滾珠絲杠副傳動系統(tǒng)

1、滾珠絲杠副傳動系統(tǒng)    滾珠絲杠螺母副的特點    滾珠絲杠螺母副是一種低摩擦、高精度、高效率的機構(gòu)。滾珠絲杠螺母副其它特點如下：1. 運動極靈敏，低速時不會出現(xiàn)爬行； 2. 可以完全消除間隙并可預(yù)緊，故有較高的軸向剛度，反向定位精度高； 3. 滾珠絲杠螺母副摩擦系數(shù)小，無自鎖，能實現(xiàn)可逆?zhèn)鲃樱?4. 滾珠絲杠螺母副的滾珠循環(huán)方式一般分外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)兩種，如圖7.3所示。 圖7.3 滾珠絲杠螺母副（分別點擊圖片進入仿真頁面）    預(yù)緊是指它在過盈的條件下工作，把彈性變形量

2、控制在最小限度。滾珠絲杠多采用雙螺母調(diào)隙結(jié)構(gòu)。用雙螺母加預(yù)緊力消除軸向間隙時，必須注意：預(yù)緊力不宜過大或過小，要特別減小絲杠安裝部分和驅(qū)動部分的間隙。    雙螺母調(diào)隙結(jié)構(gòu)分為螺紋式、墊片式和齒差式等，如圖7.4所示。a.螺紋式b.墊片式c.齒差式圖7.4 雙螺母調(diào)隙結(jié)構(gòu)    滾珠絲杠的主要技術(shù)參數(shù)    滾珠絲杠的主要技術(shù)參數(shù)如圖7.5所示。    1) 名義直徑d0    滾珠絲杠的名義直徑

3、d0是滾珠與螺紋滾道在理論接觸角狀態(tài)時，包絡(luò)滾珠球心的圓柱直徑。它是滾珠絲杠螺母副的特征尺寸。名義直徑與承載能力有直接關(guān)系，d0越大，承載能力和剛度越大。    2) 基本導(dǎo)程ph    導(dǎo)程是絲杠相對于螺母旋轉(zhuǎn)一圈時，螺母上基準點的軸向位移。導(dǎo)程的大小是根據(jù)機床的加工精度要求確定的。導(dǎo)程過小勢必使?jié)L珠直徑變小，滾珠絲杠螺母副的承載能力亦隨之減小。    3) 滾珠直徑d0    一般取d0=0.6ph   

4、; 4) 滾珠的工作圈數(shù)j和工作滾珠總數(shù)n    工作圈數(shù)j一般取2.53.5圈，而工作滾珠總數(shù)n以不大于150個為宜。    5) 列數(shù)k    要求工作圈數(shù)較多的場合，可采用雙列或多列式螺母的結(jié)構(gòu)形式。圖7.5 滾珠絲杠的主要技術(shù)參數(shù)    滾珠絲杠副的標注和精度選擇    滾珠絲杠螺母副按其使用范圍及要求分為7個精度等級。1級精度最高，其余依次逐級遞減。數(shù)控機床和精密機械可選用2、

5、3級精度。    滾珠絲杠螺母副的設(shè)計計算    1) 額定動載荷和額定靜載荷    額定動載荷是指一批相同參數(shù)的滾珠絲杠螺母副，在n>=10r/min的相同工作條件下運轉(zhuǎn)1000000轉(zhuǎn)后，90%的螺旋副(指螺紋滾道和滾動體)不發(fā)生疲勞點蝕損傷所能承受的最大軸向載荷，定義為額定動載荷ca。    額定靜載荷是指把滾珠絲杠副在靜態(tài)或低轉(zhuǎn)速(n<=10r/min)條件下，受接觸應(yīng)力最大的滾珠和滾道接觸面間產(chǎn)生的塑性變形量之和達

6、到滾珠直徑0.0001倍時的最大軸向載荷，定義為額定靜載荷ca0。    2) 滾珠絲杠副疲勞強度計算    滾珠絲杠應(yīng)根據(jù)其額定動載荷選用。滾珠絲杠的當量動載荷為：cm = fm 3l (n)    式中    fm-軸向工作載荷(n)，當載荷按單調(diào)式規(guī)律變化，各種轉(zhuǎn)速使用機會相同時fm=(2fmax+fmin)/3；    fmax,fmin-絲杠最大，最小軸向載荷(n)； 

7、0;  l-工作壽命，以106轉(zhuǎn)為1單位，l = 60nt/106；    n-絲杠轉(zhuǎn)速(r/min)；    t-使用壽命(h)，對數(shù)控機床可取 t = 15000h。    滾珠絲杠的支承    滾珠絲杠的主要載荷是軸向載荷，而徑向載荷主要是臥式絲杠的自重。其兩端支承的配置情況分為一端固定一端自由、兩端固定和一端固定一端浮動，如圖7.6所示。圖7.6 滾珠絲杠的支承配置a)一端固定一端自由 b)兩端固定 c)一端固定一端浮

8、動    a)所示是一端固定一端自由的支承形式。其特點是結(jié)構(gòu)簡單，軸向剛度低，適用于短絲杠及垂直布置絲杠，一般用于數(shù)控機床的調(diào)整環(huán)節(jié)和升降臺式數(shù)控銑床的垂直坐標軸。    b)所示是一端固定一端浮動的支承形式，絲杠軸向剛度與a)形式相同，絲杠受熱后有膨脹伸長的余地，需保證螺母與兩支承同軸。這種形式的配置結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，工藝較困難，適用于較長絲杠或臥式絲杠。    c)所示是兩端固定的支承形式，絲杠的軸向剛度約為一端固定形式的4倍，可預(yù)拉伸，這樣既可對滾珠絲杠施加預(yù)緊力，又可使絲杠受熱變形得到補償，保持恒定預(yù)緊力，但結(jié)構(gòu)工藝都較復(fù)雜，適用于長絲杠。    滾珠絲杠所用軸承為接觸角為60度的角接觸球軸承和滾針-推力圓柱