【正文】 螺母位移量和螺母原有間隙的總和。 3．滾珠絲杠副軸向間隙的調(diào)整和預(yù)緊方法 減小或消除軸向間隙方法： 1)預(yù)緊使彈性變形控制在最小限度內(nèi)； 2)提高制造精度、減小絲杠安裝部分和驅(qū)動部分的間隙。 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 29 預(yù)緊的基本思想 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 30 （ 2）雙螺母預(yù)緊方法 1)墊片調(diào)隙式 圖 ，通過改變墊片厚度，使螺母產(chǎn)生軸向位移。結(jié)構(gòu)簡單可靠、剛性好，但調(diào)整費(fèi)時，不能在工作中隨意調(diào)整。 圖 雙螺母墊片調(diào)隙式結(jié)構(gòu)圖 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 31 2)螺母調(diào)隙式 圖 ，利用螺帽實(shí)現(xiàn)預(yù)緊，兩個螺母 2以平鍵與外套相聯(lián)，平鍵可限制螺母在外套內(nèi)轉(zhuǎn)動。用兩個鎖緊螺母 4能使螺母相對絲杠作軸向移動。結(jié)構(gòu)既緊湊．工作又可靠，調(diào)整也方便。但調(diào)整位移量不易精確控制，故預(yù)緊力不能準(zhǔn)確控制。 圖 雙螺母螺帽式結(jié)構(gòu)圖 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 32 3)齒差調(diào)隙式 圖 。在兩個螺母的凸緣上分別有齒數(shù)為 z1 、 z2的齒輪分別與相應(yīng)的內(nèi)齒圈相嚙合。內(nèi)齒圈緊固在螺母座上，預(yù)緊時脫開內(nèi)齒圈，使兩個螺母同向轉(zhuǎn)過相同的齒數(shù)，然后再合上內(nèi)齒圈。兩螺母的軸向相對位置發(fā)生變化而實(shí)現(xiàn)間隙的調(diào)整和施加預(yù)緊力。 圖 雙螺母齒差式結(jié)構(gòu)圖 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 33 4．滾珠絲杠副的安裝 滾珠絲杠螺母副的安裝 一般要求： – 滾珠絲杠螺母副相對工作臺不能有軸向竄動； – 螺母座孔中心應(yīng)與絲杠安裝軸線同心； – 滾珠絲杠螺母副中心線應(yīng)平行于相應(yīng)的導(dǎo)軌 – 能方便地進(jìn)行間隙調(diào)整或預(yù)緊 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 34 FS的 1 ， 絲杠的軸向剛度為一端固定的 4倍 ， 無壓桿穩(wěn)定問題 ， 固有頻率比一端固定高 ， 預(yù)拉伸后可減少絲杠自重的下垂和熱補(bǔ)償膨脹 ， 但需一套預(yù)拉伸機(jī)構(gòu) ， 結(jié)構(gòu)及工藝都比較困難 ， 其目標(biāo)行程應(yīng)略小于公稱行程 ， 減少量等于拉伸量 兩端固定 (FF) (1)支承方式的選擇 為了保證滾珠絲杠副傳動的剛度和精度，應(yīng)選擇合適的支承方式，選用高剛度、小摩擦力矩、高運(yùn)轉(zhuǎn)精度的軸承，并保證支承座有足夠的剛度。 需保持螺母與兩端支承同軸 ， 故結(jié)構(gòu)較復(fù)雜 ，工藝較困難 FO相同 壓桿穩(wěn)定性和臨界轉(zhuǎn)速比同長度的 FO型高 一端固定 一端游動 (FS) 3 絲杠的壓桿穩(wěn)定性和臨界轉(zhuǎn)速都較低 一端固定 一端自由 (FO) 支承形式 簡 圖 特 點(diǎn) 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 35 圖 一端固定一端自由式支承 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 36 圖 一端固定一端游動式支承 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 37 圖 兩端固定式支承 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 38 (2)制動裝 為何要制動： 傳動效率高但不能自鎖，用在垂直傳動或高速大慣量場合時需要制動裝置 制動方法： 制動絲桿、制動伺服電機(jī)軸。 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 39 工作時： 在線圈 7作用下，使齒輪8與內(nèi)齒輪 9脫開，彈簧受壓縮； 當(dāng)停機(jī)或停電時： 7失電，在彈簧恢復(fù)力作用下，齒輪 9嚙合，齒輪 9與電機(jī)端蓋為一體，故與電機(jī)軸聯(lián)接的絲杠得到制動。 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 40 圖 滾珠絲杠處于垂直傳動時 制動裝置示意圖 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 41 滾珠絲杠副的設(shè)計(jì)及選用 (1)滾珠絲杠副的精度 《 滾珠絲杠副精度 》 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定分為六個等級： C、 D、 E、 F、 G、H。 C級最高， H級最低。 精度 包括制造精度和裝配后的綜合精度，如：絲杠公稱尺寸的變動量、絲杠和螺母的表面粗糙度、絲杠大徑對螺紋軸線的徑向圓跳動、導(dǎo)程誤差等。 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 42 (2)滾珠絲杠副的設(shè)計(jì)計(jì)算 已知條件： F（ N） —— 工作載荷（或平均載荷 Fm）； ….(h)—— 使用壽命； L（ m） —— 絲杠的工作長度（螺母的有效行程）； n（ r/min） —— 絲杠的轉(zhuǎn)速（平均轉(zhuǎn)速 nm或最大轉(zhuǎn)速 nmax)。 滾道硬度： HRC；運(yùn)轉(zhuǎn)情況 hL? 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 43 設(shè)計(jì)步驟及方法： 1)計(jì)算載荷的計(jì)算 式中， KF —— 載荷系數(shù)，見 表 26； KH —— 硬度系數(shù)，見 表 27； KA —— 精度系數(shù)， 見表 28； Fm —— 平均工作載荷。 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 44 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 45 2) 額定動載荷計(jì)算值的計(jì)算 3) 確定滾珠絲杠副的規(guī)格 根據(jù) 等于或大于 的規(guī)格，使所選規(guī)格的絲杠副的額定動載荷 值從滾珠絲杠副系列中選所需要 ，并列出其主要參數(shù)值。 4) 穩(wěn)定性驗(yàn)算 ◆失穩(wěn)性驗(yàn)算 由于一端固定自由的絲杠在工作時可能發(fā)生失穩(wěn)，應(yīng)驗(yàn)算其安全系數(shù)。 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 46 不發(fā)生失穩(wěn)的最大臨界載荷為 式中， E為絲杠材料的彈性模量，對于鋼， E=206Gpa； l為絲杠工作長度 (m)； Ia為絲杠危險截面的軸慣性矩 (m4)， μ為長度系數(shù)，見 表 210。 其安全系數(shù)為 當(dāng) 時，絲杠安全。 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 47 ◆ 臨界轉(zhuǎn)速驗(yàn)算 高速長絲杠工作時可能發(fā)生共振 ， 因此需驗(yàn)算其不會發(fā)生共振的最高轉(zhuǎn)速 —— 臨界轉(zhuǎn)速 ncr， 要求絲杠的最大轉(zhuǎn)速 nmax＜ ncr。 臨界轉(zhuǎn)速 ncr (r／ min)可按下式計(jì)算： 式中， fc為臨界轉(zhuǎn)速系數(shù)，見表 210。 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 48 ◆ 工作穩(wěn)定性驗(yàn)算 此外滾珠絲杠副還受 D0n值的限制 ，通常要求 D0n7 104mmr／ min。 式中， A為絲杠截面積為 5) 剛度驗(yàn)算 滾珠絲杠在工作負(fù)載 F(N)和轉(zhuǎn)矩 T(Nm)共同作用下引起每個導(dǎo)程的變形量 △ L0(m)為 Jc為絲杠的極慣性矩： 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 49 G為絲杠切變模量 ， 對鋼 G＝ 83． 3GPa； T(Nm)為轉(zhuǎn)矩 式中， ρ 為摩擦角，其正切函數(shù)值為摩擦系數(shù)； Fm為平均工作負(fù)載。 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 50 6)效率驗(yàn)算 滾珠絲杠副的傳動效率 η 為 η 要求在 90％～ 95％之間才合格。 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 51 三、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 導(dǎo)向：直線運(yùn)動 —直線導(dǎo)軌；圓運(yùn)動 —軸承 支承、承載 1)固定不動的支承導(dǎo)軌（導(dǎo)動軌）； 2)作直線（旋轉(zhuǎn)）運(yùn)動的動導(dǎo)軌（滑座）。 根據(jù)導(dǎo)軌副之間的摩擦情況，分為滑動導(dǎo)軌副、滾動導(dǎo)軌副、懸浮導(dǎo)軌副。 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 52 工作臺 導(dǎo)軌副 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 53 1)滑動導(dǎo)軌副 ①普通導(dǎo)軌副； ②液體（氣體）靜壓導(dǎo)軌副； ③塑料導(dǎo)軌副。 2)滾動導(dǎo)軌副 兩導(dǎo)軌表面之間為滾動摩擦，導(dǎo)向面之間放置滾珠、滾柱或滾針等滾動體來實(shí)現(xiàn)兩導(dǎo)軌無滑動地相對運(yùn)動。 數(shù)控機(jī)床常用導(dǎo)軌形式 塑料導(dǎo)軌：滑動摩擦 滾動導(dǎo)軌：滾動摩擦 靜壓導(dǎo)軌：液體摩擦 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 54 1） 一定的導(dǎo)向精度 指動導(dǎo)軌沿支承導(dǎo)軌運(yùn)動的直線度或圓度 。 影響因素： 導(dǎo)軌的幾何精度 、 接觸精度 、 結(jié)構(gòu)形式 、 剛度 、 熱變形 、 裝配質(zhì)量以及液體動壓和靜壓導(dǎo)軌的油膜厚度 、 油膜剛度等 。 2） 良好的摩擦特性 摩擦系數(shù)小 （ 較高的靈敏度 ） ， 動靜摩擦系數(shù)之差小 （ 低速平穩(wěn)性好 ） ；力求減少磨損量 ， 并在磨損后能自動補(bǔ)償或便于調(diào)整 。 3）阻尼特性好（高速時不振動） 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 55 4） 良好的精度保持性 導(dǎo)軌在長期使用過程中能保持一定的導(dǎo)向精度 。 5） 足夠的剛度和強(qiáng)度 導(dǎo)軌受力變形會影響導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度及部件之間的相對位置 ，因此要求導(dǎo)軌應(yīng)有足夠的剛度 。 為減輕或平衡外力的影響 ， 可采用加大導(dǎo)軌尺寸或添加輔助導(dǎo)軌的方法提高剛度 。 6） 結(jié)構(gòu)工藝性 設(shè)計(jì)導(dǎo)軌時 ， 要注意到制造 、 調(diào)整和維修方便 ， 力求結(jié)構(gòu)簡單 ， 工藝性及經(jīng)濟(jì)性好 。