【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 摩擦，高精度，高效率的機(jī)構(gòu)。它的機(jī)構(gòu)效率（η= ）比滑動(dòng)絲杠（η= ）高34倍。滾珠絲杠螺母副的動(dòng)（靜）摩擦系數(shù)基本相等，配以滾動(dòng)導(dǎo)軌，啟動(dòng)力矩很小，運(yùn)動(dòng)極靈敏，低速時(shí)不會(huì)出現(xiàn)爬行。滾珠絲杠螺母副可以完全消除間隙并可預(yù)緊，故有較高的軸向剛度，且反向無(wú)空程死區(qū)，反向定位精度高[8]。滾珠絲杠螺母摩擦系數(shù)小，無(wú)自鎖，能實(shí)現(xiàn)可逆?zhèn)鲃?dòng)。滾珠絲杠螺母副的滾珠循環(huán)方式一般分內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)兩種。（1）名義直徑滾珠絲杠的名義直徑是指滾珠中心圓的直徑。值越大，絲杠的承載能力和剛度越大。用于數(shù)控機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動(dòng)中的滾珠絲杠，取= 20mm—100mm。選擇值應(yīng)大于絲杠長(zhǎng)度的1/35~1/30。（2）基本導(dǎo)程導(dǎo)程應(yīng)根據(jù)機(jī)床的脈沖指令要求和負(fù)載情況來(lái)選擇。當(dāng)名義直徑確定后，Ph值大，可使螺紋的升角β變大。一般β〉2176。，通常取β〉176。（3）滾珠直徑一般取 = 。滾珠的工作圈數(shù)j和工作滾珠總數(shù)N，而工作滾珠總數(shù)N以不大于150個(gè)為宜。（4）列數(shù)要求工作圈數(shù)較多的場(chǎng)合，可采用雙列或多列式螺母的結(jié)構(gòu)形式。 滾珠絲杠副的選材及熱處理要求該設(shè)計(jì)為兩維數(shù)控工作臺(tái)的設(shè)計(jì)，滾珠絲杠的材料應(yīng)具有良好的耐磨性、摩擦系數(shù)小、動(dòng)靜摩擦系數(shù)之差小，加工和使用時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力小，尺寸穩(wěn)定性好等特點(diǎn)?？紤]以上因素，選用G20CrMo鋼作為滾珠絲杠材料，以提高使用受命。本設(shè)計(jì)中絲杠長(zhǎng)度小于300mm，按手冊(cè)對(duì)G20CrMo鋼硬度進(jìn)行處理；200≤HBS≤ 229,且硬度差不超過(guò)25.熱處理方法 粗加工后進(jìn)行一次時(shí)效處理，半精加工后再進(jìn)行一次時(shí)效處理。中頻淬火，淬硬深度12mm，硬度220HBS。 滾珠絲杠副疲勞強(qiáng)度計(jì)算滾珠絲杠應(yīng)根據(jù)其額定動(dòng)載荷選用。滾珠絲杠的當(dāng)量動(dòng)載荷 = 3√L (N)式中軸向工作載荷（N），當(dāng)載荷按單調(diào)式規(guī)律變化，各種轉(zhuǎn)速使用機(jī)會(huì)相同時(shí)，=；， 絲杠最大，最小軸向載荷（N）；L工作壽命，以10的6次方轉(zhuǎn)為1單位，L = 60nT/1000000n絲杠轉(zhuǎn)速(r/min)；T使用壽命（H），對(duì)數(shù)控機(jī)床可取T = 15000h。 滾珠絲杠的靜載強(qiáng)度計(jì)算 低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的滾珠絲杠副，應(yīng)按最大軸向工作載荷，即按計(jì)算靜載荷Cj為選擇依據(jù)。其計(jì)算公式為： = 式中；最大軸向工作載荷（N）； 載荷性質(zhì)系數(shù)，數(shù)值同上；硬度影響系數(shù)，HRC≧58取Kr = 。公稱直徑和導(dǎo)程現(xiàn)取X方向部分=12 =Y方向部分=12 = 滾珠絲杠副的基本尺寸確定X方向滾動(dòng)螺旋副型號(hào)：X方向滾動(dòng)螺旋副代號(hào)：Y方向滾動(dòng)螺旋副型號(hào)：Y方向滾動(dòng)螺旋副代號(hào)：該滾動(dòng)螺旋副的幾何尺寸：公稱直徑=12公稱導(dǎo)程=絲杠外徑=鋼球直徑=2絲杠底徑=循環(huán)圈數(shù)3基本額定負(fù)荷：動(dòng)載荷= 靜載荷=螺母安裝連接尺寸:=20 =40 L=33 =29 B=8 h= = =8 F=25H=36 M=(1)、對(duì)X方向滾動(dòng)絲杠螺旋副的幾何尺寸如下：=12 =接觸角a=45,由上可知鋼球直徑Dw=2螺紋滾道曲率半徑rs(rw)==偏心距e==()=螺紋開(kāi)角Φ=arctg()=螺桿大徑d===螺桿小徑d1=d0+2e2rs=螺桿接觸點(diǎn)直徑dk=d0Dwcosa=螺母螺紋大徑D=d02e+2rn=+=螺母螺紋小徑D1=d0+(~)Dw=(2)、對(duì)Y方向部分滾動(dòng)絲杠螺旋副的幾何尺寸如下d0=12 Ph=接觸角a=45o,由上可知鋼球直徑Dw=2螺紋滾道曲率半徑rs(rw)==偏心距e=(rs)sin=()=螺紋開(kāi)角Φ=arctg()=o螺桿大徑d===螺桿小徑d1=d0+2e2rs=螺桿接觸點(diǎn)直徑dk=d0Dwcosa=螺母螺紋大徑D=d02e+2rn=+=螺母螺紋小徑D1=d0+(~)Dw= 滾珠絲杠副的承載能力以及壽命計(jì)算對(duì)一組 do=12 ph= Φ=’ Ca=10000, 12650二組 do=12 ph= Φ=’ Ca=10000, 12650基本壽命計(jì)算； 一組相同參數(shù)的滾動(dòng)螺旋副，在相同的條件下，90%不會(huì)發(fā)生疲勞剝傷的特定轉(zhuǎn)數(shù)，并規(guī)定10000000轉(zhuǎn)為基本額定壽命。L=(Ca/f)3式中L額定壽命10000000轉(zhuǎn)Ca基本額定動(dòng)載荷（N）F軸向載荷~100W，故選X方向部分的功率為60W，以平均轉(zhuǎn)速2000r/min計(jì)算，由Φ=TW=T2n 得方向電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩T1=,若選y方向部分的功率為60W，以平均轉(zhuǎn)速2000r/min計(jì)算，由Φ=TW=T2n 得方向電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩T1=,由式T=FDo/2tg(Φ+ρ’)可得到其所受載荷（軸向）X方向所受載荷F1=≈4NY方向所受載荷F2=≈4N取F=4N由L=（Ca/F）3=(10000/4) 3=15625000000m可得 =10000000L/60n=25720164610h故可知，當(dāng)取電機(jī)功率60W時(shí)，根據(jù)其最大所受載荷可得到其形成為156250000m,而Lh此時(shí)為25720164610h，滿足要求。 效率計(jì)算為使螺旋傳動(dòng)由高的承載能力和一定的工作壽命，滿足工作性能的要求，螺旋副元件應(yīng)具有足夠的接觸強(qiáng)度和耐磨性，其工作表面必須有一定的硬度，通常螺紋滾道表面硬度應(yīng)達(dá)到5860HRC,鋼球表面達(dá)到6264HRC。對(duì)X方向進(jìn)行效率計(jì)算；η1= 式中； tgρ= tgφ= φ= ρ’= tg(φ＋ρ’)= 計(jì)算得 η1=≈97% 對(duì)Y 方向進(jìn)行效率計(jì)算η2= tgφ=0..397887 φ= ρ= tg(φ+ρ)= 代入計(jì)算得η2=≈94% 滾珠絲杠副5 滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易，使用維護(hù)方便。主要用來(lái)承受徑向負(fù)荷、也可承受一定的軸向負(fù)荷，當(dāng)軸承的徑向游隙加大時(shí)，具有角接觸球軸承的性能，可承受較大的軸向負(fù)荷。該類軸承摩擦系數(shù)小，極限轉(zhuǎn)速高，尺寸范圍與形式變化多樣。堅(jiān)實(shí)耐用，通用性強(qiáng)及低噪音運(yùn)行，可在高速下運(yùn)轉(zhuǎn)和易于安裝。單列深溝球軸承另有密封型設(shè)計(jì)，可以無(wú)須再潤(rùn)滑和無(wú)需保養(yǎng)[4]。 滾動(dòng)軸承的基本結(jié)構(gòu) 以滑動(dòng)軸承為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的滾動(dòng)軸承，其工作原理是以滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦，一般由兩個(gè)套圈，一組滾動(dòng)體和一個(gè)保持架所組成的通用性很強(qiáng)、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化程度很高的機(jī)械基礎(chǔ)件。由于各種機(jī)械有著不同的工作條件，對(duì)滾動(dòng)軸承在負(fù)荷能力、結(jié)構(gòu)和使用性能等方面都提出了各種不同要求。為此，滾動(dòng)軸承需有各式各樣的結(jié)構(gòu)。但是，最基本的結(jié)構(gòu)是由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架所組成[9]。各種零件在軸承中的作用分別是： 對(duì)于向心軸承，內(nèi)圈通常與軸緊配合，并與軸一起運(yùn)轉(zhuǎn)，外圈通常與軸承座或機(jī)械殼體孔成過(guò)渡配合，起支承作用。但是，在某些場(chǎng)合下，也有外圈運(yùn)轉(zhuǎn)，內(nèi)圈固定起支承作用或者內(nèi)圈、外圈都同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的。對(duì)于推力軸承，與軸緊配合并一起運(yùn)動(dòng)的稱軸圈，與軸承座或機(jī)械殼體孔成過(guò)渡配合并起支承作用的稱座圈。滾動(dòng)體（鋼球、滾子或滾針）在軸承內(nèi)通常借助保持架均勻地排列在兩個(gè)套圈之間作滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，它的形狀、大小和數(shù)量直接影響軸承的負(fù)荷能力和使用性能。保持架除能將滾動(dòng)體均勻地分隔開(kāi)以外，還能起引導(dǎo)滾動(dòng)體旋轉(zhuǎn)及改善軸承內(nèi)部潤(rùn)滑性能等作用[11]。 滾動(dòng)軸承的特點(diǎn) (1)、滾動(dòng)軸承與滑動(dòng)軸承相比,具有下列優(yōu)點(diǎn): 滾動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)比滑動(dòng)軸承小,傳動(dòng)效率高。,。 滾動(dòng)軸承已實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化,