滾珠絲杠副和直線導(dǎo)軌的裝配

附表1學(xué)習(xí)活動書（學(xué)生用表）課前準(zhǔn)備：內(nèi)六角扳手套、百分表（包括表座）、十字起子；裝配圖紙；裝配工藝及步驟的整理；直線導(dǎo)軌、滾珠絲杠及滑塊的機(jī)械結(jié)構(gòu)理論分析；學(xué)習(xí)過程過程預(yù)設(shè)學(xué)法資訊10分鐘我來看看工作臺、直線導(dǎo)軌、滾珠絲杠的機(jī)械結(jié)構(gòu)；看滾珠絲杠與聯(lián)軸器的連接結(jié)構(gòu)；看滾珠絲杠與軸（軸承座）的連接。看百分表的波動范圍，檢驗(yàn)裝配精度是否達(dá)到要求（要求：滾珠絲杠與基準(zhǔn)導(dǎo)軌的平行度W0.03mm,X軸固定端軸承支座X軸支撐端軸承支座和X軸絲桿螺母座三者的同軸度W0.03mm）。計劃與決策30分鐘我來說（一）滾珠絲杠螺母副、直線導(dǎo)軌相關(guān)基礎(chǔ)知識（2）滾珠絲杠、直線導(dǎo)軌在數(shù)控機(jī)床的作用（3）滾珠絲杠、直線導(dǎo)軌的裝配過程（4）底座、電機(jī)實(shí)施100分鐘我來學(xué)與我來做學(xué)習(xí)內(nèi)容：1）滾珠絲杠的結(jié)構(gòu)：是回轉(zhuǎn)運(yùn)動與直線運(yùn)動相互轉(zhuǎn)換的傳動裝置，在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中一般采用滾珠絲杠副來改善摩擦特性。滾珠絲杠的分類：按滾珠返回的方式不同可以分為內(nèi)循環(huán)式和外循環(huán)式兩種2）滾珠絲杠的工作原理當(dāng)絲杠相對于螺母旋轉(zhuǎn)時，兩者發(fā)生軸向位移，而滾珠則可沿著滾道流動。3）滾珠絲杠內(nèi)循環(huán)的優(yōu)缺點(diǎn)：滾珠循環(huán)的回路短、流暢性好、效率高、螺母的徑向尺寸也較小，但制造精度要求高。滾珠絲杠外循環(huán)的優(yōu)缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、但徑向尺寸大，且彎管兩端耐磨性和抗沖擊性差。4）滾珠絲杠的安裝5）滾珠絲杠的調(diào)節(jié)：滾珠絲杠必須與導(dǎo)軌完全平行。6）直線導(dǎo)軌的的組成：是由一根導(dǎo)軌和滑塊構(gòu)成。7）直線導(dǎo)軌的類型8）直線導(dǎo)軌的特缺點(diǎn)：定位精度高、磨耗少能長時間維持精度、使用高速運(yùn)動且大幅度降低機(jī)臺所需驅(qū)動馬力、可同時承受上下左右的負(fù)荷、組裝容易并具互換性、滑軌構(gòu)造簡單。9）直線導(dǎo)軌的安裝（一）滾珠絲杠副和直線導(dǎo)軌的裝配包括以下類容：裝配準(zhǔn)備好工具、圖紙，安裝面要清理干凈。按裝配的一般原則開始對滾珠絲杠副和直線導(dǎo)軌進(jìn)行裝配。裝配過程中注意正確使用各種量具，正確處理各種數(shù)據(jù)。裝配過程中，裝配的正確步驟安裝。裝配完成后，要對裝配的各項(xiàng)精度進(jìn)行檢測。完成后還要上油潤滑。我來做（一）團(tuán)隊合作來完成直線導(dǎo)軌、滾珠絲杠的裝配與調(diào)整。1、直線導(dǎo)軌的裝配與調(diào)整操作步驟如下：（1）清洗導(dǎo)軌密合面（2）任意選擇一個導(dǎo)軌作為基準(zhǔn)導(dǎo)軌（2將選擇的基準(zhǔn)導(dǎo)軌與安裝基面貼緊，將導(dǎo)軌螺釘從中間向兩邊擰緊。（3）裝配另一側(cè)的直線導(dǎo)軌與基面貼合，用力矩表擰緊從中間向兩側(cè)預(yù)緊。（4）將磁性表座安裝在選擇的基準(zhǔn)導(dǎo)軌的滑塊上，將表安裝在表架上表頭放在另一個導(dǎo)軌的內(nèi)側(cè)面推動滑塊檢測導(dǎo)軌的平行度、等高度。

（5）按裝配順序擰緊螺釘。2、滾珠絲杠的裝配操作步驟如下：（6）將與安裝絲杠相關(guān)的零件（軸承、軸承座、聯(lián)軸器、軸承盒）清洗干凈，去刺、倒角、攻絲。（7）刮研電機(jī)座和軸承座。（8）安裝電動機(jī)及聯(lián)軸器。（9）找正芯軸裝入電機(jī)座中，再將軸承盒裝入軸承座中，按照對角線的原則均勻預(yù)緊螺釘。（10）將百分表的磁性表座安裝在滑塊上，表安裝在表?xiàng)U上將表頭分別放在兩軸承支座的最高點(diǎn)測量軸承支座的等高度。（11）將百分表的表頭放在絲杠的凸端分別在絲杠的前中后3個地方進(jìn)行檢測絲杠與導(dǎo)軌的平行度。（12）按裝配順序擰緊螺釘。（13）將工作臺放在滑塊上對準(zhǔn)孔，并從螺母副的螺釘緊固起按照對角線的原則進(jìn)行緊固（螺母不得露出孔外）。檢查30與評分我分享價鐘***10我創(chuàng)新（工作臺面怎么裝在連接析板上的）知識分在課后作業(yè)中發(fā)揮團(tuán)隊合作精神和創(chuàng)新能力，完成課后作業(yè)。拓展鐘知識鏈接:滾珠絲杠1、滾珠絲杠結(jié)構(gòu)1、滾珠絲杠副的種類與結(jié)構(gòu)滾珠絲杠螺母副：是回轉(zhuǎn)運(yùn)動與直線運(yùn)動相互轉(zhuǎn)換的傳動裝置，在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中一般采用滾珠絲杠副來改善摩擦特性。工作原理是：當(dāng)絲杠相對于螺母旋轉(zhuǎn)時，兩者發(fā)生軸向位移，而滾珠則可沿著滾道流動，如圖3—4—1和圖3—4—21一返向器2一螺3一絲杠4一滾珠（a）單圓弓瓜（員雙圓弧圖1一返向器2一螺3一絲杠4一滾珠（a）單圓弓瓜（員雙圓弧圖3—4—1滾珠絲杠副圖3—4—2螺紋滾道型面按滾珠返回的方式不同可以分為內(nèi)循環(huán)式和外循環(huán)式兩種。1）內(nèi)循環(huán)式內(nèi)循環(huán)方式的滾珠在循環(huán)過程中始終與絲杠表面保持接觸。如圖3—4—3。在螺母的側(cè)面孔內(nèi)，裝有接通相鄰滾道的反向器，利用反向器引導(dǎo)滾珠越過絲杠的螺紋頂部進(jìn)入相鄰滾道，形成一個循環(huán)回路。一般在同一螺母上裝有2—4個反向器，并沿螺母圓周均勻分布。優(yōu)缺點(diǎn)：滾珠循環(huán)的回路短、流暢性好、效率高、螺母的徑向尺寸也較小，但制造精度要求高。圖3—4—3內(nèi)循環(huán)示意圖1一凸鍵2、3一反向鍵2）外循環(huán)式外循環(huán)方式的滾珠在循環(huán)反向時，離開絲杠螺紋滾道，在螺母體內(nèi)或體外做循環(huán)運(yùn)動。如圖3—4—4，（a）為螺旋槽式外循環(huán)（b）為插管式外循環(huán)。優(yōu)缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、但徑向尺寸大，且彎管兩端耐磨性和抗沖擊性差。圖3—4—4外循環(huán)示意圖（a）螺旋槽式：1—套筒；2—螺母；3—滾珠；4—擋珠器；5—絲杠（b）插管式：1一彎管；2一壓板；3一絲杠；4一滾珠；5一滾道2、滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)參數(shù)滾珠絲杠副的主要參數(shù)有：公稱直徑D、導(dǎo)程L和接觸角B。1）公稱直徑D：是指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。它與承載能力直接有關(guān)，常用范圍為30—80mm,一般大于絲杠長度的1/35—/30。2）導(dǎo)程L：導(dǎo)程的大小要根據(jù)機(jī)床加工精度的要求確定，精度高時，導(dǎo)程小一些；精度低時，導(dǎo)程大些。但導(dǎo)程取小后，滾珠直徑將取小，使?jié)L珠絲杠副的承載能力下降；若滾珠直徑不變，導(dǎo)程取小后，螺旋升角也小，傳動效率將下降。因此，一般地，導(dǎo)程數(shù)值的確定原則是：在滿足加工精度的條件下盡可能取得大一些。3、滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1）摩擦因素小，傳動效率高。滾珠絲杠副的傳動效率可達(dá)0.92—0.96，比常規(guī)的絲杠螺母副提高3—4倍。因此，功率消耗只相當(dāng)于常規(guī)絲杠的1/4—1/3。2）可預(yù)緊消隙。給予適當(dāng)預(yù)緊，可消除絲杠和螺母的間隙，反向運(yùn)動時無死區(qū)，定位精度高，剛度好。3）運(yùn)動平穩(wěn)，低速時不易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，傳動精度高。4）運(yùn)動具有可逆性?？梢詮男D(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動，也可以從直線運(yùn)動轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，即絲杠和螺母均可以作為主動件。5）磨損小，使用壽命長。6）所需傳動轉(zhuǎn)矩小。7）制造工藝復(fù)雜。滾珠絲杠和螺母等元件的加工精度要求高，表面粗糙度要求也高，故制造成本高。8）不能自鎖。特別是對于垂直絲杠，由于處于重慣性力的作用，常需添加輔助制動裝置。4、滾珠絲杠副的的精度滾珠絲杠副的精度等級分為1、2、3、4、5、7、10七個等級（按JB/T3162.2—1991的規(guī)定），1級精度最高，依次遞減，數(shù)控機(jī)床主要采用1—4級。5、滾珠絲杠副的安裝支撐方式為提高傳動剛度，滾珠絲杠合理的支撐結(jié)構(gòu)及正確的安裝很重要一般采用高剛度的止推軸承支撐結(jié)構(gòu)，以提高滾珠絲杠的軸向承載能力。圖3—4—5（a）一端裝止推軸承（固定-自由式）。其承載能力小，軸向剛度低，僅適用于短絲杠，如用于數(shù)控機(jī)床的調(diào)整環(huán)節(jié)或升降臺式數(shù)控機(jī)床的垂直坐標(biāo)中。（b）一端裝止推軸承，另一端裝深溝球軸承（固定-支承式）。當(dāng)滾珠絲杠較長時，一端裝止推軸承固定，另一端由深溝球軸承支承。為了減小絲杠熱變的影響，止推軸承的安裝位置應(yīng)遠(yuǎn)離熱源（如液壓馬達(dá)）。（c）兩端裝止推軸承。。將止推軸承裝在滾珠絲杠的兩端，并施加預(yù)緊拉力，有助于提高傳動剛度。但這種安裝方式對熱伸長較為敏感。（d）兩端裝雙重止推軸承及深溝球軸承（固定-固定式）。為了提高剛度，絲杠兩端采用雙重支承，如止推軸承和深溝球軸承，并施加預(yù)緊拉力。這種結(jié)構(gòu)形式，可使絲杠的熱變形能轉(zhuǎn)化為止推軸承的預(yù)緊力。6、常用滾珠絲杠結(jié)構(gòu)見表3—2板書畫圖講解。二.絲杠的選用一般從以下幾個方面考慮：1、滾珠絲杠的安裝方式一端固定、一端自由的安裝方式適用于轉(zhuǎn)速較低、滾珠絲杠較短的情況。兩端游動是一種常見的安裝方法，適用于中等轉(zhuǎn)速的情況。一端固定、一端游動則適用于中等轉(zhuǎn)速、需要高精度運(yùn)行的場合。而兩端固定的安裝則適用于高速運(yùn)轉(zhuǎn)、需要高精度運(yùn)行的場合。絲杠的最小底徑尺寸滾珠絲杠在正常使用時，須保證在軸向方向上被施加的最大壓縮負(fù)荷不能使絲杠發(fā)生彈性變形，這就確定了絲杠的最小底徑尺寸。允許轉(zhuǎn)速隨著滾珠絲杠轉(zhuǎn)速的提高，會逐漸接近絲杠的固有振動頻率，進(jìn)而會發(fā)生共振以至不能繼續(xù)轉(zhuǎn)動。因此滾珠絲杠一定要在臨界轉(zhuǎn)速(共振點(diǎn))以下使用。臨界轉(zhuǎn)速由下式?jīng)Q定：為安全起見，絲杠的最大實(shí)際轉(zhuǎn)速只允許取上述計算值的80%。壽命滾珠絲杠的壽命是指一批相同的滾珠絲杠在基本額定動載荷的作用下，90%達(dá)到10轉(zhuǎn)時的總回轉(zhuǎn)數(shù)。L=(c/f)X10式中L——額定回轉(zhuǎn)壽命，r/min基本額定動載荷，N軸向載荷，N負(fù)荷系數(shù)，見表2所示根據(jù)額定回轉(zhuǎn)壽命L,可推知間時間壽命：表2使用條件負(fù)荷系數(shù)無沖擊平滑運(yùn)動1.O?112普通運(yùn)動1.2?1.5具有沖擊和振動運(yùn)動1.5?2.OLh=L/60n式中n絲杠轉(zhuǎn)速，r/min還可推知運(yùn)行距離壽命L=LI/IO式中f絲杠導(dǎo)程，mm滾珠絲杠系統(tǒng)的剛性為提高數(shù)控設(shè)備及精密機(jī)械進(jìn)給絲杠系統(tǒng)的定位精度和相對于刀具切削的剛性，必須考慮進(jìn)給系統(tǒng)各組成組件的剛性。整個進(jìn)給系統(tǒng)的剛性以表示。1/K=I/Ks+I/KN+I/K+1/式中Ks——絲杠的剛度，N/mm螺母的剛度，N/mm絲杠兩端支承軸承的剛度，N/mm-螺母支座和軸承的剛度，N/mm驅(qū)動馬達(dá)（電機(jī)）的選擇在選擇滾珠絲杠時，除考慮以上因素外，還需計算驅(qū)動馬達(dá)（電機(jī)）的容量。整個滾珠絲杠工作系統(tǒng)的扭矩為：Tm=Tp+Td+Tj式中Tp——外部負(fù)載引起的摩擦扭矩，Nm-由于預(yù)緊而產(chǎn)生的摩擦扭矩，Nm由于加速運(yùn)動產(chǎn)生的負(fù)載扭矩，Nm通常情況下，將+限制在電機(jī)輸出功率的10%?30%左右，特別是在采用輸出功率較小的電脈沖馬達(dá)時，電機(jī)的負(fù)荷及容量更要十分汪意。三、滾珠絲杠維護(hù)1、軸向間隙的調(diào)整為了保證滾珠絲杠副的反向傳動精度和軸向剛度，必須消除軸向間隙。除個別用單螺母消除間隙外，滾珠絲杠螺母副常用雙螺母預(yù)緊消隙。其原理是：利用兩個螺母的相對軸向位移，使兩個滾珠螺母中的滾珠分別貼緊在螺旋軌道的兩個相反側(cè)面上，用這種方法消除間隙時，應(yīng)注意預(yù)緊力不能過大，預(yù)緊力過大會使空載力矩增加，從而降低傳動效率，縮短使用壽命。因此，一般需要經(jīng)過多次調(diào)整，以保證既能消除間隙又能靈活運(yùn)轉(zhuǎn)。調(diào)整時除螺母預(yù)緊外，還應(yīng)特別注意使絲杠安裝部分和驅(qū)動部分的間隙盡可能小，并且具有足夠的剛度。1）如圖3—4—6,為雙螺母墊片調(diào)隙式，改變墊片的厚度，使內(nèi)外兩個螺母產(chǎn)生軸向相對位移。調(diào)般墊片圖3—4—6雙螺母墊片調(diào)隙式結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)：這種調(diào)隙方式能精確地調(diào)整預(yù)緊量，結(jié)構(gòu)簡單，剛度高，工作可靠，但調(diào)整不方便，滾道磨損時不能隨時進(jìn)行調(diào)整。2）如圖3—4—7,為螺紋調(diào)隙式，轉(zhuǎn)動調(diào)整螺母1，使螺母2產(chǎn)生軸向位移。圖3—4—7雙螺母螺紋調(diào)隙式結(jié)構(gòu)1、2一鎖緊螺母優(yōu)缺點(diǎn)：這種調(diào)隙方式結(jié)構(gòu)簡