产品结构创新是实现高度化的基础

        1.适度增大滚珠丝杠副导程和螺纹头数是实现高速化最佳选择

        目前我国螺旋升角为入＝9°~17°大导程滚珠丝杠副已能批量生产。但是由于螺纹磨床传动链误差“基因”遗传，导程越大，导程精度越难提高。因此兼顾精度需求，导程P的增大要适度，例如名义直径与导程的匹配d.xP,以40mmx20mm,50mmx25mm,50mmx30mm等为宜，线速度均可达到60m/min以上。而采用双头螺纹是为了增加滚珠的有效承载圈数，从而提高丝杠副的刚度和承载能力，提高滚珠螺母在高速运行中的平稳性。虽然超大导程滚珠丝杠副（λ>17°)可以获得更高线速度，但很难满足精度和加（减）速度要求。

        2.优化滚珠结构、材质及排列方式

        在高速运动时，滚珠的自旋速度、公转速度、离心力、陀螺力矩都很大，滚珠相互间的撞击、进出反向机构时的瞬间冲击力也很大。解决这个问题有四个办法：①通过对滚珠链优化计算，适当减小滚珠直径；②采用空心钢球；③将滚珠链中的滚珠按一大一小间隔排列；④采用Si,N,氮化硅陶瓷球。Si,N,陶瓷与GCr15轴承钢物理性能对可看出：Si,N,热压氮化硅陶瓷球具有硬度高、密度小（不到钢球的一半）、弹性模量大、热膨胀系数小、磨损慢和寿命高等特点，在高速运转时可大大减小滚珠的离心力和进出反向机构的冲击力，由于滚动体的旋滚比（vn/v动）减小，使自旋运动引起的滑移摩减少，从而降低丝杠副的噪声和温升，使Dn值得到提高。

        3.改进滚珠螺母结构

        包括三个方面：①改进预加负荷方式，对预紧力F.实施动态控制。在高速运转时为保持滚珠丝杠副在全行程范围内刚度和精度不发生变化，必须使F.不丢失，动态预紧转矩T.恒定。国外研制出一种可在工作过程中连续自动调节预紧力装置。该装置包括调节器（压电陶瓷）和传感器，将其配置在双螺母之间，当预紧力F.在工作中发生变化时（丝杠中径的不一致性也会导致F.变化），由传感器发出信号，利用CNC控制系统发出指令通过调节器的膨胀和压缩对预紧力进行适时补偿。国内南京理工大学曾在1990年前研制出PVF2压电薄膜预紧力传感器，可对预紧力直接测量。②滚珠在进出反向机构时会重复产生布里涅耳（Brinell)效应，即布氏撞击耗损，在高速时这种重复撞击尤为明显并伴有噪声。应针对高速的要求对循环反向机构进行优化设计，包括内循环反向结构及回珠槽曲线参数优化；采用高含油、高密度纤维减摩材料使滚珠在循环时“软着陆”；外循环导珠管采用高强度厚壁优质合金材料、加大曲率半径、对管壁和管舌实施强化处理。③其他减震减噪措施：在滚珠螺母体周边配置防噪声套管；外插管的固定采用高强度工程塑料将导珠管外漏部分全部覆盖，在丝杠轴行程端部配置缓冲减震器。