【正文】 母?jìng)鲃?dòng)、絲桿移動(dòng)。 （ 4）絲桿固定、螺母?jìng)鲃?dòng)并移動(dòng)。 根據(jù)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)情況，應(yīng)選擇絲杠傳動(dòng)螺母移動(dòng)的形式，該傳動(dòng)形式需要限制螺母的轉(zhuǎn)動(dòng)，故需導(dǎo)向裝置。 滾珠絲杠副特點(diǎn) 滾珠絲杠副是一種新型螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其具有螺旋槽的絲杠與螺母之間裝有中間傳動(dòng)元件 — 滾珠。當(dāng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)滾珠沿螺紋滾道滾動(dòng)，為防止?jié)L珠從滾道端面掉出，在螺母的螺旋槽兩端設(shè)有滾珠回程引導(dǎo)裝置構(gòu)成滾珠的循環(huán)返回通道，從而形成滾珠流動(dòng)的閉合通路。 由于 滾珠絲杠副 的絲杠軸與絲杠螺母之間有很多滾珠在做滾動(dòng)運(yùn)動(dòng) ,所以能得到較高的運(yùn)動(dòng)效率。在省電方面很有幫助。 滾珠絲杠副是用 日本 制造的世界最高水平的機(jī)械設(shè)備連貫生產(chǎn)出來的，特別是在研削、組裝、檢查各工序的工廠環(huán)境方面 ,對(duì)溫度、濕度進(jìn)行了嚴(yán)格的控制，由于完善的品質(zhì)管理體制使精度得以充分保證。 滾珠絲杠副由于是利用滾珠運(yùn)動(dòng) ,所以啟動(dòng)力矩極小 ,不會(huì)出現(xiàn)滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)那樣的爬行現(xiàn)象 ,能保證實(shí)現(xiàn)精確的微進(jìn)給。 滾珠絲杠副可以加予壓 ,由于予壓力可使 軸向間隙 達(dá)到負(fù)值 ,進(jìn)而得到較高的剛性 (滾珠絲杠內(nèi)通過給滾珠加予壓力 ,在實(shí)際用于機(jī)械裝置等時(shí) ,由于滾珠的斥徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 11 力可使絲母部的剛性增強(qiáng) )。 滾珠絲杠由于運(yùn)動(dòng)效率高、發(fā)熱小、所以可實(shí)現(xiàn)高速進(jìn)給 (運(yùn)動(dòng) )。我國生產(chǎn)的滾珠絲杠副的螺紋滾道有單圓弧形和雙圓弧形。單圓弧形的螺紋滾道的接觸角隨軸向載荷大小的變化而變化，主要由軸向載荷所引起的接觸變形的大小而定。由于單圓弧形滾道加工用砂輪加工成型比較簡(jiǎn)單，故容易得到較高的加工精度。雙圓弧 形的螺紋滾道的接觸角在工作中基本保持不變。由于加工其型面的砂輪修整和加工、檢驗(yàn)均比較困難，故加工成本較高。 （ 2）放逆轉(zhuǎn)：滾珠絲杠副傳動(dòng)逆效率高，應(yīng)考慮在電機(jī)停電后，因部件自重而產(chǎn)生螺旋副的逆?zhèn)鲃?dòng)（特別是在垂直方向上傳動(dòng)時(shí)），防止逆?zhèn)鲃?dòng)的方法可采用：停 電自鎖的電機(jī)、蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)、離合器等方式。 （ 4）防止熱變形：熱變形對(duì)精密螺旋傳動(dòng)的定位精度有著重要的影響。為此必須分析熱源的各因素，采用措施控制熱源，還可以采用預(yù)拉伸、強(qiáng)制冷卻等減少熱變形對(duì)絲杠的伸長的影響。設(shè)計(jì)細(xì)長絲杠時(shí)，應(yīng)考慮防止或減小自重彎曲變形的措施。為此需要防塵措施。 （ 7）合理潤滑是減小驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩、提高傳動(dòng)效率、延長螺旋副使用壽命的重要環(huán)節(jié)。因此要注入潤滑脂。 （ 8）用內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠副，必須使絲杠螺紋兩端中至少有一端的滾珠螺紋是通牙，并該端所有外圓尺寸均小于絲杠螺紋底徑 d2,否則無法裝配螺母。? 滾珠直徑 ? 計(jì)算可得： 滾道半徑 R= 0 ???? dR 偏心距0 ( ) ( ) R mm? ? ? ? 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 14 絲杠內(nèi)徑10 22 mm?????? ??? 滾珠絲杠副預(yù)緊 滾珠絲杠副在負(fù)載時(shí)，其滾珠與滾道面接觸點(diǎn)處將產(chǎn)生彈性變形。這種空回是非連續(xù)的，既影響傳動(dòng)精度，又影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。實(shí)際應(yīng)用中，常采用以下幾種調(diào)整預(yù)緊方法見表 25。 雙螺母齒差預(yù)緊調(diào)整式 可實(shí)現(xiàn)定量調(diào)整即可進(jìn)行精密微調(diào)，使用中調(diào)整方便。 彈簧式自動(dòng)調(diào)整預(yù)緊式 能消除使用過程中因磨損或彈性變形產(chǎn)生的間隙，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、軸向剛度低，適合用于輕載場(chǎng)合。 根據(jù)防塵防護(hù)條件以及對(duì)調(diào)隙及預(yù)緊的要求，可選擇適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式?？紤]到設(shè)計(jì)的所設(shè)計(jì)的工作臺(tái)有良好的防塵條件且只需要在裝配時(shí)調(diào)整間隙及預(yù)緊力，故采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的雙螺母墊片調(diào)整預(yù)緊式。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 15 絲杠不會(huì)發(fā)生失穩(wěn)的最大載荷稱為臨界載荷 22()acr EIF l??? 式（ ） 其中 E=206Gpa L= 44 841 1064 64a dIm?? ?? ? ? ? 式（ ） 取23? ? 則2 9 8 52206 10 10 102( )3crFN? ?? ? ?? ? ?? 安全系數(shù)5 1 10crmFS F ?? ? ?? 式（ ） 由 [S]=，顯然 S[S]成立，故絲杠是安全的 ,不會(huì)失穩(wěn) （ 2）速長絲杠工作時(shí)可能發(fā)生共振，因此需驗(yàn)算其不會(huì)發(fā)生共振的最高轉(zhuǎn)速 — 臨界轉(zhuǎn)速 crn ，要求絲杠的最大轉(zhuǎn)速 crn?maxn ? ? m i n/32uldf5011n22212ccr ??????? ????? 式（ ） 所以 crn?maxn 所以絲杠不會(huì)發(fā)生共振。 T(N? m)為轉(zhuǎn)矩 見式 ()： 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 16 0 tan( )2mDTF ???? 式（ ） 式中 ? 為摩擦角，其正切函數(shù)值為摩擦系數(shù)； mF 為平均工作載荷 .取摩擦系數(shù)為 tan ??,則得84? ? ?? ? ? mNmNT ??????????? 3 。 (5)效率驗(yàn)算 見式 ()： 39。tan tan338 ( ) tan(338 840)?? ?? ?? ? ?? ??? ? ? 式（ ） 要求在 90%95%之間，所以該絲杠副合格 . 經(jīng)上述計(jì)算驗(yàn)證， 各項(xiàng)性能均符合設(shè)計(jì)要求，可選。密封可分為靜密封和動(dòng)密封兩大類。根據(jù)工作壓力，靜密封又可分為中低壓靜密封和高壓靜密封。動(dòng)密封可以分為旋轉(zhuǎn)密封和往復(fù)密封兩種基本類型。動(dòng)密封中的離心密封和螺旋密封，是借助機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)給 介質(zhì) 以動(dòng)力得到密封，故有時(shí)稱為動(dòng)力密封。根據(jù)潤滑膜壓力的產(chǎn)生方式不同又可分為流體動(dòng)壓潤滑（靠摩擦表面的幾何形狀和相對(duì)運(yùn)動(dòng)由粘性流體的動(dòng)力作用產(chǎn)生 壓力平衡 外載荷 )和流體靜壓潤滑 (由外部將一定壓力的流體送入摩 擦表面間 ， 靠流體的靜壓平衡外載荷）兩種 ； 邊界摩擦 潤滑 ， 摩擦表面間存在一層薄膜 (邊界膜 )時(shí)的潤滑狀態(tài)；它可分為吸附膜（潤滑劑中的極性分子吸附在摩擦表面所形成的膜，包括物理吸附膜和化學(xué)吸附膜）和 化學(xué)反應(yīng) 膜（潤滑油中的添加劑與金屬表面起化學(xué)作用生 成能承受較大載荷的表面膜）兩類。 滾珠絲杠副可用防塵密封圈或防護(hù)套來防止灰塵及雜質(zhì)進(jìn)入滾珠絲杠副，使用潤滑劑來提高其耐磨性及傳動(dòng)效率，從而維持其傳動(dòng)精度、延長其使用壽命。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。常用的潤滑劑有潤滑油和潤滑脂兩類。防護(hù)套的形式有折疊式密封套、伸縮套管和伸縮擋板。在該畢業(yè)設(shè)計(jì)中，要綜合各方面的因素，和實(shí)際工作情況，并結(jié)合生產(chǎn)一線的反饋信息，對(duì)滾珠絲杠副的支撐方式進(jìn)行選擇。因此，滾珠絲杠的軸向剛度和位移精度要求很高。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(jī)床的調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)或升降臺(tái)式數(shù)控銑床的垂直方向。此種方式用于絲杠較長的情況，當(dāng)熱變形造成絲杠伸長時(shí)，其一端固定，另一端能作微量的軸向浮動(dòng)，安裝時(shí)應(yīng)注意使推力軸承端遠(yuǎn)離熱源及絲杠的常用段，以減少絲杠熱變形的影響。把推力軸承裝在滾珠絲杠的兩端，并施加預(yù)緊拉力，可以提高軸向剛度，但這種 安裝方法對(duì)絲杠的熱變形較為敏感。它的兩端均采用雙重支撐并施加預(yù)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(zhuǎn)化為推力軸承的預(yù)緊力，但設(shè)計(jì)時(shí)要求提高推力軸承的承載能力和支撐剛度。因此在此課題中采用兩端固定的方式，以實(shí)現(xiàn)高剛度、高精度以及對(duì)絲杠進(jìn)行拉伸 。滾珠絲杠一般配用標(biāo)準(zhǔn)滾動(dòng)軸承。滾動(dòng)軸承一般 由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架組成。舉例如下： （ 1）深溝球軸承。前者一般不能承受軸向力，且間隙不能調(diào)整，常用于旋轉(zhuǎn)精度和剛度要求不夠的場(chǎng)合。因此在輕載時(shí)應(yīng)用廣泛。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。 （ 3）圓錐滾子軸承。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(zhuǎn)速有所降低，但仍能達(dá)到高精度的要求。推力軸承一般軸向承載能力很強(qiáng)，支承剛度很大，但極限轉(zhuǎn)速較低，運(yùn)動(dòng)造勢(shì)較大。60 接觸角推力角接觸軸承， 代號(hào) 7202AC 型。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(dòng)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。 （ 2） 延長疲勞壽命。相反地，油粘度低，潤滑油膜厚度不好，則縮短。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。 （ 4） 也有防止異物侵入軸承內(nèi)部，或防止生銹、腐蝕之效果。為了使軸承很好地發(fā)揮機(jī)能，首先，要選擇適合使用條件、使用目的的潤滑方法。但是，脂徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 20 潤滑有可以簡(jiǎn)化軸承周圍結(jié)構(gòu)的特長，將脂潤滑和油潤滑的利弊比較。滾動(dòng)軸承是標(biāo)準(zhǔn)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。軸承外圈 與座孔一般選用 J K MH7 等較松的配合。 聯(lián)軸器簡(jiǎn)介 聯(lián)軸器是用來聯(lián)接不同機(jī)構(gòu)中的兩根軸（主動(dòng)軸和從動(dòng)軸）使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩的機(jī)械零件。聯(lián)軸器由兩半部分組成，分別與主動(dòng)軸和從動(dòng)軸聯(lián)接。聯(lián)軸器是用 來聯(lián)接不同機(jī)構(gòu)中的兩根軸（主動(dòng)軸和從動(dòng)軸）使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩的機(jī)械傳動(dòng)件。只有在載荷平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，能保證被聯(lián)兩軸軸線相對(duì)偏移極小的情況下，才可選用剛性聯(lián)軸器。 （ 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(zhuǎn)速不穩(wěn)定或經(jīng)常正、反轉(zhuǎn)時(shí)，有沖擊噪聲。 （ 4） 非金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器 在轉(zhuǎn)速不平穩(wěn)時(shí)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(qiáng)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(chǎng)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(chǎng)合。當(dāng)實(shí)際載荷超過事前限定的載荷時(shí)，保險(xiǎn)環(huán)節(jié)就發(fā)生變化，截?cái)噙\(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞，從而保護(hù)機(jī)器的其余部分不致?lián)p壞，即起安全保護(hù)作用。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 21 聯(lián)軸器基本要求 在選擇標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器時(shí)應(yīng)根據(jù)使用要求和工作條件 ,如承載能力 ,轉(zhuǎn)速 ,兩軸相對(duì)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。 (1)原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)的機(jī)械特性。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。 (2)聯(lián)軸器連接的軸系及其運(yùn)轉(zhuǎn)情況。 (3)工作機(jī)的轉(zhuǎn)速高低 ,對(duì)于需告訴運(yùn)轉(zhuǎn)的兩軸連接 ,應(yīng)考慮選擇聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)具有高平衡精度特性 ,以消除離心力而產(chǎn)生的振動(dòng)和躁聲 ,增加相關(guān)元件的磨損和發(fā)熱而降低傳動(dòng)質(zhì)量和使用壽命。 (4)聯(lián)軸器的對(duì)中和對(duì)中保持程度 ,保持良好的對(duì)中是使運(yùn)轉(zhuǎn)正常的前提 ,防止產(chǎn)生過大附加載荷及其他不良工況。 (6)聯(lián)軸器的可靠性 ,使用壽命和工作環(huán)境。 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。標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器選購方便，價(jià)格比自行設(shè)計(jì)的非標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器要便宜很多。 設(shè)計(jì)人員在選用聯(lián)軸器時(shí)應(yīng)立足于從軸系傳動(dòng)系統(tǒng)的角度需要來選擇聯(lián)軸器，應(yīng)避免單純的只考慮主、從動(dòng)端聯(lián)接選擇聯(lián)軸器。 表 28 聯(lián)軸器性能 類別 聯(lián)軸器名稱 轉(zhuǎn)矩范圍 軸徑范圍 mm 最高轉(zhuǎn)速r/min 特點(diǎn)及應(yīng)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，徑向尺寸小，成本低。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(dòng)軸系。當(dāng)兩軸對(duì)中精度較低時(shí)，將引起較大的附加載荷，適用于工作平穩(wěn)的一般傳動(dòng)，高速傳動(dòng)時(shí)需要有高的對(duì)中和制造精度。僅適用于低速傳動(dòng)的水平或垂直軸系，以傳遞平穩(wěn)載荷為宜。 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(zhuǎn)矩（ N?m） D L l C 圓錐銷 （ 2個(gè)） 12 22 40 8 224? 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 23 聯(lián)軸器校核 轉(zhuǎn)矩校核 聯(lián)軸 器轉(zhuǎn)矩的計(jì)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(zhuǎn)矩 CT —— 計(jì)算轉(zhuǎn)矩