滾珠絲桿副的裝配調(diào)整

數(shù)控機床滾珠絲桿副的裝配調(diào)整

2021/5/9數(shù)控機床滾珠絲桿副的裝配調(diào)整

學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.滾珠絲桿副的傳動特點及應(yīng)用。

2.滾珠絲桿副的支承和支承軸承的配合。3.滾珠絲桿副的裝配工藝。2021/5/9數(shù)控機床滾珠絲桿副的裝配調(diào)整一、滾珠絲杠副的裝配調(diào)整1．滾珠絲杠副的傳動特點及應(yīng)用

（1）結(jié)構(gòu)原理

滾珠絲杠副是回轉(zhuǎn)運動與直線運動相互轉(zhuǎn)換的新型傳動裝置。圖1-1滾珠絲杠副的內(nèi)循環(huán)方式

1—絲杠2—螺母

3—滾珠4—返向器2021/5/9數(shù)控機床滾珠絲桿副的裝配調(diào)整（2）傳動特點1）傳動效率高，摩擦損失小。（效率-0.92~0.96，比普通提高3~4倍、普通-0.2~0.4）2）傳動轉(zhuǎn)矩小，傳動平穩(wěn)，無爬行現(xiàn)象，傳動精度高，同步性好。3）有可逆性，可以將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成直線運動；也可以將直線運動轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運動，即絲杠和螺母均可以作為主動件。4）施加適當(dāng)預(yù)緊力，可消除絲杠和螺母的間隙，從而提高剛性，消除反向時的空程死區(qū)，提高定位精度和重復(fù)定位精度。5）磨損小，使用壽命長，精度保持性好。6）制造工藝復(fù)雜，滾珠絲杠和螺母等元件的加工精度高，對表面粗糙度的要求低，制造成本高。7）不能自鎖，特別是在用于升降的場合，由于重力作用，下降時當(dāng)傳動切斷后，不能停止運動，故常需在傳動系統(tǒng)中增加制動裝置。2021/5/9數(shù)控機床滾珠絲桿副的裝配調(diào)整（3）滾珠絲杠副的應(yīng)用表1－1滾珠絲杠副在機床上的應(yīng)用應(yīng)用方面采用滾珠絲杠的目的用途舉例數(shù)控機床1．滾珠絲杠副的傳動效率高，使機床進給機構(gòu)的起動轉(zhuǎn)矩和運動轉(zhuǎn)矩大大減小，以適應(yīng)采用小容量的步進電動機2．滾珠絲杠副的進給精度高，可滿足數(shù)控機床移動部件的正確定位和均勻位移的要求3．滾珠絲杠副的工作壽命長，可使數(shù)控機床長期工作仍保持精度不變4．滾珠絲杠副經(jīng)預(yù)緊后進給剛度高數(shù)控銑床、車床、鏜床、磨床、及自動換刀的自動機床、數(shù)控電加工機床精密機床2021/5/9數(shù)控機床滾珠絲桿副的裝配調(diào)整應(yīng)用方面采用滾珠絲杠的目的用途舉例精密機床1．滾珠絲杠副的進給精度高，可滿足數(shù)控機床移動部件的正確定位和均勻位移的要求2．滾珠絲杠副的工作壽命長，可使數(shù)控機床長期工作仍保持精度不變3．滾珠絲杠副經(jīng)預(yù)緊后進給剛度高精密車床、坐標(biāo)鏜床、齒輪磨床、螺紋磨床、坐標(biāo)磨床、電加工機床等精密機床的工作臺、頭架、滑座的進給絲杠副一般機床滾珠絲杠副傳動效率高，運轉(zhuǎn)輕快，可減輕操作者勞動強度鏜床、銑床升降臺的升降絲杠副利用滾珠絲杠副運動可逆性、將直線運動轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運動液壓仿形銑床工作臺進給絲杠副利用滾珠絲杠的運動同步性，保證運動平穩(wěn)雙柱橫梁式鏜床、龍門創(chuàng)床，龍門銑床、立式車床等機床的橫梁升降絲杠副2021/5/9數(shù)控機床滾珠絲桿副的裝配調(diào)整二、數(shù)控車床的進給傳動系統(tǒng)1．進給傳動副的作用

數(shù)控車床的進給運動采用無級調(diào)速的伺服驅(qū)動方式，伺服電動機經(jīng)過進給運動系統(tǒng)將動力和運動傳動給工作臺等運動執(zhí)行部件。直接將伺服電動機與滾珠絲杠連接，滾珠絲杠副的作用是將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動。2．?dāng)?shù)控車床對進給傳動機構(gòu)的要求

由于數(shù)控機床的進給運動是數(shù)字控制的直接對象，被加工工件的最終位置精度和輪廓精度都與進給運動的傳動精度、靈敏度和穩(wěn)定性有關(guān)。摩擦阻力小、傳動精度和傳動剛度高、傳動零件的慣量小、系統(tǒng)具有適度阻尼、穩(wěn)定性好、壽命長、使用維護方便。3．滾珠絲杠副

普通絲杠副采用滑動摩擦，滾珠絲杠副采用滾動摩擦。因此，滾珠絲杠副的傳動要比普通絲杠副靈敏且傳動效率高。2021/5/9數(shù)控機床滾珠絲桿副的裝配調(diào)整（1）滾珠絲杠副的循環(huán)方式內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)圖1-2滾珠絲杠副的內(nèi)循環(huán)方式

1—絲杠2—螺母

3—滾珠4—返向器圖1-3滾珠絲杠副的外循環(huán)方式

1—彎管2—壓板3—絲杠

4—滾珠5—螺紋管道2021/5/9數(shù)控機床滾珠絲桿副的裝配調(diào)整（1）滾珠絲杠副的循環(huán)方式滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)與滾珠的循環(huán)方式有關(guān)，按滾珠在整個循環(huán)過程中與絲杠表面的接觸情況，滾珠絲杠可分為內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)兩種方式。1）內(nèi)循環(huán)方式如圖1-2所示，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。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。圖1-2滾珠絲杠副的內(nèi)循環(huán)方式

1—絲杠2—螺母

3—滾珠4—返向器2021/5/9數(shù)控機床滾珠絲桿副的裝配調(diào)整2)外循環(huán)方式外循環(huán)方式中的滾珠在循環(huán)返回時，離開絲杠螺紋滾道，在螺母體內(nèi)或體外作循環(huán)運動。如圖1-3所示插管式外循環(huán)，彎道1兩端插入與螺紋滾道5相切的兩個孔內(nèi)，彎道兩端部引導(dǎo)滾珠4進入彎管，形成一個循環(huán)回路，再用壓板2和螺釘將彎管固定。圖1-3滾珠絲杠副的外循環(huán)方式

1—彎管2—壓板3—絲杠

4—滾珠5—螺紋管道2021/5/9數(shù)控機床滾珠絲桿副的裝配調(diào)整（2）滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊方法預(yù)緊方法的基本原理都是使兩個螺母產(chǎn)生軸向位移，以消除它們之間的間隙和施加預(yù)緊力。

圖1-4墊片調(diào)整方式這種調(diào)整方法具有結(jié)構(gòu)簡單可靠、剛性好和裝卸方便等優(yōu)點，但調(diào)整較費時間，很難在一次修磨中完成調(diào)整2021/5/9數(shù)控機床滾珠絲桿副的裝配調(diào)整圖1-5所示的結(jié)構(gòu)是利用螺紋來調(diào)整實現(xiàn)預(yù)緊的結(jié)構(gòu)圖1-6齒差式調(diào)整間隙結(jié)構(gòu)圖1-5螺紋調(diào)整式的滾珠絲杠螺母副1、5—螺母2—返向器3—墊圈4—鎖緊螺母圖1-6所示為雙螺母齒差式調(diào)整間隙結(jié)構(gòu)這種調(diào)整的方式的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但調(diào)整方便，通過簡單的計算便可獲得精確的調(diào)整量，可實現(xiàn)定量精密微調(diào)，是目前應(yīng)用較廣的一種結(jié)構(gòu)這種調(diào)整的方式的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但調(diào)整方便，通過簡單的計算便可獲得精確的調(diào)整量，可實現(xiàn)定量精密微調(diào)，是目前應(yīng)用較廣的一種結(jié)構(gòu)。2021/5/9數(shù)控機床滾珠絲桿副的裝配調(diào)整2．滾珠絲杠副的支承和支承軸承的配合（1）支承方式1）一端裝角接觸球軸承。這種安裝支承方式只適合于短絲杠。它承載能力小，軸向剛度低，一般用于數(shù)控機床的調(diào)整環(huán)節(jié)或小規(guī)格升降臺銑床的垂直坐標(biāo)中。2）一端裝組合式角接觸球軸承，另一端為深溝球軸承一般用于要求中等速度的回轉(zhuǎn)軸中。3）兩端裝深溝球軸承一般用于中等速度回轉(zhuǎn)及軸向載荷較小的軸中。4）兩端裝角接觸球軸承適用于高速度、高精度回轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸中。2021/5/9數(shù)控機床滾珠絲桿副的裝配調(diào)整圖1－7滾珠絲杠的支承方式2021/5/9數(shù)控機床滾珠絲桿副的裝配調(diào)整2）支承軸承的配合公差表1－2支承方法與推薦配合2021/5/9數(shù)控機床滾珠絲桿副的裝配調(diào)整3．滾珠絲杠副的裝配工藝圖1－8絲杠垂直方向與導(dǎo)軌的平行度誤差圖1－9絲杠水平方向與導(dǎo)軌的平行度誤差2021/5/9數(shù)控機床滾珠絲桿副的裝配調(diào)整圖1－10軸承座孔軸心線與導(dǎo)軌的平行度誤差（垂直方向）圖1－11軸承座孔軸心線與導(dǎo)軌的平行度誤差（水平方向）2021/5/9軸組的裝配

一、滾動軸承游隙的調(diào)整（參閱精密軸承裝配講義）二、滾動軸承的預(yù)緊1)成對使用角接觸球軸承的預(yù)緊。圖1-1數(shù)控機床滾珠絲桿副的裝配調(diào)整

2成對安裝角接觸球軸承2021/5/9軸組的裝配

圖1-13用墊圈預(yù)緊數(shù)控機床滾珠絲桿副的裝配調(diào)整2021/5/9數(shù)控機床滾珠絲桿副的裝配調(diào)整圖1-14測量滾動軸承外圈徑向圓跳動滾動軸承檢測方法2021/5/9數(shù)控機床滾珠絲桿副的裝配調(diào)整滾動軸承檢測方法圖1-15測量內(nèi)圈徑向圓跳動2021/5/9軸組的裝配

1.裝配件誤差的檢查方法(1)軸承外圈徑向圓跳動量檢測如圖1-14所示，測量時，轉(zhuǎn)動外圈并沿百分表方向壓迫外圈，百分表的最大讀數(shù)則為外圈最大徑向圓跳動量。

(2)滾動軸承內(nèi)圈徑向圓跳動測量如圖1-15所示，測量時外圈固定不轉(zhuǎn)，內(nèi)圈端面上加以均勻的測量負荷F(不同于滾動軸承實現(xiàn)預(yù)緊時的預(yù)加負荷)，旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈一周以上，便可測得內(nèi)圈內(nèi)孔表面的徑向圓跳動量及其方向。數(shù)控機床滾珠絲桿副的裝配調(diào)整2021/5/9滾珠絲杠副的裝配3.滾珠絲杠螺母副間隙調(diào)整方法圖1-16滾珠絲杠螺母副的間隙調(diào)整機構(gòu)數(shù)控機床滾珠絲桿副的裝配調(diào)整2021/5/9滾珠絲杠副的裝配(1)墊片調(diào)隙式如圖1-16a所示，調(diào)整墊片3的厚度，從而改變螺母1、2之間的距離，以達到消除間隙，并產(chǎn)生一定的預(yù)緊力的目的。(2)螺紋調(diào)隙式如圖9-16b所示，左螺母1固定于螺母座上，右螺母2的外圓上有螺紋，轉(zhuǎn)動圓螺母4時，可調(diào)整螺母之間軸向之間隙和進行預(yù)緊，然后用螺母4右邊的圓螺母鎖緊。(3)齒差調(diào)隙式如圖9-16c所示兩螺母1、2的端部加工有圓柱齒輪z1、z2。

數(shù)控機床滾珠絲桿副的裝配調(diào)整2021/5/9圖1-17滾珠絲杠常用支承方式數(shù)控機床滾珠絲桿副的裝配調(diào)整滾珠絲桿常用支承方式2021/5/9滾珠絲杠常用支承方式

(1)一端裝推力軸承如圖9-17a所示，這種安裝方式的承載能力小，軸向剛度低。

(2)一端裝推力軸承，另一端裝深溝球軸承如圖9-17b所示，此方式可用于絲杠較長的情況。

(3)兩端裝推力軸承如圖9-17c所示，把推力軸承裝在滾珠絲杠的兩端，并施加預(yù)緊力，有助于提高傳動剛度，但這種安裝方式對絲杠的熱變形較為敏感。

(4)兩端裝推力軸承及深溝球軸承如圖9-17d所示，為了提高絲杠的剛度，它的兩端采用雙重支承，即推力軸承和深溝球軸承，并施加預(yù)緊力。數(shù)控機床滾珠絲桿副的裝配調(diào)整2021/5/9滾珠絲杠專用軸承

圖1-18滾珠絲杠專用軸承數(shù)控機床滾珠絲桿副的裝配調(diào)整2021/5/9滾珠絲杠專用軸承

(5)滾珠絲杠專用軸承如圖1-18所示，這是一種能承受很大軸向力的特殊角接觸球軸承，與一般的角接觸球軸承相比，其接觸角加大到60°，增加了滾珠數(shù)目并相應(yīng)減少了滾珠直徑，其軸向剛度比一般推力軸承提高了2倍以上，使用也極為方便.5.滾珠絲杠副的防護和潤滑(1)滾珠絲杠副的防護滾珠絲杠副和其他滾動摩擦的傳動器件一樣，應(yīng)避免硬質(zhì)灰塵或切屑污物進入，故須有防護裝置。(2)滾珠絲杠副的潤滑潤滑劑可提高滾珠絲杠副耐磨性及傳動效率。數(shù)控機床滾珠絲桿副的裝配調(diào)整2021/5/9二、二維工作臺的裝配與調(diào)整1、二維工作臺的結(jié)構(gòu)與組成由底板、中滑板、上滑板、直線導(dǎo)軌副、滾珠絲桿副、軸承座、軸承內(nèi)隔圈、軸承外隔圈、軸承預(yù)緊套管、軸承透蓋、軸承悶蓋、絲桿螺母支座、圓螺母、限位開關(guān)、手輪、齒輪、等高墊塊、軸端擋片、軸用彈性擋圈、角接觸軸承（7202AC）、深溝球軸承（6202）等組成。2021/5/9二、二維工作臺的裝配與調(diào)整

2、二維工作臺的機械裝配步驟（1）將絲桿螺母支座固定在絲桿的螺母上。2021/5/9二、二維工作臺的裝配與調(diào)整

2、二維工作臺的機械裝配步驟（2）用軸承安裝套筒將兩個角接觸軸承和深溝球軸承安裝在絲桿上。注：兩角接觸軸承之間加內(nèi)、外軸承隔圈。安裝兩角接觸軸承之前，應(yīng)先把軸承座透蓋裝在絲桿上。2021/5/9二、二維工作臺的裝配與調(diào)整

2、二維工作臺的機械裝配步驟（3）軸承安裝完成2021/5/9二、二維工作臺的裝配與調(diào)整2、二維工作臺的機械裝配步驟（4）用游標(biāo)卡尺測量兩軸承座的中心高、直線導(dǎo)軌、等高塊的高度進行記錄，并計算差值。2021/5/9二、二維工作臺的裝配與調(diào)整

2、二維工作臺的機械裝配步驟（5）將軸承座安裝在絲桿上。2021/5/9二、二維工作臺的裝配與調(diào)整2、二維工作臺的機械裝配步驟（6）將直線導(dǎo)軌放到底板上，用M4×16的內(nèi)六角螺絲預(yù)緊該導(dǎo)軌用深度游標(biāo)卡尺測量導(dǎo)軌與基準面距離，調(diào)整導(dǎo)軌與基準面的距離使導(dǎo)軌到基準面A距離達到圖紙要求。2021/5/9二、二維工作臺的裝配與調(diào)整2、二維工作臺的機械裝配步驟（7）將杠桿式百分表吸在直線導(dǎo)軌的滑塊上，百分表的測量頭接觸在基準面上，沿直線導(dǎo)軌滑動滑塊，通過橡膠錘調(diào)整導(dǎo)軌，使得導(dǎo)軌與基準面之間的平行度符合要求，將導(dǎo)軌固定。2021/5/9二、二維工作臺的裝配與調(diào)整

2、二維工作臺的機械裝配步驟（8）將另一根導(dǎo)軌裝在底板上，先用游標(biāo)卡尺測量兩導(dǎo)軌之間的距離，將兩導(dǎo)軌的距離調(diào)整到圖紙所要求的距離。然后以已安裝好的導(dǎo)軌為基準，將杠桿式百分表吸在基準導(dǎo)軌的滑塊上，百分表的測量頭打在另一根導(dǎo)軌的側(cè)面，沿基準導(dǎo)軌滑動滑塊，用橡膠錘調(diào)整導(dǎo)軌，使得兩導(dǎo)軌平行度符合要求，將導(dǎo)軌固定。2021/5/9二、二維工作臺的裝配與調(diào)整2、二維工作臺的機械裝配步驟（9）用M6×30內(nèi)六角螺絲，并加與前面測量兩軸承座中心高之差相等厚度的調(diào)整墊片，將軸承座預(yù)緊在底板上。2021/5/9二、二維工作臺的裝配與調(diào)整

2、二維工作臺的機械裝配步驟（10）分別將絲桿螺母移動到絲桿兩端，用杠桿表測量螺母在絲桿兩端的高度，調(diào)整所加調(diào)整墊片的厚度，使兩軸承座的中心高相等。2021/5/9二、二維工作臺的裝配與調(diào)整

2、二維工作臺的機械裝配步驟（11）用游標(biāo)卡尺分別測量絲桿與兩根導(dǎo)軌之間的距離，調(diào)整軸承座的位置，使絲桿位于兩導(dǎo)軌的中間位置。2021/5/9二、二維工作臺的裝配與調(diào)整

2、二維工作臺的機械裝配步驟（12）分別將絲桿螺母移動到絲桿的兩端，杠桿表吸在導(dǎo)軌滑塊上，用杠桿表打在絲桿螺母上測量絲桿與導(dǎo)軌是否平行，用橡膠錘調(diào)整軸承座，使絲桿與導(dǎo)軌平行。2021/5/9二、二維工作臺的裝配與調(diào)整

2、二維工作臺的機械裝配步驟（13）將等高塊分別放在導(dǎo)軌的滑塊上，將中滑板放在等高塊上調(diào)整滑塊的位置，用M4X70螺絲將等高塊、中滑板固定在導(dǎo)軌滑塊上。用塞尺測量絲桿螺母支座與中滑板之間的間隙大小。然后將M4×70螺絲旋松，在絲桿螺母支座與中滑板之間加入與測量間隙厚度相等