【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 由于滾珠絲杠螺母副優(yōu)點(diǎn)顯著，所以被廣泛應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床上。結(jié)構(gòu)類型圖39 滾珠外循環(huán)結(jié)構(gòu) 滾珠絲杠螺母副按滾珠循環(huán)方式可分為兩種： （1）外循環(huán) 滾珠在循環(huán)過程結(jié)束后通過螺母外表面上的螺旋槽或插管返回絲杠螺母間重新進(jìn)入循環(huán)。圖39（a）所示為常用的一種形式。在螺母外圓上裝有螺旋形的插管。其兩端插入滾珠螺母工作始末兩端孔中，以引導(dǎo)滾珠通過插管，形成滾珠的多圈循環(huán)錠，如圖39（b）所示。這種形式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝性好、承載能力較高，但徑向尺寸較大。目前應(yīng)用最為廣泛，可用于重載傳動(dòng)系統(tǒng)中。 滾珠的一個(gè)循環(huán)鏈為1列，外循環(huán)常用的有單列、雙列兩種結(jié)構(gòu)。 圖310 內(nèi)循環(huán)結(jié)構(gòu)（2）內(nèi)循環(huán) 靠螺母上安裝的反向器接通相鄰滾道，使?jié)L珠形成單圈循環(huán)，即每列二圈，如圖310所示。反向器2的數(shù)目與滾珠圈數(shù)相等。一般一螺母上裝2～4個(gè)反向器，即有2～4列滾珠。這種形式結(jié)構(gòu)緊湊，剛性好，滾珠流通性好，摩擦損失小，但制造較困難，承載能力不高，適用于高靈敏、高精度的進(jìn)給系統(tǒng)，不宜用于重載傳動(dòng)中。支撐方式：絲杠的支承和螺母座的剛性、以及與機(jī)床的連接剛性，對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)的傳動(dòng)精度影響很大。為了提高絲杠的軸向承載能力，最好采用高剛度的推力軸承，當(dāng)軸向載荷很小時(shí)，也可采用向心推力軸承。其支承方式有下列幾種： （1）一端裝推力軸承，另一端自由 如圖310（a）所示，此種支承方式的軸向剛度低，承載能力小，只適用于短絲杠。 如數(shù)控機(jī)床的調(diào)整環(huán)節(jié)或升降臺(tái)式數(shù)控銑床的垂直進(jìn)給軸等。 圖311 滾珠絲杠的支承方式 （2）一端裝推力軸承，另一端裝向心球軸承 如圖311（b）所示，此種方式可用于絲杠較長(zhǎng)的情況。為了減少絲杠熱變形的影響，熱源應(yīng)遠(yuǎn)離推力軸承一端。 （3）兩端裝推力軸承 如圖311（c）所示，兩個(gè)方向的推力軸承分別裝在絲杠兩端，若施加預(yù)緊力，可以提高絲杠軸向傳動(dòng)剛度，但此支承方式對(duì)絲杠的熱變形敏感。 （4）兩端均裝雙向推力軸承 如圖311（d）所示，絲杠兩端均采用雙向推力軸承和向心軸承或向心推力球軸承， 可以施加預(yù)緊力。這種方式可使絲杠的熱變形轉(zhuǎn)化為推力軸承的預(yù)緊力。此支承方式適用于剛度和位移精度要求高的場(chǎng)合，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜。（三）類型（三）蝸桿蝸輪副 數(shù)控機(jī)床上當(dāng)要實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)或大降速比的傳動(dòng)要求時(shí)，常采用蝸桿蝸輪副。蝸桿蝸輪副的嚙合側(cè)隙，對(duì)傳動(dòng)、定位精度影響很大，因此，消除其側(cè)隙就成為設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題。為了消除傳動(dòng)側(cè)隙，可采用雙導(dǎo)程蝸桿蝸輪副。 1) 雙導(dǎo)程蝸桿的工作原理 雙導(dǎo)程蝸桿與普通蝸桿的區(qū)別是：雙導(dǎo)程蝸桿齒的左、右兩側(cè)面具有不同的導(dǎo)程，而同一側(cè)的導(dǎo)程則是相等的。因此，該蝸桿的齒厚從蝸桿的一端向另一端均勻地逐漸增厚或減薄。圖312 雙導(dǎo)程蝸桿如圖312所示。圖中t左、t右分別為蝸桿齒左側(cè)面、右側(cè)面導(dǎo)程 ，s為齒厚，C為槽寬。 S1＝t左C1 S2＝t右C1 若 t右＞t左 則S2＞S1 同理 S3＞S2… 所以雙導(dǎo)程蝸桿又稱變齒厚蝸桿，故可用軸向移動(dòng)蝸桿的方法來消除或調(diào)整蝸輪副之間的嚙合間隙。 雙導(dǎo)程蝸桿副的嚙合原理與一般的蝸桿副嚙合原理相同，蝸桿的軸截面仍相當(dāng)于基本齒條，蝸輪則相當(dāng)于同它嚙合的齒輪。由于蝸桿齒左、右側(cè)面具有不同的齒距，即齒的左、右兩側(cè)面具有不同的模數(shù)m（m＝t/）。但因?yàn)橥粋?cè)面的齒距相同，故沒有破壞嚙合條件，當(dāng)軸向移動(dòng)蝸桿后，也能保證良好的嚙合。 2) 雙導(dǎo)程蝸桿蝸輪副的特點(diǎn) 雙導(dǎo)程蝸桿蝸輪副在具有回轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)或分度運(yùn)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用廣泛，是因?yàn)槠?具有突出優(yōu)點(diǎn)： ①嚙合間隙可調(diào)整得很小，根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，～?！绻傩?，就容易產(chǎn)生咬死現(xiàn)象。因此雙導(dǎo)程蝸輪副能在較小的側(cè)隙下工作，對(duì)提高數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的分度精度非常有利。 ②普通蝸輪副是以蝸桿沿蝸輪作徑向移動(dòng)來調(diào)整嚙合側(cè)隙，因而改變了傳動(dòng)副的中心距，從嚙合原理觀點(diǎn)看，這是很不合理的。因?yàn)楦淖冎行木鄷?huì)引起齒面接觸情況變差，甚至加劇它們的磨損，不利于保持蝸輪副的精度。而雙導(dǎo)程蝸輪副是用蝸桿軸向移動(dòng)來調(diào)整嚙合側(cè)隙的，不會(huì)改變它們的中心距，可以避免上述缺點(diǎn)。 ③雙導(dǎo)程蝸桿是用修磨調(diào)整環(huán)來控制調(diào)整量，調(diào)整準(zhǔn)確，方便可靠。而普通蝸輪副的徑向調(diào)整量較難掌握，調(diào)整時(shí)也容易產(chǎn)生蝸桿軸線歪斜。 ④雙導(dǎo)程蝸輪副的蝸桿支承直接做在支座上，只需保證支承中心線與蝸輪中截面重合。中心距公差可略微放寬，裝配時(shí)，用調(diào)整環(huán)來獲得合適的嚙合側(cè)隙，這是普通蝸輪副無法辦到的。 雙導(dǎo)程蝸桿的缺點(diǎn)是：蝸桿加工比較麻煩，在車削和磨削蝸桿左、右齒面時(shí)，螺紋傳動(dòng)鏈要選配不同的兩套掛輪。而這兩種齒距，（不是標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)）往往是繁瑣的小數(shù)，精確配算掛輪很費(fèi)時(shí)。在制造加工蝸輪的滾刀時(shí)，也存在同樣的問題。由于雙導(dǎo)程蝸桿左右齒面的齒距不同，螺旋升角也不同，與它嚙合的蝸輪左、右齒面也應(yīng)同蝸桿相適應(yīng)，才能保證正確嚙合，因此，加工蝸輪的滾刀也應(yīng)根據(jù)雙導(dǎo)程蝸桿的參數(shù)來設(shè)計(jì)制造。通過分析比較選用:普通渦輪蝸桿，滑動(dòng)三角形導(dǎo)軌，滾珠導(dǎo)軌和滾珠絲杠 執(zhí)行部件分析由電腦發(fā)出控制信號(hào)，驅(qū)使各個(gè)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，使測(cè)量?jī)x器的探頭接觸到水泵葉片表面，并且繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，由傳動(dòng)桿傳動(dòng)，引起控制箱內(nèi)傳感器產(chǎn)生位移變化，這時(shí)電腦接收到傳感器傳送來的信號(hào)，電腦控制讓測(cè)頭繼續(xù)往下移動(dòng)，知道傳感器數(shù)值達(dá)到設(shè)定的某個(gè)值（中間值）。然后電腦控制儀器按照預(yù)定軌跡掃描。測(cè)頭在水泵葉片表面滑動(dòng)，水泵表面不平整就會(huì)引起傳感器位移的變化，從而達(dá)到校驗(yàn)?zāi)康?。在這里我用到了一個(gè)小量程位移傳感器。小量程位移傳感器簡(jiǎn)介：小量程位移傳感器是在交流位移傳感器的基礎(chǔ)上，縮小尺寸，精細(xì)調(diào)試而成。它被封裝在一個(gè)不銹鋼管內(nèi)，它可以與電子變送器或其它變送儀表連接，輸出標(biāo)準(zhǔn)的電壓或電流信號(hào)。具有測(cè)試精度高、使用方便、結(jié)構(gòu)小巧等特點(diǎn)。并且部分廠家提供定制服務(wù)。我選用小量程位移傳感器（拉桿電子尺） 型號(hào):GC03PTS25庫(kù)號(hào)：M352062 采用德國(guó)技術(shù)的精密位移傳感器長(zhǎng)壽命導(dǎo)電塑料材質(zhì)極高的準(zhǔn)確度 拉桿式結(jié)構(gòu)測(cè)量長(zhǎng)度：25mm 【10 15 25 30 50 70 100 130 150 175 200 225 250 275 300 mm可選】壽命：一億次 分辨率：無窮小橫截面尺寸：25*25mm 工作電壓 DC 1224 V 輸出信號(hào) DC 420 mA （二線制，四線制可選，默認(rèn)二線制）【05V輸出， 010V輸出，電位器輸出可選】 電行程() mm 27 可用電行程() mm 25 機(jī)械行程() mm 33 外殼尺寸L mm 90 最大伸長(zhǎng)L1 mm 58 獨(dú)立線性率 % 解析度 r Infinite 無斷 建議電流 mA 10 使用溫度 176。C 0 到 +80 防護(hù)等級(jí) IP IP54 操作力 N 功率 W 2W 10W 震動(dòng) G IEC 6826：1982 10G 沖擊 G IEC 68229：1968 40G第四章 機(jī)械零件設(shè)計(jì)計(jì)算 執(zhí)行件的載荷計(jì)算(一) 滾珠絲杠的選擇和計(jì)算1） 確定滾珠絲杠副的導(dǎo)程 ：工作臺(tái)最高移動(dòng)速度：電機(jī)最高轉(zhuǎn)速；I ：傳動(dòng)比電機(jī)與絲杠間為齒輪連接式，i=4（取一級(jí)減速齒輪）由上表查得=4m/min，=1500r/min 查《現(xiàn)代機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》取5mm2） 確定當(dāng)量轉(zhuǎn)速與當(dāng)量載荷（1） 各種方式下，絲杠轉(zhuǎn)速由上表查的=, =, =1, =4代入得120，160，200，800（2） 各種方式下，絲杠軸向載荷：絲杠軸向載荷，：縱向載荷，：垂向載荷由上表得(i=1,2,3,4)分別為2000 N,1000N,500N,0N(i=1,2,3,4)分別為1200N,500N,200N,0N 已知＝800 N，＝200 N 代入得(i=1,2,3,4)分別為2200N，1150N，620N，1000N（3） 當(dāng)量轉(zhuǎn)速/100+/100+/100+/100數(shù)據(jù)代入得240r/min（4） 當(dāng)量載荷帶入數(shù)據(jù)得＝1057N3） 初選滾珠絲杠副由公式《現(xiàn)代機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》（－24）知查《現(xiàn)代機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》表（－51）—表（－54）得＝1，＝1，＝1，＝，=，＝10000h代入數(shù)據(jù)可求得＝13589N=4)確定允許的最小螺紋底徑（1）估算絲杠允許的最大軸向變形量①（1/3—1/4）重復(fù)定位精度 ② (1/4—1/5 )定位精度：最大軸向變形量已知重復(fù)定位精度10定位精度25①＝3，②＝6取兩種結(jié)果最小值＝3（2）估算最小螺紋底徑絲杠要求預(yù)拉伸，取兩端固定的支承形式：最小螺紋底徑mmL＝（—）行程+(