TBI精密滚珠丝杠副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。滚珠丝杠的结构：滚珠丝杠副的结构传统分为内循环结构(以圆形反向器和椭圆形反向器为代表)和外循环结构(以插管为代表)两种。这两种结构也是常用的结构。这两种结构性能没有本质区别，只是内循环结构安装连接尺寸小；外循环结构安装连接尺寸大。目前，滚珠丝杠副的结构已有10多种，但比较常用的主要有：内循环结构；外循环结构；端盖结构；盖板结构。

12.1TBI精密滚珠丝杠副传动系统的刚性包括轴向刚性及扭转刚性。

扭转刚性与丝杠联轴器、传动齿轮、电机及控制系统有关，由于扭转刚性对定位精度的影响比轴向刚性的影响小的多，一般设计时就忽略，在高精度定位传动设计需要考虑时，欢迎咨询。

12.2TBI精密滚珠丝杠副传动系统的轴向弹性定位δf与滚珠丝杠副传动系统的轴向刚性Kf关系如下：

δf=Fa/Kf(公式14)

1/Kf=1/KS+1/KN+1/KB+1KH(公式15)

δf-滚珠丝杠副传动系统的弹性位移(μ)

Fa-滚珠丝杠副承受的轴向载荷(N)

Kf-滚珠丝杠副承受的轴向刚性(N/μ)

KS-丝杠的轴向刚性(N/μ)

KN-螺母的轴向刚性(N/μ)

KB-支撑轴承的轴向刚性(N/μ)

KH-螺母安装座及轴承座的轴向刚性(N/μ)

12.2.1丝杠的轴向刚性KS

丝杠的轴向刚性KS与丝杠的安装方式有关，并且随螺母在丝杠上的位置a变化而变化。如固定-自由、支承-游动、固定-游动安装方式中，在a=L2的KS达大，在a=L3时KS达小，a是螺母到丝杠轴向位置定位轴承处的距离。按照丝杠的安装方式不同，对实心丝杠有以下分析：

12.2.2丝杠安装方式

固定--自由、固定--游动、支承--游动

KS=πd22E×10-3/4a=1.65d22×102/a(N/μm)(公式16)

Ksmin=1.65d22×102/L3(N/μm)(公式17)

Ksmax=1.65d22×102/L2(N/μm)(公式18)

12.2.3安装方式

固定--固定、固定--游动、支承--游动

KS=πd22ELz×10-3/4a(Lz-a)=6.6d22Lz×102/4a(Lz-a)(N/μm)(公式19)

Ksmin=6.6d22×102/Lz(N/μm)(公式20)

Ksmax=6.6d22Lz×102/4L5(Lz-L5)(N/μm)(公式21)

式中：

d2-滚珠丝杠螺纹底径(mm)

E-弹性模量2.1×105Mpa(即2.1×105N/min2)

L2、L3、Lz、L5见表13，单位mm

12.3螺母的轴向刚性Kn

样本上滚珠丝杠副的轴向刚性K值，仅考虑了滚珠与滚道的(包括丝杠的滚道)之间在承受轴向载荷后的弹性变形，未考虑到螺母本体也有变形，在螺母本体尺寸基本符合样本情况下

Kn=0.8Ka(N/μm)(公式22)

Ka按(公式8或9)计算

12.4支承轴承的轴向刚性KB

KB也与滚珠丝杠的支承方式有关

对固定--自由、固定--游动、支承--游动的安装方式

KB等于固定端-对轴承组的刚度Kb1即

KB=Kb1(N/μm)(公式23)

对固定--固定的安装方式

KB=Kb1+Kb2(N/μm)(公式24)

Kb1、Kb2分别式左右两端轴承组的刚度，可以查阅轴承手册得到

12.5螺母座及轴承安装座的轴向刚性KH

在机构设计时，注意加强此处刚性。就可忽略的KH影响。

12.6滚珠丝杠副传动系统的轴向刚性Kf对位置精度的影响。

12.6.1Kf引起的正反向间隙δx

δx=2F0/Kfmin=2F0/(1/Ksmin+1/Kn+1/KB)≤0.8δs(μm)(公式25)

δs机床或机械规定的正反向间隙(或失动量)

12.6.2Kf引起的大行程范围内的定位误差δd

δd=F0(1/Ksmin-1/Ksmaxs)(μm)(公式26)

δd≤0.8(δs-Vu)(μm)(公式27)

δg机床或机械规定的大行程范围内的定位误差。

滚珠丝杠副有效行程上的行程变动量

Ksmin、Ksmaxs、Kn、KB见公式16—公式24

12.7估算P类滚珠丝杠副螺纹滚道允许的小底径d2m比螺母刚性Kn低，比轴承刚性KB更低，所以在滚珠丝杠副的初步计算时，估算丝杠螺纹底径d2时，可不考虑螺母及轴承刚性，按下步骤：

12.7.1估算允许的滚珠丝杠大弹性变形量δm按定位精度的1/4-1/5或正反向间隙(又称反向死区或失动量)的1/5-1/6中较小的值定为δm(μm)

12.7.2根据丝杠的安装方式来估算小底径d2m

安装方式：固定--自由、支承--游动、固定--游动

(mm)(公式28)

安装方式：固定--固定

(mm)(公式29)

上两式中:

δm-允许的大弹性变形量(μm)

E-弹性模量2.1×105N/mm2

L3-螺母至固定端处大距离(mm)

LZ-两端固定支承的距离(mm)

F0-为检测位置精度空运转时，作用在滚珠丝杠副上的轴向载荷(N)。一般F0≠Fmax

TBI精密滚珠丝杠副的的轴向间隙一般有二种情况：1、丝杠螺母的间隙过大，此种情况可以通过使用双螺母预紧型可消除反向间隙。2、丝杠支撑的间隙过大此种情况可以采用两端固定支持法，即丝杠两端安装丝杠专用固定支承（即角接触推力轴承），这样就可消除丝杠的轴向间隙。