【正文】 和伸縮式備注《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案內(nèi)容等，數(shù)控機(jī)床上大多采用伸縮式防護(hù)罩。這些裝置結(jié)構(gòu)簡單，由專門廠家制造。備注三、滾珠絲杠螺母副滾珠絲杠螺母副是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與直線運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換的新型理想傳動(dòng)裝置。（一）滾珠絲杠螺母副的特點(diǎn)其工作原理是：在絲杠和螺母上加工有弧形螺旋槽，當(dāng)把它們套裝在一起時(shí)形成螺旋通道，并且滾道內(nèi)填滿滾珠。當(dāng)絲杠相對(duì)于螺母旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩者發(fā)生軸向位移，而滾珠則可沿著滾道流動(dòng)，按照滾珠返回的方式不同可以分為內(nèi)循環(huán)式和外循環(huán)式二種。內(nèi)循環(huán)式帶有反向器，如圖217a，返回的滾珠經(jīng)過反向器和絲杠外圓返回。外循環(huán)式如圖217b所示，其螺母旋轉(zhuǎn)槽的兩端由回珠管連接起來，返回的滾珠不與絲杠外圓相接觸，滾珠可以作周而復(fù)始的循環(huán)運(yùn)動(dòng)，在管道的兩端還能起到擋珠的作用，用以避免滾珠沿滾道滑出。鋼珠每一個(gè)循環(huán)閉路稱為列。每個(gè)滾珠循環(huán)閉路內(nèi)所含導(dǎo)程數(shù)稱為圈數(shù)。內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠副的每個(gè)螺母有2列、3列、4列、5列等幾種，每列只有一圈。，，剩下的半圈作回珠。，，種類很多。在傳動(dòng)時(shí)，滾珠與絲杠、螺母之間基本上是滾動(dòng)摩擦，所以具有下述特點(diǎn)： 1．摩擦損失小，傳動(dòng)效率高滾珠絲杠副的傳動(dòng)效率可達(dá)92％~98％，是普通絲杠傳動(dòng)的3~4倍。2．傳動(dòng)靈敏，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，低速時(shí)無爬行滾珠絲杠螺母副滾珠與絲杠和螺母是滾動(dòng)摩擦，其動(dòng)、靜摩擦系數(shù)基本相等，并且很小,移動(dòng)精度和定位精度高。3．使用壽命長滾珠絲杠副采用優(yōu)質(zhì)合金鋼制成，其滾道表面淬火硬度高達(dá)60~62HRC，表面粗糙度值小，另外，因?yàn)槭菨L動(dòng)摩擦，故磨損很小。4．軸向剛度高滾珠絲杠螺母副可以完全消除間隙傳動(dòng)，并可預(yù)緊，因此具有較高的軸向剛度。同時(shí)，反向時(shí)無空程死區(qū)，反向定位精度高。5．具有傳動(dòng)的可逆性既可以將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，也可以把直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。因?yàn)闈L珠絲杠副具有這些優(yōu)點(diǎn)，所以現(xiàn)在被各類中、小型數(shù)控機(jī)床普遍采用。6．不能實(shí)現(xiàn)自鎖由于其摩擦系數(shù)小不能自鎖，當(dāng)用于垂直位置時(shí)，為防止因突然停斷電而造成主軸箱下滑，必須加有制動(dòng)裝置。7．制造工藝復(fù)雜成本高滾珠絲杠和螺母的材料、熱處理和加工要求相當(dāng)于滾動(dòng)軸承，螺旋滾道必須磨削，制造成本高。目前已由專門廠集中生產(chǎn)，其規(guī)格、型號(hào)已標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，這樣，不僅提高了滾珠絲杠螺母副的產(chǎn)品質(zhì)量，而且也降低了生產(chǎn)成本，使?jié)L珠《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案內(nèi)容絲杠螺母副得到廣泛的應(yīng)用。（二）滾珠絲杠螺母副間隙的調(diào)整軸向間隙通常是指絲杠和螺母無相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，絲杠和螺母之間的最大軸向竄動(dòng)量。除了結(jié)構(gòu)本身所有的游隙之外，還包括施加軸向載荷后產(chǎn)生彈性變形所造成的軸向竄動(dòng)量。通常采用雙螺母預(yù)緊的辦法解決，預(yù)緊是指它在過盈的條件下工作，把彈性變形量控制在最小限度。而用雙螺母加預(yù)緊力調(diào)整后，基本上能消除軸向間隙。利用雙螺母加預(yù)緊力消除軸向間隙時(shí)，必須注意：1．預(yù)加載荷能夠有效地減少彈性變形所帶來的軸向位移，預(yù)緊力太小不能起到消除間隙的作用。但預(yù)緊力也不宜過大，過大的預(yù)緊載荷將增加摩擦力，使傳動(dòng)效率降低，縮短絲杠的使用壽命。2．要特別減小絲杠安裝部分和驅(qū)動(dòng)部分的間隙。消除間隙的方法除了少數(shù)用微量過盈滾珠的單螺母消除間隙外，常用的雙螺母消除軸向間隙的結(jié)構(gòu)形式有墊片預(yù)緊方式、螺紋預(yù)緊方式和齒差預(yù)緊方式等。（1）圖218是雙螺母墊片預(yù)緊方式結(jié)構(gòu)，通過調(diào)整墊片的厚度使左右螺母產(chǎn)生軸向位移，就可達(dá)到消除間隙和產(chǎn)生預(yù)緊力的作用。（2）圖219是雙螺母螺紋預(yù)緊方式結(jié)構(gòu)，用鍵限制螺母在螺母座內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)。調(diào)整時(shí)，擰動(dòng)圓螺母將螺母沿軸向移動(dòng)一定距離，在消除間隙之后用圓螺母將其鎖緊。（3）圖220是雙螺母齒差預(yù)緊方式結(jié)構(gòu)，在兩個(gè)螺母1和2的凸緣上各制有一個(gè)圓柱外齒輪，兩個(gè)齒輪的齒數(shù)相差一個(gè)齒，即z1z2=1。兩個(gè)內(nèi)齒圈3和4與外齒輪齒數(shù)分別相同，并用預(yù)緊螺釘和銷釘固定在螺母座的兩端。調(diào)整時(shí)先將內(nèi)齒圈取下，根據(jù)間隙的大小調(diào)整兩個(gè)螺母2分別向相同的方向轉(zhuǎn)過一個(gè)或多個(gè)齒。使兩個(gè)螺母在軸向移近了相應(yīng)的距離達(dá)到調(diào)整間隙和預(yù)緊的目地。間隙消除量△可用下式簡便地計(jì)算出：D=（21）式中n —— 螺母在同一方向轉(zhuǎn)過的齒數(shù)；t —— 滾珠絲杠的導(dǎo)程；z1,z2——齒輪的齒數(shù)。ntz1z2備注n=Dz1zt 例如，當(dāng)z1=101，z2=100，t=5mm時(shí)，如果兩個(gè)螺母向相同方向各轉(zhuǎn)過一個(gè)齒時(shí)，其相對(duì)軸向位移量為D=5/（100101）≈，n=100101/5=4。則相應(yīng)的兩螺母沿同方向轉(zhuǎn)過4個(gè)齒即可消除。（三）滾珠絲杠螺母副的結(jié)構(gòu)形式接螺旋滾道法向截面形狀分單圓弧型和雙圓弧型；按滾珠循環(huán)方式分內(nèi)循環(huán)式和外循環(huán)式；按消除軸向間隙和調(diào)整預(yù)緊方式的不同分為墊片預(yù)緊方式、螺紋預(yù)緊方式和齒差預(yù)緊方式三種；按用途分為定位滾珠絲杠副（P類）、傳動(dòng)滾珠絲《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案內(nèi)容杠副（T類）兩類，數(shù)控機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用P類。國內(nèi)生產(chǎn)的滾珠絲杠螺母副螺旋滾道法向截形有兩種：單圓弧型和雙圓弧型，見圖221。在螺紋滾道法向剖面內(nèi)，滾珠與滾道接觸點(diǎn)法線與絲杠軸線的垂直線夾角稱接觸角b，理想接觸角等于45176。1．單圓弧型如圖221a所示。滾道半徑R稍大于滾珠半徑rb，取比值：R/rb=~。接觸角b隨初始間隙和軸向截荷大小而變化。當(dāng)b增大后，軸向剛度、傳動(dòng)效率隨之增大。為保證b=45176。，必須嚴(yán)格控制徑向間隙。這種截面形狀滾道形狀簡單，用成形砂輪磨削可得到較高精度。為消除軸向間隙和調(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(duì)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(duì)工作有利。（四）滾珠絲杠螺母副的主要參數(shù)及代號(hào) 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(duì)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(jí)—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(jí)，即7和10七個(gè)精度等級(jí)。一級(jí)精度最高，其余依次逐級(jí)遞減，一般動(dòng)力傳動(dòng)可選用7級(jí)精度，數(shù)控機(jī)床和精密機(jī)械可選用3級(jí)精度，精密儀器、儀表機(jī)床、螺紋磨床可選用2級(jí)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(hào)的標(biāo)注—91滾珠絲杠副代號(hào)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ㄎ粷L珠絲杠，精度等級(jí)為4級(jí)。滾珠絲杠副的特征代號(hào)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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