【文章內(nèi)容簡介】 除軸向間隙和調(diào)整預(yù)緊，必須采用雙螺母結(jié)構(gòu)。2．雙圓弧型如圖221b所示。滾道由半徑R稍大于滾珠半徑rb的對稱雙圓弧組成。理論上軸向和徑向間隙為零，接觸角b=45176。是恒定的。比值：R/~。這種截形滾道接觸穩(wěn)定，但加工較復(fù)雜。消除軸向間隙和調(diào)整預(yù)緊，不僅可以采用雙螺母結(jié)構(gòu)，也可以采用增大滾珠直徑的單螺母結(jié)構(gòu)。另外兩圓弧交接處有一小溝槽，可容納潤滑油和臟物，這對工作有利。（四）滾珠絲杠螺母副的主要參數(shù)及代號 1．滾珠絲杠螺母副的主要參數(shù)（1）公稱直徑dm：即滾珠絲杠的名義直徑（圖222）。.滾珠與螺紋滾道在理論接觸角狀態(tài)時(shí)，包絡(luò)滾珠球心的圓柱直徑，是滾珠絲杠螺母副的特征尺寸。名義直徑與承載能力有直接關(guān)系，dm越大，承載能力和剛度越大，有的資料推薦滾珠絲杠螺母副的名義直徑應(yīng)大于絲杠工作長度的 1/30。數(shù)控機(jī)床常用進(jìn)給絲杠的名義直徑dm為f30mm至f80mm。國際標(biāo)準(zhǔn)ISO規(guī)定滾珠絲杠螺母副的名義直徑系列為：6，8，10，12，16，20，25，30，40，50，60，80，100，120，125，160及200 mm。（2）導(dǎo)程L0：絲杠相對于螺母旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)，螺母上基準(zhǔn)點(diǎn)的軸向位移。它按承載能力選取，并與進(jìn)給系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量要求有關(guān)。導(dǎo)程的大小是根據(jù)機(jī)床的加工精度要求確定的。精度要求高時(shí)，應(yīng)將導(dǎo)程取小一些，這樣在一定的軸向力作用下，絲杠上的摩擦阻力較小。但為了使?jié)L珠絲杠具有一定的承載能力，滾珠直徑又不能太小。導(dǎo)程過小勢必使?jié)L珠直徑變小，滾珠絲杠螺母副的承載能力亦隨之減小。若絲杠副的名義直徑不變，導(dǎo)程減小則螺旋升角也變小，傳動(dòng)效率降低。因此在滿足機(jī)床加工精度的條件下，導(dǎo)程應(yīng)盡可能取得大些。國際標(biāo)準(zhǔn)ISO規(guī)定滾珠絲杠螺母副的導(dǎo)程為 1，2，3，4，5，6，10，12，16，20，25，30，40 mm。，5，10，20，40 mm。此外還有接觸角b、絲杠螺紋大徑d、絲杠螺紋小徑d螺紋全長l、滾珠直徑db、螺母螺紋大徑D、螺母螺紋小徑D滾道圓弧偏心距e 以及滾道圓弧半徑R等參數(shù)。備注《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案內(nèi)容2．精度等級—91滾珠絲杠螺母副按其使用范圍及要求分為7個(gè)精度等級，即7和10七個(gè)精度等級。一級精度最高，其余依次逐級遞減，一般動(dòng)力傳動(dòng)可選用7級精度，數(shù)控機(jī)床和精密機(jī)械可選用3級精度，精密儀器、儀表機(jī)床、螺紋磨床可選用2級精度。滾珠絲杠螺母副精度直接影響定位精度，承載能力和接觸剛度，因此它是滾珠絲杠副的重要指標(biāo)，選用時(shí)要予以考慮。3．滾珠絲杠螺母副代號的標(biāo)注—91滾珠絲杠副代號的標(biāo)注方法如圖223a所示。采用漢語拼音字母、數(shù)字及漢字結(jié)合標(biāo)注法，標(biāo)注示例如圖223b 所示。例如：，墊片預(yù)緊，回珠管埋入式，公稱直徑為60mm，導(dǎo)程為12mm，螺紋旋向?yàn)樽笮?，定位滾珠絲杠，精度等級為4級。滾珠絲杠副的特征代號見表21。（五）滾珠絲杠螺母副的支承滾珠絲杠主要承受軸向載荷，它的徑向載荷主要是臥式絲杠的自重。因此對滾珠絲杠的軸向精度和剛度要求較高。此外，滾珠絲杠的正確安裝及其支承的結(jié)構(gòu)剛度也不容忽視。滾珠絲杠兩端常用支承形式如圖224所示。圖224a是一端固定一端自由的支承形式。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，軸向剛度低，它適用于短絲杠及垂直布置絲杠，一般用于數(shù)控機(jī)床的調(diào)整環(huán)節(jié)和升降臺(tái)式數(shù)控銑床的垂直坐標(biāo)軸。圖224b是一端固定一端浮動(dòng)的支承形式，絲杠軸向剛度與圖224a形式相同，絲杠受熱后有膨脹伸長的余地，需保證螺母與兩支承同軸。這種形式的配置結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，工藝較困難，適用于較長絲杠或臥式絲杠。圖224c是兩端固定的支承形式，這種支承結(jié)構(gòu)只要軸承無間隙，絲杠的軸向剛度比一端固定形式高約4倍，固有頻率比一端固定的高，可預(yù)拉伸，在它的一端裝有蝶形彈簧和調(diào)整螺母，這樣既可對滾珠絲杠施加預(yù)緊力，又可使絲杠受熱變形得到補(bǔ)償，保持恒定預(yù)緊力，但結(jié)構(gòu)工藝都較復(fù)雜，適用于長絲杠。（六）滾珠絲杠螺母副的密封與潤滑 1．密封通常滾珠絲杠副可用防塵密封圈和防護(hù)套密封，防止灰塵及雜質(zhì)進(jìn)入滾珠絲杠副。密封圈有接觸式和非接觸式兩種，裝在滾珠螺母的兩端。防護(hù)套可防止塵土及雜質(zhì)進(jìn)入滾珠絲杠，影響其傳動(dòng)精度。對于暴露在外面的絲杠一般采用螺旋鋼帶、伸縮套筒、錐形套管以及折疊式防護(hù)罩，以防止塵埃和磨粒粘附到絲杠表面。這些防護(hù)罩一端連接在滾珠螺母的端面，另一端固定在滾珠絲杠的支承座上。近年來還出現(xiàn)了一種鋼帶纏卷式絲杠防護(hù)裝置。2．潤滑使用潤滑劑，以提高耐磨性及傳動(dòng)效率，從而維持傳動(dòng)精度，延長使用壽命。常用的潤滑劑有潤滑油和潤滑脂兩類。潤滑脂一般在安裝過程中放進(jìn)滾珠螺母的滾道內(nèi)，定期潤滑。使用潤滑油時(shí)應(yīng)注意要經(jīng)常通過注油孔注油。（七）滾珠絲杠螺母副的選擇方法備注《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案內(nèi)容1．滾珠絲杠螺母副結(jié)構(gòu)的選擇可根據(jù)防塵、防護(hù)條件以及對調(diào)隙及預(yù)緊的要求選擇適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式。例如：允許間隙存在（如垂直運(yùn)動(dòng)）時(shí)，可選用具有單圓弧型螺紋滾道的單螺母滾珠絲杠副；如果必須有預(yù)緊，并在使用過程中因磨損而需要定期調(diào)整時(shí)，應(yīng)采用雙螺母螺紋預(yù)緊或齒差預(yù)緊式結(jié)構(gòu)；當(dāng)具備良好的防塵條件，只需在裝配時(shí)調(diào)整間隙及預(yù)緊力時(shí)，可采用結(jié)構(gòu)簡單的雙螺母墊片調(diào)整預(yù)緊式結(jié)構(gòu)。2．滾珠絲杠螺母副結(jié)構(gòu)尺寸的選擇選用滾珠絲杠螺母副時(shí)主要選擇絲杠的公稱直徑和導(dǎo)程。公稱直徑應(yīng)根據(jù)軸向最大工作載荷，按滾珠絲杠副的尺寸系列選擇。在允許的情況下螺紋長度要盡量短。導(dǎo)程（或螺距）應(yīng)按承載能力、傳動(dòng)精度及傳動(dòng)速度選取。當(dāng)要求傳動(dòng)速度快時(shí)，可選用大導(dǎo)程滾珠絲杠副。3．滾珠絲杠螺母副的選擇步驟在選用滾珠絲杠螺母副時(shí)，必須知道實(shí)際的工作條件，包括最大工作載荷（或平均工作載荷、最大載荷作用下的使用壽命、絲杠的工作長度（或螺母的有效行程）、絲杠的轉(zhuǎn)速（或平均轉(zhuǎn)速）、滾道的硬度及絲杠的工作狀況等，然后按下列步驟進(jìn)行選擇：（1）最大的工作載荷；（2）最大動(dòng)載荷。對于靜態(tài)或低速運(yùn)轉(zhuǎn)的滾珠絲杠，需考慮另一種失效形式—滾珠接觸面上的塑性變形，即最大靜載荷是否充分地超過了滾珠絲杠的工作載荷；（3）剛度的驗(yàn)算；（4）壓桿穩(wěn)定性核算。另外，滾珠絲杠在軸向力的作用下將伸長或縮短，在扭矩的作用下將產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)而影響絲杠導(dǎo)程的變化，從而影響傳動(dòng)精度及定位精度，故應(yīng)驗(yàn)算滿載時(shí)的預(yù)緊量。備注四、傳動(dòng)齒輪間隙消除機(jī)構(gòu)（一）直齒圓柱齒輪傳動(dòng)間隙的調(diào)整 l．偏心套調(diào)整如圖225所示偏心軸套消除傳動(dòng)間隙結(jié)構(gòu)。電動(dòng)機(jī)1是用偏心套2與箱體連接的，通過轉(zhuǎn)動(dòng)偏心套2的位置就能調(diào)整兩嚙合齒輪中心距，從而消除齒側(cè)間隙。其結(jié)構(gòu)非常簡單，常用于電動(dòng)機(jī)與絲杠之間齒輪傳動(dòng)。2．墊片調(diào)整如圖226所示，在加工相互嚙合的兩個(gè)齒輪2時(shí)，將分度圓柱面制成帶有小錐度的圓錐面，使齒輪齒厚在軸向稍有變化，裝配時(shí)只需改變墊片3的厚度，使齒輪2作軸向移動(dòng)，調(diào)整兩齒輪在軸向的相對位置即可達(dá)到消除齒側(cè)間隙的目的。3．雙齒輪錯(cuò)齒調(diào)整如圖227所示，兩個(gè)相同齒數(shù)的薄片齒輪2與另外一個(gè)寬齒輪嚙合。可作相對回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的齒輪2套裝在一起。每個(gè)薄片齒輪上分別開有周向圓弧槽，《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案內(nèi)容并在齒輪2的槽內(nèi)壓有裝彈簧的短圓柱3，在彈簧4的作用下使齒輪2錯(cuò)位，分別與寬齒輪的齒槽左右側(cè)貼緊，消除了齒側(cè)間隙。無論正向或反向旋轉(zhuǎn)都分別只有一個(gè)齒輪承受扭矩，因此承載能力受到限制，設(shè)計(jì)時(shí)必須計(jì)算彈簧4的拉力，使它能克服最大扭矩。（二）斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)間隙的消除 1．軸向墊片調(diào)整如圖228所示，寬齒輪同時(shí)與兩個(gè)相同齒數(shù)的薄片齒輪嚙合，薄片齒輪通過平鍵與軸聯(lián)結(jié)，相互間不能轉(zhuǎn)動(dòng)。通過調(diào)整薄片齒輪之間墊片厚度的增減量，然后擰緊螺母，這時(shí)它們的螺旋線產(chǎn)生錯(cuò)位，其左右兩齒面分別與寬齒輪的齒槽左右兩齒面貼緊消除了齒側(cè)間隙。墊片厚度的增減量t和齒側(cè)間隙D的關(guān)系可由下式算出：t=Dctgb（22）式中b——斜齒輪的螺旋角；D——齒側(cè)間隙； t——墊片厚度的增減量。備注2．軸向壓簧調(diào)整如圖229所示，軸向壓簧調(diào)整齒輪齒側(cè)間隙的原理與軸墊片法是一樣的。但用彈簧壓緊能自動(dòng)補(bǔ)償齒側(cè)間隙，達(dá)到無間隙傳動(dòng)。彈簧彈力要用調(diào)整螺母達(dá)到適當(dāng)?shù)闹?。過大會(huì)使齒輪磨損加快，降低使用壽命；過小達(dá)不到消除齒側(cè)間隙的作用。（三）圓錐齒輪傳動(dòng)間隙的消除1．周向壓簧調(diào)整如圖230所示，將大錐齒輪加工成1和2兩部分，齒輪的外圈1開有三個(gè)圓弧槽8，內(nèi)圈2的端面上的三個(gè)凸爪4，套裝在圓弧槽內(nèi)。彈簧6的兩端分別頂在凸爪4和鑲塊7上，使內(nèi)外齒圈2的錐齒錯(cuò)位與小錐齒輪嚙合達(dá)到消除間隙的作用。為了安裝方便，螺釘5將內(nèi)外齒圈相對固定，安裝完畢后即刻卸去。2．軸向壓簧調(diào)整如圖231所示，兩個(gè)錐齒輪相互嚙合。在其中一個(gè)錐齒輪的傳動(dòng)軸上裝有壓簧，調(diào)整螺母可改變壓簧的彈力。錐齒輪在彈力作用下沿軸向移動(dòng)，從而達(dá)到消除齒側(cè)間隙的目的。五、回轉(zhuǎn)進(jìn)給系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床靠回轉(zhuǎn)工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。常用的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)有分度工作臺(tái)和數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，它們的功能各不相同，分度工作臺(tái)只是將工件分度轉(zhuǎn)位，實(shí)現(xiàn)分別加工工件的各個(gè)表面的目的，給零件的加工尤其是箱體類零件的加工帶來了很大的方便。而數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)除了分度和轉(zhuǎn)位的功能之外，還能實(shí)現(xiàn)圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。1．分度工作臺(tái)《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案內(nèi)容分度工作臺(tái)是按照數(shù)控系統(tǒng)的指令，在需要分度時(shí)工作臺(tái)連同工件按規(guī)定的角度回轉(zhuǎn)，有時(shí)也可采用手動(dòng)分度。分度工作臺(tái)只能夠完成分度運(yùn)動(dòng)而不能實(shí)現(xiàn)圓周運(yùn)動(dòng)，并且它的分度運(yùn)動(dòng)只能完成一定的回轉(zhuǎn)度數(shù)如 90176。、60176?；?5176。等。鼠牙盤式分度工作臺(tái)其結(jié)構(gòu)如圖232 所示，它主要由工作臺(tái)面底座、夾緊液壓缸、分度液壓缸和鼠牙盤等零件組成。鼠牙盤是保證分度精度的關(guān)鍵零件，在每個(gè)齒盤的端面有相同數(shù)目的三角形齒。當(dāng)兩個(gè)齒盤嚙合時(shí)，就能自動(dòng)確定周向和徑向的相對位置。（1）工作臺(tái)抬起，鼠齒盤脫離嚙合機(jī)床需要進(jìn)行分度時(shí)，數(shù)控裝置發(fā)出指令→電磁鐵控制液壓閥使壓力油經(jīng)孔23進(jìn)入到工作臺(tái)7中央的夾緊液壓缸下腔10→推動(dòng)活塞6向上移動(dòng)→經(jīng)推力軸承5和13將工作臺(tái)7抬起→內(nèi)齒輪12向上套入齒輪11→上下兩個(gè)鼠齒盤4和3脫離嚙合，完成分度前的準(zhǔn)備工作。（2）回轉(zhuǎn)分度當(dāng)工作臺(tái)7上升時(shí)，推桿2在彈簧力的作用下向上移動(dòng)→使推桿1向右移動(dòng)→微動(dòng)開關(guān)S2復(fù)位→使壓力油經(jīng)油孔21進(jìn)入分度油缸左腔19→推動(dòng)齒條活塞8向右移動(dòng)→齒輪11作逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)→與齒輪11相嚙合的內(nèi)齒輪12轉(zhuǎn)動(dòng)→分度臺(tái)也轉(zhuǎn)過相應(yīng)的角度?；剞D(zhuǎn)角度的大小由微動(dòng)開關(guān)和擋塊17決定，開始回轉(zhuǎn)時(shí)，擋塊14離開推桿15使微動(dòng)開關(guān)S1復(fù)位，通過電路互鎖，始終保持工作臺(tái)處于上升位置。（3）工作臺(tái)下降，完成定位夾緊圖當(dāng)工作臺(tái)轉(zhuǎn)到預(yù)定位置附近，擋塊17通過16使微動(dòng)開關(guān)S3工作。壓力油經(jīng)油孔22進(jìn)入到壓緊液壓缸上腔9→活塞6帶動(dòng)工作臺(tái)7下降→上鼠齒盤4與下鼠齒盤3在新的位置重新嚙合并定位壓緊。為了保護(hù)鼠齒盤齒面不受沖擊，液壓缸下腔10的回油經(jīng)節(jié)流閥可限制工作臺(tái)的下降速度。（4）復(fù)位為下次分度作準(zhǔn)備當(dāng)分度工作臺(tái)下降時(shí)，推桿2和1啟動(dòng)微動(dòng)開關(guān)S2→分度液壓缸右腔18進(jìn)壓力油→活塞齒條8退回→齒輪11順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)→擋塊114回到原位，為下次分度作準(zhǔn)備。鼠齒盤式分度工作臺(tái)具有剛性好，承載能力強(qiáng)，重復(fù)定位精度高，分度精度高，能自動(dòng)定心，結(jié)構(gòu)簡單等特點(diǎn)。鼠齒盤制造精度要求高，它分度的度數(shù)只能是鼠齒盤齒數(shù)的整數(shù)倍。這種工作臺(tái)不僅可與數(shù)控機(jī)床做成一體，也可作為附件使用，廣泛應(yīng)用于各種加工和測量裝置中。2．?dāng)?shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)為了實(shí)現(xiàn)任意角度分度，并在切削過程中能夠?qū)崿F(xiàn)回轉(zhuǎn)，采用了數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。它主要用于數(shù)控鏜銑床。從外形上看與分度工作臺(tái)沒有多大差別，但在內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能上則有較大的不同。如圖233所示，由傳動(dòng)系統(tǒng)、間隙消除裝置及蝸輪夾緊裝置等組成了數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。它由伺服電動(dòng)機(jī)1驅(qū)動(dòng)，經(jīng)齒輪2和4帶動(dòng)蝸桿蝸輪10使工作臺(tái)回轉(zhuǎn)。通過調(diào)整偏心環(huán)3來消除齒輪2和4嚙合側(cè)隙。為了消除軸與套的配合間備注《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案內(nèi)容隙，通過楔形拉緊圓柱銷5（A—A剖面）來連接齒輪4與蝸桿9。蝸桿9采用螺距漸厚蝸桿，蝸桿齒厚從頭到尾逐漸增厚，這種蝸桿的左右兩側(cè)具有不同的導(dǎo)程。但由于同一側(cè)的螺距是相同的，所以仍能保持正確的嚙合。通過移動(dòng)蝸桿的軸向位置來調(diào)節(jié)間隙，實(shí)現(xiàn)無間隙傳動(dòng)。當(dāng)工作臺(tái)靜止時(shí)，必須處于鎖緊狀態(tài)。為此，在蝸輪底部裝有八對夾緊塊12及13，并在底座上均布著八個(gè)小液壓缸14，夾緊液壓缸14的上腔通入壓力油，使活塞向下運(yùn)動(dòng)，通過鋼球17撐開夾緊塊12及13，將蝸輪夾緊。當(dāng)工作臺(tái)需要回轉(zhuǎn)時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出指令，夾緊液壓缸14上腔的油流回油箱，鋼球17在彈簧16的作用下向上抬起，夾緊塊12和13松開蝸輪，這時(shí)蝸輪和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)可按照控制系統(tǒng)的指令作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的導(dǎo)軌面由大型滾柱軸承支承，并由圓錐滾子軸承及雙列圓柱滾子軸承保持回轉(zhuǎn)中心的準(zhǔn)確。為消除累積誤差，數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)設(shè)有零點(diǎn)，當(dāng)它作回零運(yùn)動(dòng)時(shí)首先由安裝在蝸輪上的擋塊碰撞限位開關(guān)，使工作臺(tái)減速，然后通過感應(yīng)塊和無觸點(diǎn)開關(guān)的作用使工作臺(tái)準(zhǔn)確停在零點(diǎn)位置上。分度角度位置通常由角度反饋元件圓光柵18反饋給數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)可作任意角度的回轉(zhuǎn)和分度，因此能夠達(dá)到較高的分度精度。備注第五節(jié)數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用一、MJ50數(shù)控車床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)（一）特點(diǎn)數(shù)控車床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是把伺服電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為刀架和滑板X、Z軸的直線運(yùn)動(dòng)，而且對移動(dòng)精度要求很高，（直徑編程）。采用滾珠絲杠螺母傳動(dòng)副，可以有效地提高進(jìn)給系統(tǒng)的靈敏度、定位精度并防止爬行。另外，消除絲杠螺母副的配合間隙和絲杠兩端的軸承間隙，也有利于提高傳動(dòng)精度。數(shù)控車床的進(jìn)給系統(tǒng)采用伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)同步帶輪傳動(dòng)到滾珠絲杠上，滾珠絲杠螺母帶動(dòng)刀架或滑板移動(dòng)，所以刀架或滑板的快速移動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)均為同一傳動(dòng)路線。（二）X軸進(jìn)給系統(tǒng)傳動(dòng)裝置圖234是MJ50數(shù)控車床 X軸進(jìn)給傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)簡圖。如圖a所示，：24同步帶輪 14和 10以及同步帶 12帶動(dòng)滾珠絲杠6回轉(zhuǎn)，滾珠絲杠螺距為6mm，其上螺母7帶動(dòng)刀架21（