【正文】 可用防塵密封圈或防護套來防止灰塵及雜質進入滾珠絲杠 副，使用潤滑劑來提高其耐磨性及傳動效率，從而維持其傳動精度、延長其使用壽命。密封圈有接觸式和非接觸式兩種，將其裝在滾珠螺母兩端即可。非接觸式密封圈通常由聚氯乙烯等塑料制成，其內(nèi)孔螺紋表面與絲杠螺紋之間略有間隙，故又稱迷宮式密封圈。接觸式密封圈用具有彈性的耐油橡膠或尼龍等材料制成，因此有接觸壓力并產(chǎn)生一定的摩擦力矩，但其防塵效果好。常用的潤滑劑有潤滑油和潤滑脂兩類。潤滑脂一般在裝配是放進滾珠螺母滾道內(nèi)定期潤滑，而使用潤滑油時應注意經(jīng)常通過注油孔注油。防護套的形式有折疊式密封套、伸縮套管和伸縮擋板。 滾軸絲杠副支撐選擇及軸承選用 支撐方式選擇 在機械設計中，構件的固定和支撐有很多種，各種又各有各的特點。在該畢業(yè)設計中，要綜合各方面的因素，和實際工作情況，并結合生產(chǎn)一線的反饋信息，對滾珠絲杠副的支撐方式進行選擇。滾珠絲杠的主要載荷是軸向載荷，徑向載荷來自于絲杠的自重。因此，滾珠絲杠的軸向剛度和位移精度要求很高。滾珠絲杠的支承方式有以下幾種： 徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 18 圖 23 支撐方式 (a)一端裝推力軸承。這種安裝方式適用于短絲杠，它的承載能力小 ，軸向剛度低，一般用于數(shù)控機床的調節(jié)環(huán)節(jié)或升降臺式數(shù)控銑床的垂直方向。 (b)一端裝推力軸承，另一端裝深溝球軸承。此種方式用于絲杠較長的情況，當熱變形造成絲杠伸長時，其一端固定，另一端能作微量的軸向浮動，安裝時應注意使推力軸承端遠離熱源及絲杠的常用段，以減少絲杠熱變形的影響。 (c)兩端裝推力軸承。把推力軸承裝在滾珠絲杠的兩端，并施加預緊拉力，可以提高軸向剛度，但這種安裝方法對絲杠的熱變形較為敏感。 (d)兩端裝推力軸承及深溝球軸承。它的兩端均采用雙重支撐并施加預緊，使絲桿具有較大的剛度，這種方式還可使絲杠 的溫度變形轉化為推力軸承的預緊力，但設計時要求提高推力軸承的承載能力和支撐剛度。 一端軸向固定一端自由的支承配置方式，通常用于短絲杠和垂直進給絲杠；一端固定一端浮動的方式，常用于較長的臥式安裝絲杠；以及兩端固定的安裝方式，常用于長絲杠或高轉速、高剛度、高精度的絲杠，這種配置方式可對絲桿進行預拉伸。因此在此課題中采用兩端固定的方式，以實現(xiàn)高剛度、高精度以及對絲杠進行拉伸。 軸承選擇 軸承可以分為標準滾動軸承、非標滾動軸承、靜壓軸承和磁懸浮軸承。滾珠絲杠一般配用標準滾動軸承。滾動軸承已標準化系列化， 有向心軸承、向心推力軸承和推力軸承，共十種類型。滾動軸承一般 由內(nèi)圈、外圈、滾動體和保持架組成。 在軸承設計中應根據(jù)承載的大小、旋轉精度、剛度、轉速等要求選用合適的軸承類型。舉例如下： （ 1）深溝球軸承。軸系用球軸承有單列向心球軸承和角接觸軸承。前者一般不能承受軸向力，且間隙不能調整，常用于旋轉精度和剛度要求不夠的場合。后者既能承受徑向載荷也能承受軸向載荷；并可以通過內(nèi)外圍之間的相對位移來調整其大小。因此在輕載時應用廣泛。 徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 19 （ 2）雙列向心短圓柱滾子軸承。此類軸承一般分為兩種一種是滾道開在內(nèi)圈上，一種是滾道開在外 圈上。這兩種軸承的圓柱滾子數(shù)目多、密度大，分兩列交叉排列，旋轉時支承剛度變化小，內(nèi)圈上均有 1:12 的錐孔與帶錐度 的軸頸配合，內(nèi)圈相對于軸頸作軸向移動時，內(nèi)圈被漲大，從而可調整軸承的徑向間隙或實現(xiàn)預緊；因此，其承載能力大、支承剛度高，但只能承受徑向載荷，與其他推力軸承組合使用，可用于較大載荷、較高轉速場合。 （ 3）圓錐滾子軸承。圓錐滾子軸承由內(nèi)圈、外圈、格圈和圓錐滾子組成。該軸承能承受較大載荷，用其代替短圓柱滾子軸承和推力軸承，則剛度提高，雖極限轉速有所降低，但仍能達到高精度的要求。 （ 4）推力軸承。推力軸 承一般軸向承載能力很強，支承剛度很大，但極限轉速較低，運動造勢較大。 考慮到輕載，初選 。60 接觸角推力角接觸軸承， 代號 7202AC 型。 該軸承是與滾珠絲杠專配的軸承其主要特點是：既能承受軸向載荷又能承受徑向載荷，接觸角大、鋼球多、剛度高。該軸承的 數(shù)據(jù)表 210： 表 27 角接觸軸承的數(shù)據(jù) d(mm) D(mm) B(mm) minad(mm) maxaD(mm) maxar(mm) 2d (mm) 2D (mm) minr (mm) rC (kN) orC (kN) 15 32 9 軸承配合與潤滑 滾動軸承的潤滑目的是減少軸承內(nèi)部摩擦及摩損，防止燒粘、其潤滑效用如下 ： （ 1） 減少摩擦及摩損。在構成軸承的套圈、滾動體及保持器的相互接觸部分，防止金屬接觸，減少摩擦、磨損。 （ 2） 延長疲勞壽命。軸承的滾動疲勞壽命，在旋轉中，滾動接觸面潤滑良好，則延長。相反地，油粘度低，潤滑油膜厚度不好，則縮短。 （ 3） 排出摩擦熱、冷卻。循環(huán)給油法等可以用油排出由摩擦發(fā)生的熱，或由外部傳來的熱，冷卻。防止軸承過熱，防止?jié)櫥妥陨砝匣? （ 4） 也有防止異物侵入軸承內(nèi)部，或防止生銹、腐蝕之效果。 軸承的潤滑方法，分為脂潤滑和油潤滑。為了使軸承很好地發(fā)揮機能，首先，要選擇適合使用條件、 使用目的的潤滑方法。若只考慮潤滑，油潤滑的潤滑性占優(yōu)勢。但是，脂徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 20 潤滑有可以簡化軸承周圍結構的特長，將脂潤滑和油潤滑的利弊比較。 滾動軸承的套圈與軸和座孔之間應選擇適當?shù)呐浜?，以保證軸的旋轉精度和 軸承的周向固定。滾動軸承是標準零件，因此，軸承內(nèi)圈與軸頸的配合采用基孔制，軸承外圈與座孔的配合采用基軸制。為了防止軸頸與內(nèi)圈在旋轉時有相對運動，軸承內(nèi)圈與軸頸一般選用 m m n p r js5 等較緊的配合。軸承外圈 與座孔一般選用 J K MH7 等較松的配合。配合選擇取決于載荷大小、方向和性質；軸承 類型、尺寸和精度；軸承游隙以及其他因素。 聯(lián)軸器簡介 聯(lián)軸器是用來聯(lián)接不同機構中的兩根軸（主動軸和從動軸）使之共同旋轉以傳遞扭矩的機械零件。在高速重載的動力傳動中，有些聯(lián)軸器還有緩沖、減振和提高軸系動態(tài)性能的作用。聯(lián)軸器由兩半部分組成，分別與主動軸和從動軸聯(lián)接。一般動力機大都借助于聯(lián)軸器與工作機相聯(lián)接。聯(lián)軸器是用來聯(lián)接不同機構中的兩根軸（主動軸和從動軸）使之共同旋轉以傳遞扭矩的機械傳動件。聯(lián)軸器可分為剛性聯(lián)軸器、撓性聯(lián)軸器、安全聯(lián)軸器三種 ，其一般可分為 7 種，具體分類如下： （ 1） 剛性聯(lián)軸器：剛性聯(lián)軸 器不具有補償被聯(lián)兩軸軸線相對偏移的能力，也不具有緩沖減震性能；但結構簡單，價格便宜。只有在載荷平穩(wěn)，轉速穩(wěn)定，能保證被聯(lián)兩軸軸線相對偏移極小的情況下，才可選用剛性聯(lián)軸器。 （ 2） 撓性聯(lián)軸器：具有一定的補償被聯(lián)兩軸軸線相對偏移的能力，最大量隨型號不同而異。 （ 3） 無彈性元件的撓性聯(lián)軸器：承載能力大，但也不具有緩沖減震性能，在高速或轉速不穩(wěn)定或經(jīng)常正、反轉時，有沖擊噪聲。適用于低速、重載、轉速平穩(wěn)的場合。 （ 4） 非金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器 在轉速不平穩(wěn)時有很好的緩沖減震性能；但由于非金屬 （橡膠、尼龍等）彈性元件強度低、壽命短、承載能力小、不耐高溫和低溫，故適用于高速、輕載和常溫的場合 （ 5） 金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器：除了具有較好的緩沖減震性能外，承載能力較大，適用于速度和載荷變化較大及高溫或低溫場合。 （ 6） 安全聯(lián)軸器 ：在結構上的特點是，存在一個保險環(huán)節(jié)（如銷釘可動聯(lián)接等），其只能承受限定載荷。當實際載荷超過事前限定的載荷時，保險環(huán)節(jié)就發(fā)生變化，截斷運動和動力的傳遞，從而保護機器的其余部分不致?lián)p壞，即起安全保護作用。 （ 7） 起動安全聯(lián)軸器：除了具有過載保護作用外， 還有將機器電動機的帶載起動轉變?yōu)榻瓶蛰d起動的作用。 徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 21 聯(lián)軸器基本要求 在選擇標準聯(lián)軸器時應根據(jù)使用要求和工作條件 ,如承載能力 ,轉速 ,兩軸相對位移 ,緩沖吸振以及裝拆 ,維修更換易損元件等綜合分析來確定。具體選擇時可順序考慮以下幾點。 (1)原動機和工作機的機械特性。原動機的類型不同 ,其載荷性質差異很大 ,有的平穩(wěn) ,有的沖擊甚至強烈沖擊或振動。這將直接影響聯(lián)軸器類型的選擇 ,是選型的首要依據(jù)之一。對于載荷平穩(wěn)的 ,則可選用剛性聯(lián)軸器 ,否則宜選用彈性聯(lián)軸器。 (2)聯(lián)軸器連接的軸系及其運轉情況。對于聯(lián)接軸系的質 量大 ,轉動慣量大 ,而又經(jīng)常起動 ,變速或反轉的 ,則應考慮選用能承受較大瞬時過載 ,并能緩沖吸振的彈性聯(lián)軸器。 (3)工作機的轉速高低 ,對于需告訴運轉的兩軸連接 ,應考慮選擇聯(lián)軸器的結構具有高平衡精度特性 ,以消除離心力而產(chǎn)生的振動和躁聲 ,增加相關元件的磨損和發(fā)熱而降低傳動質量和使用壽命。其中膜片聯(lián)軸器對高速運轉適應性較大。 (4)聯(lián)軸器的對中和對中保持程度 ,保持良好的對中是使運轉正常的前提 ,防止產(chǎn)生過大附加載荷及其他不良工況。 (5)聯(lián)軸器的結構及工作特性 ,聯(lián)軸器的外形尺寸 ,安裝 ,拆卸所需的空間大小和難易程度以及對 維護的要求等都應與連接機組的具體配置位置和要求相適應。 (6)聯(lián)軸器的可靠性 ,使用壽命和工作環(huán)境。 (7)聯(lián)軸器的制造 ,安裝和維護的成本 ,在滿足使用要求的條件下 ,應使選擇的聯(lián)軸器成本低 ,不需維護以降低經(jīng)常費用。 由絲杠的軸徑和 Tc 選取聯(lián)軸器 :由表 ]聯(lián)軸器的性能比較后選用圓錐銷套筒聯(lián)軸器。 聯(lián)軸器選擇 聯(lián)軸器品種、型式、規(guī)格很多，在正確理解品種、型式、規(guī)格各自概念的基礎上，根據(jù)傳動系統(tǒng)的需要來選擇聯(lián)軸器，首先從已經(jīng)制訂為標準的聯(lián)軸器中選擇，目前我國制訂為國標和行標的有十幾種，這些標準聯(lián)軸器絕大多數(shù)是通 用聯(lián)軸器，每一種聯(lián)軸器都有各自的特點和適用范圍，基本能夠滿足多種工況的需要，一般情況下設計人員無需自行設計聯(lián)軸器，只有在現(xiàn)有標準聯(lián)軸器不能滿足需要時才需自行設計聯(lián)軸器。標準聯(lián)軸器選購方便，價格比自行設計的非標準聯(lián)軸器要便宜很多。在眾多的標準聯(lián)軸器中，正確選擇適合自己需要的最佳聯(lián)軸器，關系到機械產(chǎn)品軸系傳動的工作性能、可靠性、使用壽命、振動、噪聲、節(jié)能、傳動效率、傳動精度、經(jīng)濟性等一系列問題，也關系到機械產(chǎn)品的質量。 設計人員在選用聯(lián)軸器時應立足于從軸系傳動系統(tǒng)的角度需要來選擇聯(lián)軸器，應避免單純的只考慮主、從 動端聯(lián)接選擇聯(lián)軸器。 依據(jù)滾珠絲杠的軸徑和 CT 來選擇聯(lián)軸器，有下表 28 所列的聯(lián)軸器性能初選 圓錐銷套徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 22 筒聯(lián)軸器。 表 28 聯(lián)軸器性能 類別 聯(lián)軸器名稱 轉矩范圍 軸徑范圍 mm 最高轉速r/min 特點及應用說明 固定式 套筒聯(lián)軸器 圓錐銷 3~4000 平鍵 71~5000 半圓鍵 8~450 花鍵 150~12500 4~100 20~100 10~35 25~102 一般小于等200~250 結構簡單，制造容易，徑 向尺寸小，成本低。但裝拆時需沿軸向移動較大的 距離。而且只能連接兩軸直徑相同的圓柱形，軸伸一般用于工作平穩(wěn)的功率傳動軸系。 剛性 凸緣聯(lián)軸器（ GB/T5843— 2022） 10~20220 10~180 13000~2300 結構簡單，制造容易，工作可靠，裝拆方便，剛性好，傳遞轉矩大，但不能吸收沖擊。當兩軸對中精度較低時，將引起較大的附加載荷，適用于工作平穩(wěn)的一般傳動，高速傳動時需要有高的對中和制造精度。 套筒 夾殼聯(lián)軸器 （ HG5— 213— 1965） 85~9000 30~110 900~380 裝拆方便，不需沿軸向移動兩軸，但平衡困難，而且兩軸徑必須是相同的圓柱形。僅適用于低速傳動的水平或垂直軸系，以傳遞平穩(wěn)載荷為宜。 聯(lián)軸器 緊箍夾殼聯(lián)軸器 180~12500 30~110 900~380 其特點和使用性能與夾殼聯(lián)軸器相似，但外形簡單，平衡條件有所改善，夾緊力大，很適宜用于徑向夾緊力大的場合。 初選 d=12mm 的 圓錐銷套筒聯(lián)軸器，其具體數(shù)據(jù)如下表 212： 表 29 d=12mm 的圓錐銷套筒聯(lián)軸器數(shù)據(jù) d 公稱轉矩（ N?m） D L l C 圓錐銷 （ 2個） 12 22 40 8 224? 徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 23 聯(lián)軸器校核 轉矩校核 聯(lián)軸器轉矩的計算公式 見式 ()： n9550 PKTKT AAC ???? 式（ ） 式中： K—— 工作情況系數(shù) P—— 輸出功率（ kw） T—— 理論轉矩 CT — — 計算轉矩