數(shù)控技術(shù)第7章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)(編輯修改稿)
2025-01-19 01:54 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 滾珠的螺旋滾道。螺母上有滾珠回珠滾道，將數(shù)圈螺旋滾道的兩端連接成封閉的循環(huán)滾道，滾道內(nèi)裝滿滾珠，當(dāng)絲杠旋轉(zhuǎn)時，滾珠在滾道內(nèi)自轉(zhuǎn)，同時又在封閉滾道內(nèi)循環(huán)，使絲杠和螺母相對產(chǎn)生軸向運動。當(dāng)絲杠（或螺母）固定時，螺母（或絲杠）即可以產(chǎn)生相對直線運動，從而帶動工作臺作直線運動。 ? 滾珠循環(huán)方式有兩種： 外循環(huán)： 回珠滾道布置在螺母外部，滾珠在循環(huán)過程中，有部分時間滾珠與絲杠脫離接觸；制造工藝簡單。缺點是對滾道接縫處的要求高，通常很難做到平滑，影響滾珠滾動的平穩(wěn)性，嚴(yán)重時甚至?xí)l(fā)生卡珠現(xiàn)象，其噪聲也較大。 內(nèi)循環(huán)： 回珠滾道布置在螺母內(nèi)部，循環(huán)過程中滾珠始終與絲杠保持接觸。結(jié)構(gòu)緊湊，定位可靠，剛性好，且不易發(fā)生磨損和滾珠堵塞現(xiàn)象；其缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造較困難，且內(nèi)循環(huán)結(jié)構(gòu)的滾珠絲杠螺母不能作成多頭螺紋傳動。 ? 滾珠絲杠螺母副具有以下特點： ① 摩擦損失小 ，傳動效率高； ② 給予適當(dāng)預(yù)緊，可消除絲杠和螺母的螺紋間隙，定位精度高，剛度好 。反向時就可以消除空行程死區(qū)。 ③ 運動平穩(wěn) 。摩擦力幾乎與運動速度無關(guān)，動、靜摩擦力的變化也很小，故不易產(chǎn)生低速爬行現(xiàn)象；傳動精度高。 ④ 運動具有可逆性 ，可以從旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動，也可以從直線運動轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運動，即絲杠和螺母都可以作為主動件。 ⑤ 磨損小，使用壽命長 。 ⑤ 制造工藝復(fù)雜 。滾珠絲杠和螺母等元件的加工精度和表面粗糙度要求高，成本高。 ⑥ 不能實現(xiàn)自鎖。 當(dāng)用在垂直傳動或水平放置的高速大慣量傳動中必須裝有制動裝置。為了防止安裝、使用時螺母脫離絲杠滾道，在機床上還必須配置超程保護裝置。 滾珠絲杠副的參數(shù) ? 名義直徑 d0： 滾珠與螺紋滾道在理論接觸角狀態(tài)時包絡(luò)滾珠球心的圓珠直徑。 ? 導(dǎo)程 P：絲杠相對于螺母旋轉(zhuǎn)任意弧度時，螺母上基準(zhǔn)點的軸向位移 ? 基本導(dǎo)程 P0：絲杠相對于螺母旋轉(zhuǎn) 2π弧度時，螺母上基準(zhǔn)點的軸向位移 ? 接觸角 β :法向剖面內(nèi)，滾珠球心與滾道接觸點連線和螺紋軸線垂直線間的夾角。 ? 螺紋滾道型面的形狀 單圓弧型 雙圓弧型 滾珠絲杠螺母副軸向間隙調(diào)整和預(yù)緊 ? 軸向間隙 通常是指絲杠和螺母無相對轉(zhuǎn)動時，絲杠和螺母之間的最大軸向竄動。除了結(jié)構(gòu)本身的游隙之外，在施加軸向載荷之后，軸向間隙還包括彈性變形所造成的竄動。 ? 可通過預(yù)緊方法消除滾珠絲杠副間隙，并能提高剛度 。滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊方法與螺母的型式有關(guān)。 ? 注意點 ：預(yù)緊雖能有效地減小彈性變形所帶來的軸向位移，但過大的預(yù)加載荷將增加摩擦阻力，降低傳動效率，并使壽命大為縮短。所以，一般要經(jīng)過幾次調(diào)整才能保證機床在最大軸向載荷下，既消除了間隙，又能靈活運轉(zhuǎn)。 （ 1）對于單螺母結(jié)構(gòu)主要有三種： ① 增加滾珠直徑預(yù)緊法： 通過篩選滾珠的大小進行預(yù)緊。無須改變螺母結(jié)構(gòu)，簡單可靠，剛性好；但它一旦配好，就不能對預(yù)緊力再進行調(diào)整。當(dāng)預(yù)緊力調(diào)整為額定動載荷的2%~5%左右時，性能最佳；允許最大預(yù)緊力為額定動載荷的 5%。 ② 螺母夾緊預(yù)緊法 (b)： 在螺母的單邊加工一條 隙，再通過螺栓 4徑向夾緊螺母。制造成本低，調(diào)整簡單，預(yù)緊力調(diào)整方便；但對剛性有一定的影響。允許最大預(yù)緊力為額定動載荷的 5%。 ② 整體螺母變位螺距預(yù)緊法 (c)： 通過整體螺母變位，使螺母相對絲杠產(chǎn)生軸向移動。這種方法的特點是結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，調(diào)整方便；但調(diào)整位移量不易。 （ 2）對于雙螺母結(jié)構(gòu)的滾珠絲杠螺母副 ? 雙螺母 墊片預(yù)緊法 (a)。 它是通過改變墊片 4的厚度，使螺母相對絲杠產(chǎn)生軸向位移的預(yù)緊方法。這種方法的特點是結(jié)構(gòu)簡單可靠，剛性好；但調(diào)整較費時間，且不能在工作中隨意調(diào)整。最大預(yù)緊力不能超過平均工作載荷的 33%，通常調(diào)整為額定動載荷的 10%左右。 ? 雙螺母螺紋調(diào)隙式： 螺母 1的外端有凸緣。螺母 2外端無凸緣但有螺紋，并伸出套筒外，并用兩個圓螺母 4固定。旋轉(zhuǎn)圓螺母 4，即可消除間隙，并產(chǎn)生預(yù)緊力。 ? 齒差調(diào)隙式： 在兩個螺母的凸緣上各制有圓柱外齒輪，齒數(shù)差為 1 ，兩個內(nèi)齒圈的齒數(shù)與外齒輪的齒數(shù)相同，并用螺釘和銷釘固定在螺母座的兩端。調(diào)整時先將內(nèi)齒圈取出，根據(jù)間隙的大小使兩個螺母分別在相同方向轉(zhuǎn)過一個齒或幾個齒，使螺母在軸向彼此移近 ( 或移開 ) 相應(yīng)的距離。 間隙消除量 Δ 的計算： n ：兩螺母在同一方向轉(zhuǎn)過的齒數(shù)； t:滾珠絲桿的導(dǎo)程； Z:齒輪的齒數(shù) 、 。 （ 1）滾珠絲杠螺母副的支承軸承 ? 雙向推力角接觸球軸承 . 接觸角為 60176。，可以承受雙向軸向載荷和徑向載荷，裝配后可以采用精密鎖緊螺母預(yù)緊。軸向剛度高，可以承受很大的軸向力，是一種專門用于滾珠絲杠的軸承。 滾珠絲杠螺母副的安裝 ? 滾針 /推力圓柱滾子軸承。由一個帶向心和推力滾道的外圈、兩個軸圈、一個內(nèi)圈、一個向心滾針、兩個推力圓柱滾珠等組成的完整單元。可以承受雙向軸向載荷和徑向載荷，裝配后可以采用精密鎖緊螺母預(yù)緊?？梢猿惺芎艽蟮妮S向力，也是一種專門用于滾珠絲杠的軸承。 （ 2）滾珠絲杠螺母副的支承型式 (a)一端固定、一端自由。 僅在一端裝可以承受雙向軸向載荷與徑向載荷的推力角接觸球軸承或滾針 推力圓柱滾子軸承，并進行軸向預(yù)緊；另一端完全自由，不作支撐。結(jié)構(gòu)簡單，但承載能力較小，總剛度較低，且隨著螺母位置的變化剛度變化較大。通常適用于絲杠長度、行程不長的情況。 （ b）一端固定、一端游動。 在一端裝可以承受雙向軸向載荷與徑向載荷的推力角接觸球軸承或滾針推力圓柱滾子軸承，另一端
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