般是用世界最高水平的机械设备连贯生产出来的，特别是在研削、组装、检查各工序的工厂环境方面,对温度、湿度进行了严格的控制，由于完善的品质管理体制使精度得以充分保证。

3、高速进给和微进给可能

滚珠丝杠副由于是利用滚珠运动,所以启动力矩极小,不会出现滑动运动那样的爬行现象,能保证实现精确的微进给。

4、轴向刚度高

滚珠丝杠副可以加与预压,由于预压力可使轴向间隙达到负值,进而得到较高的刚性(滚珠丝杠内通过给滚珠加予压力,在实际用于机械装置等时,由于滚珠的斥力可使丝母部的刚性增强)。

5、不能自锁、具有传动的可逆性

滚珠丝杠副可用润滑来提高耐磨性及传动效率。润滑剂分为润滑油及润滑脂两大类。润滑油用机油、90～180号透平油或140号主轴油。润滑脂可采用锂基油脂。润滑脂加在螺纹滚道和安装螺母的壳体空间内，而润滑油通过壳体上的油孔注入螺母空间内。

滚珠丝杠副和其它滚动摩擦的传动元件，只要避免磨料微粒及化学活性物质进入，就可以认为这些元件几乎是不产生磨损的情况下工作的。但如果在滚道上落入脏物，或使用肮脏的润滑油，不仅会妨碍滚珠的正常运转，而且使磨损急剧增加。

通常采用毛毡圈对螺母副进行密封，毛毡圈的厚度为螺距的2～3倍，而且内孔做成螺纹的形状，使之紧密地包住丝杠，并装入螺母或套筒两端的槽孔内。密封圈除了采用柔软的毛毡之外，还可以采用耐油橡胶或尼龙材料。由于密封圈和丝杠直接接触，因此防尘效果较好，但也增加了滚珠丝杠螺母副的摩擦阻力矩。为了避免这种摩擦阻力矩，可以采用由较硬塑料制成的非接触式迷宫密封圈，内孔做成与丝杠螺纹滚道相反的形状，并留有一定的间隙。

对于暴露在外面的丝杠，一般采用螺旋刚带、伸缩套筒、锥形套筒以及折叠式塑料或人造革等形式的防护罩，以防止尘埃和磨粒粘附到丝杠表面。除与导轨的防护罩相似外，这几种防护罩一端连接在滚珠螺母的端面，另一端固定在滚珠丝杠的支承座上。这样就可以更加的牢固了。

螺纹的主要参数

1）外径d（大径）（D）——与外螺纹牙顶相重合的假想圆柱面直径——亦称公称直径

2）内径（小径）d1(D1)——与外螺纹牙底相重合的假想圆柱面直径，在强度计算中作危险剖面的计算直径

3）中径d2——在轴向剖面内牙厚与牙间宽相等处的假想圆柱面的直径，近似等于螺纹的平均直径 d2≈0.5(d+d1)

4）螺距P——相邻两牙在中径圆柱面的母线上对应两点间的轴向距离

5）导程（S）——同一螺旋线上相邻两牙在中径圆柱面的母线上的对应两点间的轴向距离

6）线数n——螺纹螺旋线数目，一般为便于制造n≤4螺距、导程、线数之间关系：S=nP

7）螺旋升角ψ——在中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直于螺旋线轴线的平面的夹角。

8）牙型角α——螺纹轴向平面内螺纹牙型两侧边的夹角9）牙型斜角β——螺纹牙型的侧边与螺　纹轴线的垂直平面的夹角。对称牙型

各种螺纹（除矩形螺纹）的主要几何尺寸可查阅有关标准——公称尺寸为螺纹外径对管螺纹近似等于管子的内径。

螺旋副的自锁条件为：螺纹升角小于或等于螺旋副的当量摩擦角。

螺旋副的传动效率为：螺母旋转一周时，有效功与输入功的比值。

克服轴向力Q匀速上升所需的圆周力

滚珠丝杠所产生故障是多种多样的，没有固定的模式。有的故障是渐发性故障，要有一个发展的过程，随着使用时间的增加越来越严重；有时是突发性故障， 一般没有明显的征兆，而突然发生，这种故障是各种不利因素及外界共同作用而产生的。所以通过正确的检测来确定真正的故障原因，是快速准确维修的前提。

1）滚珠丝杠螺母副及支撑系统间隙的检测与修理　　当数控机床出现反向误差大、定位精度不稳定、过象限出现刀痕时，首先要检测丝杠系统有没有间隙。检测的方法有:用百分表配合钢球放在丝杠的一端中心孔 中，测量丝杠的轴向窜动，另一块百分表测量工作台移动。正反转动丝杠，观察两块百分表上反映的数值，根据数值不同的变化确认故障部位。　　a）丝杠支撑轴承间隙的检测与修理　　如测量丝杠的百分表在丝杠正反向转动时指针没有摆动，说明丝杠没有窜动。如百分表指针摆动，说明丝杠有窜动现象。该百分表最大与最小测量值之差就是丝杠 的轴向窜动的距离。这时，我们就要检查支撑轴承的背帽是否锁紧、支撑轴承是否已磨损失效、预加负荷轴承垫圈是否合适。如果轴承没有问题，只要重新配做预加 负荷垫圈就可以了。如果轴承损坏，需要把轴承更换掉，重新配做预加负荷垫圈，再把背帽背紧。丝杠轴向窜动大小主要在于支撑轴承预加负荷垫圈的精度。丝杠安 装精度最理想的状态是没有正反间隙，支撑轴承还要有0.02mm左右的过盈。　　b）滚珠丝杠双螺母副产生间隙的检测与维修　　通过检测，如果确认故障不是由于丝杠窜动引起的。那就要考虑是否是丝杠螺母副之间产生了间隙，这种情况的检测方法基本与检测丝杠窜动相同。用百分表测量与螺母相连的工作台上，正反向转动丝杠，检测出丝杠与螺母之间的最大间隙，然后进行调整。

方法如图2所示，调整垫片4的厚度，使左右两螺母1、2产生轴向位移，从而消除滚珠丝杠螺母副间隙和产生预紧力。因丝杠螺母副的结构不同，所以调整方法也不同，这里不一一列举。　　c）单螺母副的检测与维修　　对于单螺母滚珠丝杠，丝杠螺母副之间的间隙是不能调整的。如检测出丝杠螺母副存在间隙。首先检查丝杠和螺母的螺纹圆弧是否已经磨损，如磨损严重，必须更换全套丝杠螺母。　　如检查磨损轻微，就可以更换更大直径的滚珠来修复。首先检测出丝杠螺母副的最大间隙，换算成滚珠直径的增加，然后选配合适的滚珠重新装配。这样的维修是比较复杂，所需时间长，要求技术水平高。　　d）螺母法兰盘与工作台连接没有固定好而产生的间隙　　这个问题一般容易被人忽视，因机床长期往复运动，固定法拉盘的螺钉松动产生间隙，在检查丝杠螺母间隙时最高把该故障因素先排除，以免在修理时走弯路。　　e）滚珠丝杠螺母副运动不平稳、噪音过大等故障的维修。　　滚珠丝杠螺母副运动不平稳和噪音过大，大部分是由于润滑不良造成的，但有时也可能因伺服电机驱动参数未调整好造成的。

2）轴承、丝杠螺母副润滑不良　　机床在工作中如产生噪音和振动，在检测机械传动部分没有问题后，首先要考虑到润滑不良的问题，很多机床经过多年的运转，丝杠螺母自动润滑系统往往堵塞， 不能自动润滑。可以在轴承、螺母中加入耐高温、耐高速的润滑脂就可以解决问题。润滑脂能保证轴承、螺母正常运行数年之久。

3）伺服电机驱动问题　　有的机床在运动中产生振动和爬行，往往检测机械部分均无问题，不管怎样调整都不能消除振动和爬行。经仔细检查，发现伺服电机驱动增益参数不适合实际运行状况。调整增益参数后，就可消除振动和爬行。