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1、杭 州 電 子 科 技 大 學 機 械 工 程 學 院第 五 章 絲 杠 螺 母 傳 動 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 2 滑 動 絲 杠 螺 母 傳 動 3 滾 珠 絲 杠 螺 母 傳 動 1 絲 杠 螺 母 傳 動第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動1、 絲 杠 螺 母 傳 動（ 1） 絲 杠 螺 母 機 構 的 主 要 構 成絲 杠 + 絲 杠 螺 母 + 減 摩 介 質(zhì)滾 動 體 （ 回 珠 裝 置 ） 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動作 用 ： 用 于 機 構 之 間 能

2、 量 的 傳 遞 和 運 動 形 式 的 傳遞 。功 能 ： 實 現(xiàn) 旋 轉 運 動 與 直 線 運 動 之 間 相 互 轉 換 或 調(diào)整 。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動（ 2） 絲 杠 螺 母 結 構 及 材 料1） 螺 母 結 構整 體 螺 母 不 能 調(diào) 整 間 隙 ， 只 能 用 在 輕 載 且精 度 要 求 較 低 的 場 合組 合 螺 母對 開 螺 母 這 種 螺 母 便 于 操 作 ， 一 般 用 于 車床 溜 板 箱 的 螺 旋 傳 動 中減 少 間 隙 ， 提 高 傳 動 精 度 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 2） 螺 桿 結

3、 構通 常 采 用 牙 型 為 ： 矩 形 梯 形 鋸 齒 形 右 旋 螺 紋特 殊 情 況 下 也 采 用 左 旋 螺 紋 。第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 3） 材 料一 般 螺 桿 的 選 用 原 則 如 下 ：l高 精 度 傳 動 時 多 選 碳 素 工 具 鋼l需 要 較 高 硬 度 ， 可 采 用 鉻 錳 合 金 鋼 或 者 采 用 65Mn鋼l一 般 情 況 下 可 用 45、 50鋼第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 鑄 造 錫 青 銅 ， 重 載 低 速 的 場 合 可 選 用 鑄 造 鋁鐵 青 銅

4、， 而 輕 載 低 速 時 也 可 選 用 耐 磨 鑄 鐵 。 螺 母 材 料 可 采 用第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動（ 3） 絲 杠 螺 母 機 構 的 分 類 及 特 點1） 按 功 能 分a) 傳 遞 力 /能 量 為 主 （ 傳 力 螺 旋 ）千 斤 頂 壓 力 機 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動特 點 ： 低 速 、 間 歇 工 作 ， 傳 遞軸 向 力 大 、 能 自 鎖 。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動b) 傳 遞 運 動

5、 為 主 （ 傳 動 螺 旋 ）機 床 工 作 臺 的 進 給 絲 杠特 點 ： 速 度 高 、 連 續(xù) 工 作 、 精 度 高 。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動c) 調(diào) 整 位 置 （ 調(diào) 整 螺 旋 ）特 點 ： 受 力 較 小 且 不 經(jīng) 常 轉 動 ?；?鉗 微 調(diào) 螺 旋 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動2） 按 摩 擦 方 式 分a） 滑 動 絲 杠 螺 母 機 構 ：優(yōu) 點 ：a) 結 構 簡 單b) 加 工 方 便c) 成 本 低d)具 有 自 鎖 功 能缺 點 ：a) 摩 擦 阻 力 較 大b)傳

6、 動 效 率 低 (30%40%) 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動b） 滾 動 絲 杠 螺 母 機 構 ：優(yōu) 點 ：a) 傳 動 效 率 高 （ 92%98%）b) 摩 擦 阻 力 小c) 傳 動 精 度 高缺 點 ：a) 結 構 復 雜b)成 本 高c)無 自 鎖 功 能 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動1） 螺 母 固 定 ， 絲 杠 轉 動 并 移 動 ： 特 點 ： 結 構 簡 單 ， 傳 動 精 度 較 高 ， 螺 母 支 撐桿 可 消 除 附 加 軸 向 竄 動 ， 剛 性 較 差 。3） 按 絲 杠 和

7、 螺 母 相 對 運 動 情 況 分 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動2） 絲 杠 轉 動 ， 螺 母 移 動 ： 特 點 ： 結 構 緊 湊 ， 絲 桿 剛 性 高 。 要 限 制 螺 母轉 動 ， 故 需 導 向 裝 置 。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動3） 螺 母 轉 動 ， 絲 杠 移 動 ： 特 點 ： 結 構 復 雜 ， 占 用 空 間 大 ， 傳 動 時 需 限制 螺 母 移 動 和 絲 杠 轉 動 。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動4） 絲 杠 固 定 ， 螺

8、 母 轉 動 并 移 動 ： 特 點 ： 結 構 簡 單 ， 緊 湊 ， 絲 桿 剛 性 較 高 ， 但使 用 不 方 便 ， 應 用 較 少 。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動5） 差 動 傳 動 ： 特 點 ： 調(diào) 節(jié) 方 便 ， 可 實 現(xiàn) 微 動 或 快 速 移 動 ，應 用 廣 泛 。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 設 螺 桿 2左 、 右 兩 段 螺 紋 的 旋 向 相 同 ,且 導程 分 別 為 Ph1和 Ph2 。 當 螺 桿 2轉 動 角 時 ,可 動螺 母 1的 移 動 距 離 L為 )(2

9、21 hh PPL 如 果 Ph1 與 Ph2相 差 很 小 ,則 L很 小 。 因 此 差動 螺 旋 常 用 于 各 種 微 動 裝 置 中 。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 若 螺 桿 2左 、 右 兩 段 螺 紋 的 旋 向 相 反 ,則 當螺 桿 2轉 動 角 時 ,可 動 螺 母 1的 移 動 距 離 為 1 2( )2 h hL P P 可 見 ,此 時 差 動 螺 旋 變 成 快 速 移 動 螺 旋 ,即 螺母 1相 對 固 定 端 快 速 趨 近 或 離 開 。 這 種 螺 旋 裝 置用 于 要 求 快 速 夾 緊 的 夾 具 或 鎖

10、緊 裝 置 中 。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動（ 4） 絲 杠 螺 母 傳 遞 的 基 本 條 件1） 滑 動 絲 杠 螺 母 機 構 傳 遞 運 動 基 本 條 件 ：a) 足 夠 的 滑 移 間 隙b) 充 分 地 潤 滑c) 足 夠 的 熱 脹 冷 縮 補 償 空 間因 而 ， 存 在 一 定 的 空 回 間 隙 。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動2） 滾 珠 絲 杠 螺 母 機 構 傳 遞 運 動 的 基 本 條 件 ：a) 足 夠 的 潤 滑 儲 油 空 間b) 足 夠 的 熱 脹 冷 縮 彈 性 補

11、 償 能 力c) 滾 珠 的 回 珠 裝 置 （ 內(nèi) 或 外 ）可 實 現(xiàn) 無 間 隙 工 作 。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動（ 5） 幾 個 基 本 概 念2） 左 旋 螺 紋 和 右 旋 螺 紋 按 螺 旋 線 繞 行 方 向 ， 螺 紋 可 分 為 左 旋 螺紋 和 右 旋 螺 紋 。 按 螺 紋 的 位 置 ， 螺 紋 分 為 內(nèi) 螺 紋 和 外 螺紋 ， 二 者 共 同 組 成 螺 紋 副 用 于 聯(lián) 接 和 傳 動 。1） 內(nèi) 螺 紋 和 外 螺 紋 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動右 旋 左 旋 機

12、 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動3） 單 線 螺 紋 和 多 線 螺 紋 按 螺 旋 線 的 數(shù) 目 ， 螺 紋 可 分 為 單 線 螺紋 （ n=1） 、 雙 線 螺 紋 （ n=2） 和 多 線 螺紋 （ n2） 。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動單 線 螺 紋 和 多 線 螺 紋n=1 n=2 n=3 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動4） 螺 紋 的 主 要 參 數(shù)d 大 徑 d 1 小 徑 d2 中 徑 P 螺 距 S 導 程 升 角 牙 型 角 、 牙 型 斜 角 機 電

13、 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動5） 螺 紋 牙 型三 角 形 螺 紋矩 形 螺 紋梯 形 螺 紋鋸 齒 形 螺 紋 主 要 用 于 聯(lián) 接主 要 用 于 傳 動 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動三 角 形 螺 紋 普 通 螺 紋 米 制 三 角 形 螺 紋 ， 牙 型 角為 60 ， 同 一 公 稱 直 徑 下 有多 種 螺 距 ， 其 中 螺 距 最 大 的 稱為 粗 牙 螺 紋 ， 其 余 為 細 牙 螺 紋 。 管 螺 紋 英 制 螺 紋 ， 牙 型 角 為 55 ， 公 稱 直 徑 是 管 子 內(nèi)徑 ， 可 分 為

14、 圓 柱 管 螺 紋 和 圓 錐 管 螺 紋 ， 前 者 用 于 低壓 場 合 ， 后 者 用 于 高 溫 、 高 壓 或 密 封 性 高 的 管 連 接 。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動矩形螺紋矩 形 螺 紋 牙 型 為 正 方 形 ， 牙 型 角 為 0 ， 傳 動 效 率 最 高 ，牙 根 強 度 低 ， 傳 動 精 度 低 ， 常 用 于 傳 力 或 傳 導 螺旋 ， 未 標 準 化 ， 逐 漸 被 梯 形 螺 紋 所 替 代 。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動梯形螺紋梯 形 螺 紋 牙 型 為 等 腰

15、梯 形 ， 牙 型 角 為 30 ， 傳 動 效 率 低于 矩 形 螺 紋 ， 但 牙 根 強 度 高 ， 對 中 性 好 ， 廣 泛 用 于傳 力 或 傳 導 螺 旋 ， 如 機 床 的 絲 杠 、 螺 旋 舉 重 器 等 。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動鋸齒形螺紋鋸 齒 形 螺 紋 工 作 面 的 牙 型 斜 角 為 3 ， 非 工 作 面 的 牙 型 斜角 為 30 ， 綜 合 了 矩 形 螺 紋 效 率 高 和 梯 形 螺 紋 牙根 強 度 高 的 特 點 ， 但 僅 用 于 單 向 受 力 的 傳 力 螺 旋 。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng)

16、設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動6) 螺 距 與 導 程 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動2、 滑 動 絲 杠 螺 母 傳 動（ 1） 螺 旋 副 零 件 與 滑 板 連 接 結 構 的 確 定 螺 旋 副 零 件 與 滑 板 的 聯(lián) 接 結 構 對 螺 旋 副 的 磨 損 有直 接 影 響 ， 設 計 時 應 注 意 。常 見 的 聯(lián) 接 結 構 有 下 列 幾 種 ：剛 性 連 接 結 構彈 性 連 接 結 構活 動 連 接 結 構 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第

17、 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動1） 剛 性 連 接 結 構 圖 4-1 剛 性 聯(lián) 接 結 構 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 圖 4-1為 剛 性 聯(lián) 接 結 構 ， 這 種 聯(lián) 接 結 構 的 特 點 是 牢固 可 靠 。 但 當 螺 桿 軸 線 與 滑 板 運 動 方 向 不 平 行 時 ， 螺 紋 工作 面 的 壓 力 增 大 ， 磨 損 加 劇 ， 嚴 重 （ 、 較 大 ） 時還 會 發(fā) 生 卡 住 現(xiàn) 象 ， 剛 性 聯(lián) 接 結 構 多 用 于 受 力 較 大 的螺 旋 傳 動 中 。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲

18、杠 螺 母 傳 動2） 彈 性 連 接 結 構 圖 4-2 彈 性 聯(lián) 接 結 構 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 圖 4-2所 示 的 裝 置 中 ， 螺 旋 傳 動 采 用 了 彈 性 聯(lián) 接 結構 。 彈 性 聯(lián) 接 結 構 適 用 于 受 力 較 小 的 精 密 螺 旋 傳 動 。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動3） 活 動 連 接 結 構 圖 4-3 活 動 聯(lián) 接 結 構 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 圖 4-3所 示 為 活 動 聯(lián) 接 結 構 的 原 理 圖

19、 。 恢 復 力 F（ 一 般 為 彈 簧 力 ） 使 聯(lián) 接 部 分 保 持 經(jīng) 常 接觸 。 當 滑 板 1的 運 動 方 向 與 螺 桿 2的 軸 線 不 平 行 時 ， 通過 螺 桿 端 部 的 球 面 與 滑 板 在 接 觸 處 自 由 滑 動 （ 圖 4-3a） ， 或 中 間 桿 3自 由 偏 斜 （ 圖 4-3b） ， 從 而 可 以 避 免 螺旋 副 中 產(chǎn) 生 過 大 的 應 力 。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動（ 2） 影 響 螺 旋 傳 動 精 度 的 因 素1） 螺 紋 參 數(shù) 誤 差（ 1） 螺 距 誤 差 。 （ 2） 中

20、 徑 誤 差 。（ 3） 牙 型 半 角 誤 差 。 螺 紋 實 際 牙 型 半 角 與 理 論 牙 型 半 角 之 差稱 為 牙 型 半 角 誤 差 （ 如 圖 4-4 所 示 ） 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 圖 4-4 牙 型 半 角 誤 差 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動2） 螺 桿 軸 向 竄 動 誤 差 如 圖 4-5所 示 ,若 螺 桿 軸 肩 的 端 面 與 軸 承的 止 推 面 不 垂 直 于 螺 桿 軸 線 而 有 1和 2的 偏差 ,則 當 螺 桿 轉 動 時 ,將 引 起 螺 桿 的 軸

21、向 竄 動 誤差 ,并 轉 化 為 螺 母 位 移 誤 差 。 螺 桿 的 軸 向 竄 動誤 差 是 周 期 性 變 化 的 ,以 螺 桿 轉 動 一 周 為 一 個循 環(huán) 。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 圖 4-5 螺 桿 軸 向 竄 動 誤 差 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動最 大 的 軸 向 竄 動 誤 差 為 max =Dtan min （ 4-1） 式 中 : Dtan 螺 桿 軸 肩 的 直 徑 ； min 1和 2中 較 小 者 ,對 于 圖 4-5, min為 2。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng)

22、設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動3） 偏 斜 誤 差 在 螺 旋 傳 動 機 構 中 ,如 果 螺 桿 的 軸 線 方向 與 移 動 件 的 運 動 方 向 不 平 行 而 有 一 個 偏 斜 角 （ 見 圖 4-6） 時 ,就 會 發(fā) 生 偏 斜 誤 差 。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動圖 4-6 偏 斜 誤 差 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 設 螺 桿 的 總 移 動 量 為 L,移 動 件 的 實 際 移 動 量為 x,則 偏 斜 誤 差 為 L=L-x=L（ 1-cos ） =2Lsin2 由

23、 于 一 般 很 小 ,因 此 sin ( /2) /2,則 （ 4-2） 2 2 LL 2 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動4） 溫 度 誤 差 當 螺 旋 傳 動 的 工 作 溫 度 與 制 造 溫 度 不 同 時 ,將使 螺 桿 長 度 和 螺 距 發(fā) 生 變 化 ,從 而 產(chǎn) 生 傳 動 誤 差 ,這 種誤 差 稱 為 溫 度 誤 差 ,其 大 小 為 Lt=L a t （ 3-7） 式 中 : L 螺 桿 螺 紋 部 分 的 長 度 ； a 螺 桿 材 料 的 熱 膨 脹 系 數(shù) ,對 于 鋼 ,一 般 取 為 11.6 10-6 / 。 t 工

24、 作 溫 度 與 制 造 溫 度 之 差 。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動（ 3） 消 除 螺 旋 傳 動 空 回 的 方 法 當 螺 旋 機 構 中 存 在 間 隙 ， 若 螺 桿 的 轉 動 方 向 改變 ， 螺 母 不 能 立 即 產(chǎn) 生 反 向 運 動 ， 只 有 螺 桿 轉 動 某 一角 度 后 才 能 使 螺 母 開 始 反 向 運 動 ， 這 種 現(xiàn) 象 稱 為 空 回。 對 于 在 正 反 向 傳 動 下 工 作 的 精 密 螺 旋 傳 動 ， 空回 將 直 接 引 起 傳 動 誤 差 ， 必 須 設 法 予 以 消 除 。 機 電 一

25、 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動幾 種 常 見 的 消 除 空 回 的 方 法 ：利 用 單 向 作 用 力利 用 調(diào) 整 螺 母利 用 塑 料 螺 母 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動1） 利 用 單 向 作 用 力 在 螺 旋 傳 動 中 ， 利 用 彈 簧 產(chǎn) 生 單 向 恢 復 力 ， 使螺 桿 和 螺 母 螺 紋 的 工 作 表 面 保 持 單 面 接 觸 ， 從 而 消 除了 另 一 側 間 隙 對 空 回 的 影 響 。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 這 種 方 法 除 可

26、 消 除 螺 旋 副 中 間 隙 對 空 回 的 影 響外 ， 還 可 消 除 軸 承 的 軸 向 間 隙 和 滑 板 聯(lián) 接 處 的 間 隙 而產(chǎn) 生 的 空 回 。 同 時 ， 這 種 結 構 在 螺 母 上 無 需 開 槽 或 剖 分 ， 因此 螺 桿 與 螺 母 接 觸 情 況 較 好 ， 有 利 于 提 高 螺 旋 副 的 壽命 。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動2） 利 用 調(diào) 整 螺 母圖 4-7所 示 為 徑 向 調(diào) 整 法 的 典 型 示 例 。a） 徑 向 調(diào) 整 法 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳

27、 動 圖 4-7 螺 紋 間 隙 徑 向 調(diào) 整 結 構 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 圖 4-7(a)采 用 開 槽 螺 母 結 構 ,擰 動 螺 釘 可 以 調(diào)整 螺 紋 間 隙 。圖 4-7（ a） 螺 紋 間 隙 徑 向 調(diào) 整 結 構 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 圖 4-7 (b)采 用 卡 簧 式 螺 母 結 構 ,在 主 螺 母 1上銑 出 縱 向 槽 ,擰 緊 副 螺 母 2時 ,靠 主 、 副 螺 母 的 圓 錐 面 ,可 迫 使 主 螺 母 徑 向 收 縮 ,以 消 除 螺 旋 副 的 間

28、 隙 。圖 4-7（ b） 螺 紋 間 隙 徑 向 調(diào) 整 結 構 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 圖 4-7 (c)采 用 對 開 螺 母 結 構 。 為 了 便 于 調(diào) 整 ,螺 釘 和 螺 母 之 間 裝 有 螺 旋 彈 簧 ,這 樣 可 使 壓 緊 力 均 勻穩(wěn) 定 。 圖 4-7（ c） 螺 紋 間 隙 徑 向 調(diào) 整 結 構 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 為 了 避 免 螺 母 直 接 壓 緊 在 螺 桿 上 而 增 加 摩 擦力 矩 ,加 速 螺 紋 磨 損 ,可 在 此 結 構 中 裝 入 緊 定

29、 螺 釘 以 調(diào)整 其 螺 紋 間 隙 ,如 圖 4-7 (d)所 示 。圖 4-7（ d） 螺 紋 間 隙 徑 向 調(diào) 整 結 構 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動圖 4-8為 軸 向 調(diào) 整 法 的 典 型 結 構 示 例 。b） 軸 向 調(diào) 整 法 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動圖 4-8 螺 紋 間 隙 軸 向 調(diào) 整 結 構 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 圖 4-8(a) 為 開 槽 螺 母 結 構 。 擰 緊 螺 釘 強 迫 螺母 變 形 ， 使 其 左 、 右

30、兩 半 部 的 螺 紋 分 別 壓 緊 在 螺 桿 螺紋 相 反 的 側 面 上 。 從 而 消 除 了 螺 桿 相 對 螺 母 軸 向 竄 動的 間 隙 。 圖 4-8（ a） 螺 紋 間 隙 軸 向 調(diào) 整 結 構 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動圖 4-8（ b） 螺 紋 間 隙 軸 向 調(diào) 整 結 構 圖 4-8(b) 為 剛 性 雙 螺 母 結 構 。 主 螺 母 1和 副螺 母 2之 間 用 螺 紋 聯(lián) 接 。 聯(lián) 接 螺 紋 的 螺 距 P， 不 等 于螺 桿 螺 紋 的 螺 距 P， 因 此 當 主 、 副 螺 母 相 對 轉 動 時 ，即

31、 可 消 除 螺 桿 相 對 螺 母 軸 向 竄 動 的 間 隙 。 調(diào) 整 后 再 用緊 定 螺 釘 將 其 固 定 。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動圖 4-8（ c） 螺 紋 間 隙 軸 向 調(diào) 整 結 構 圖 4-8(c)為 彈 性 雙 螺 母 結 構 。 它 是 利 用 彈 簧 的彈 力 來 達 到 調(diào) 整 的 目 的 。 螺 釘 3的 作 用 是 防 止 主 螺 母 1和 副 螺 母 2的 相 對 轉 動 。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動3） 利 用 塑 料 螺 母 消 除 空 回 圖 4-9所 示

32、是 用 聚 乙 烯 或 聚 酰 胺 (尼 龍 )制 作螺 母 ， 用 金 屬 壓 圈 壓 緊 ， 利 用 塑 料 的 彈 性 能 很 好地 消 除 螺 旋 副 的 間 隙 。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 圖 4-9 塑 料 螺 母 結 構 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動3、 滾 動 絲 杠 螺 母 傳 動 滑 動 絲 杠 螺 母 傳 動 存 在 如 下 問 題 ：l 接 觸 面 間 存 在 著 較 大 的 滑 動 摩 擦 阻 力l 傳 動 效 率 低l 磨 損 快l 精 度 不 高l 使 用 壽 命 短 已 不

33、 能 適 應 機 電 一 體 化 設 備 在 高 速 度 、 高 效 率 、高 精 度 等 方 面 的 要 求 。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 滾 珠 絲 杠 螺 母 傳 動 則 是 為 了 適 應 機 電 一 體化 機 械 系 統(tǒng) 的 要 求 而 發(fā) 展 起 來 的 一 種 新 型 傳 動機 構 。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 在 螺 桿 和 螺 母 制 建 設 有 封 閉 循 環(huán) 的 滾 道 ， 在 滾道 間 填 充 鋼 珠 ， 使 螺 旋 副 的 滑 動 摩 擦 變 為 滾 動 摩 擦 ，提 高 傳 動 效 率 ， 這 種 傳 動 稱

34、為 螺 旋 傳 動 ， 又 稱 為 滾 珠絲 杠 副 。第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動（ 1） 滾 珠 絲 杠 螺 母 的 工 作 原 理 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 滾 珠 絲 杠 副 由 絲 杠 、 螺 母 、 滾 動 體 和 滾 動 體 循環(huán) 裝 置 組 成 。 工 作 時 ， 螺 母 4與 需 作 直 線 往 復 運 動 的 零 部 件相 連 ， 絲 杠 1旋 轉 帶 動 螺 母 4作 直 線 往 復 運 動 ， 從 而帶 動 零

35、部 件 作 直 線 往 復 運 動 。 在 絲 杠 1、 螺 母 4和 端 蓋 2（ 滾 珠 循 環(huán) 裝 置 ） 上都 制 有 螺 旋 槽 ， 由 這 些 槽 對 合 起 來 形 成 滾 珠 循 環(huán) 通道 ， 滾 珠 3在 此 通 道 內(nèi) 循 環(huán) 滾 動 。 為 了 防 止 滾 珠 3從螺 母 中 掉 出 ， 螺 母 螺 旋 槽 的 兩 端 應 封 住 。第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動（ 2） 滾 珠 絲 杠 螺 母 的 分 類 按 用 途 和 制 造 工 藝 不 同 ， 滾 珠 螺 旋 傳 動 的結 構 型 式 有

36、多 種 ， 它 們 的 主 要 區(qū) 別 在 于 用 途 、螺 紋 滾 道 法 向 截 形 、 滾 珠 循 環(huán) 方 式 、 消 除 軸 向間 隙 的 調(diào) 整 預 緊 的 方 法 等 四 方 面 。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動1） 按 用 途a) 定 位 滾 珠 絲 杠 通 過旋 轉 角 度和 導 程 控制 軸 向 位移 量 。 稱 為 P類 滾 珠絲 杠 。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動b) 傳 動 滾 珠 絲 杠 用 于傳 動 動 力的 滾 珠 絲杠 。 稱 為 T類 滾 珠絲 杠 。 機 電 一 體 化 系

37、 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動2） 按 螺 紋 滾 道 法 向 截 形 螺 紋 滾 道 法 向 截 形 是 指 通 過 滾 珠 中 心 且 垂 直 于滾 道 螺 旋 面 的 平 面 和 滾 道 表 面 交 線 的 形 狀 。 常 用 的 截 形 有 兩 種 ， 單 圓 弧 形 和 雙 圓 弧 形 。 滾 珠 與 滾 道 表 面 在 接 觸 點 處 的 公 法 線 與 過 滾 珠中 心 的 螺 桿 直 徑 線 間 的 夾 角 叫 接 觸 角 。 理 想 接 觸角 45 0。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動a) 單 圓 弧 形 螺 紋 滾

38、道 法 向 截 形為 單 圓 弧 形 。 特 點 ： 成 型 比 較 簡單 ， 易 于 得 到 較 高 的 精度 。 但 接 觸 角 轉 動 中 不斷 變 化 ， 因 此 ， 效 率 、承 載 能 力 和 軸 向 剛 度 均不 夠 穩(wěn) 定 。 一 般 在 輕 載條 件 下 工 作 。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動b) 雙 圓 弧 形 螺 紋 滾 道 法 向 截 形 為雙 圓 弧 形 。 特 點 ： 接 觸 角 在 工 作過 程 中 基 本 保 持 不 變 ， 效率 、 承 載 能 力 和 軸 向 剛 度穩(wěn) 定 ， 磨 損 較 小 ， 傳 遞 精度 高

39、。 但 雙 圓 弧 形 砂 輪 修整 、 加 工 、 檢 驗 比 較 困 難 。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動3） 按 滾 珠 循 環(huán) 方 式 按 滾 珠 在 整 個 循 環(huán) 過 程 中 與 螺 桿 表 面 的 接 觸情 況 ， 滾 珠 的 循 環(huán) 方 式 可 分 為 內(nèi) 循 環(huán) 和 外 循 環(huán) 兩類 。 滾 珠 在 循 環(huán) 過 程 中 始 終 與 螺 桿 保 持 接 觸 的 循環(huán) 叫 內(nèi) 循 環(huán) 。 滾 珠 在 返 回 時 與 螺 桿 脫 離 接 觸 的 循 環(huán) 稱 為 外循 環(huán) 。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳

40、 動 內(nèi) 循 環(huán) 的 工 作 圈數(shù) 是 一 列 只 有 一 圈 ，因 而 回 路 短 ， 滾 珠 少 ，滾 珠 的 流 暢 性 好 ， 效率 高 。 此 外 ， 它 的 徑向 尺 寸 小 ， 零 件 少 ，裝 配 簡 單 。 內(nèi) 循 環(huán) 的 缺 點 是反 向 器 的 回 珠 槽 具 有空 間 曲 面 ， 加 工 較 復雜 。a) 內(nèi) 循 環(huán) 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 按 結 構 的 不 同 ， 外 循 環(huán) 可 分 為 ：b) 外 循 環(huán)螺 旋 槽 式插 管 式端 蓋 式 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 特 點

41、 ： 結 構 工 藝 簡 單 ， 易 于 制 造 ， 螺 母 徑 向 尺寸 小 。 缺 點 是 擋 珠 器 剛 度 較 差 ， 容 易 磨 損 。 螺 旋 槽 式 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 特 點 ： 結 構 簡 單 ， 工 藝 性 好 ， 適 于 批 量 生 產(chǎn) 。缺 點 是 彎 管 突 出 在 螺 母 的 外 部 ， 徑 向 尺 寸 較 大 ， 若用 彎 管 端 部 作 擋 珠 器 ， 則 耐 磨 性 較 差 。 插 管 式 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 特 點 ： 結 構 緊 湊 ， 工 藝 性 好

42、。 缺 點 是 滾 珠 通 過短 槽 時 容 易 卡 住 。端 蓋 式 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動4） 按 消 除 軸 向 間 隙 的 調(diào) 整 預 緊 方 法 滾 珠 絲 杠 副 除 了 對 本 身 單 一 方 向 的 傳 動 精 度 有 要求 外 ， 對 其 軸 向 間 隙 也 有 嚴 格 要 求 ， 以 保 證 其 反 向 傳動 精 度 。 滾 珠 絲 杠 副 的 軸 向 間 隙 是 承 載 時 在 滾 珠 與 滾道 型 面 接 觸 點 的 彈 性 變 形 所 引 起 的 螺 母 位 移 量 和 螺 母原 有 間 隙 的 總 和 。 機 電 一

43、體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 通 常 采 用 雙 螺 母 預 緊 或 單 螺 母 的 方 法 ， 把 彈 性 變形 控 制 在 最 小 限 度 內(nèi) ， 以 減 小 或 消 除 軸 向 間 隙 ， 并 可以 提 高 滾 珠 絲 杠 副 的 剛 度 。 常 用 的 雙 螺 母 預 緊 調(diào) 整 方 法 有 三 種 ： 墊 片 調(diào)隙 式 、 螺 紋 調(diào) 隙 式 、 齒 差 調(diào) 隙 式 。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動墊 片 調(diào) 隙 式 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動絲 杠 側螺 母 A 螺

44、母 B調(diào) 整 墊 片預 拉 方 向 預 拉 方 向 預 緊 方 向 墊 片 預 緊 方 向 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動螺 紋 調(diào) 隙 式 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動齒 差 調(diào) 隙 式 1 22 11 2 1 21 1( )( ) hhz z Pz z hz z z zL PP 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 常 用 的 單 螺 母 調(diào) 整 方 法 有 兩 種 ： 增 大 滾 珠 直 徑 法 偏 置 導 程 法 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺

45、 母 傳 動增 大 滾 珠 直 徑 法絲 杠 側螺 母 側 絲 杠 側螺 母 側承 載 滾 珠 間 隔 鋼 球 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動偏 置 導 程 法 導 程 導 程 + 導 程絲 杠 側螺 母 側預 拉 方 向 預 拉 方 向 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動（ 3） 滾 珠 絲 杠 副 的 安 裝 絲 杠 的 軸 承 組 合 及 軸 承 座 、 螺 母 座 以 及 其 它 零件 的 連 接 剛 性 ， 對 滾 珠 絲 杠 副 傳 動 系 統(tǒng) 的 剛 度 和 精度 都 有 很 大 影 響 ， 需 在 設

46、計 、 安 裝 時 認 真 考 慮 。 為 了 提 高 軸 向 剛 度 ， 絲 杠 支 承 常 用 推 力 軸 承 為主 的 軸 承 組 合 ， 僅 當 軸 向 載 荷 很 小 時 ， 才 用 向 心 推力 軸 承 。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動以 下 列 出 了 四 種 典 型 支 承 方 式 及 其 特 點 。單 推 -單 推雙 推 -雙 推雙 推 -簡 支雙 推 -自 由 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動單 推 -單 推1 軸 向 剛 度 較 高 ， 預 拉 伸 安 裝 時 預 緊 力 較 大 ；2 預 拉

47、 伸 安 裝 時 ， 須 加 載 荷 較 大 ， 軸 承 壽 命 低 ；3 適 宜 中 速 、 精 度 高 ， 并 可 用 雙 推 單 推 組 合 ；4. 軸 承 壽 命 比 雙 推 雙 推 式 低 。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動雙 推 -雙 推1 軸 向 剛 度 最 高 ， 預 拉 伸 安 裝 時 預 緊 力 較 大 ；2 預 拉 伸 安 裝 時 ， 須 加 載 荷 較 小 ， 軸 承 壽 命 高 ；3 適 宜 高 速 、 高 精 度 ， 高 剛 度 的 精 密 絲 杠 傳 動 系 統(tǒng) 。4. 由 于 工 作 時 隨 著 溫 度 的 升 高 會 造

48、 成 絲 杠 的 預 緊 力 增 大 ， 因 而 易 造 成 兩 端 支 承 的 預 緊 力 不 對 稱 。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動雙 推 -簡 支 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動雙 推 -自 由1 軸 向 剛 度 和 承 載 能 力 低 ， 與 螺 母 位 置 有 關 ；2 雙 推 端 可 預 拉 伸 安 裝 ；3 適 宜 中 小 載 荷 與 低 速 ， 更 適 宜 垂 直 安 裝 ， 短 絲 杠 。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動（ 4） 滾 珠 絲 杠 副 的

49、標 注 方 法 精 度 等 級類 型 (P/T)承 載 鋼 珠 圈 數(shù)螺 紋 旋 向公 稱 導 程公 稱 直 徑預 緊 方 式 結 構 特 征循 環(huán) 方 式1 2 3 4 5 6 7 8 9 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動參 照 的 標 準1 ISO 3408-1:2006；2 GB/T17587.3-1998 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動滾 珠 絲 杠 副 的 標 注 示 例1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動1F： 循 環(huán) 方

50、式 （ 內(nèi) 循 環(huán) 浮 動 式 為 F， 外 循 環(huán) 插 管 埋 入 式 為 CM， 外 循 環(huán) 端 蓋 式 為 DG）F： 法 蘭 螺 母 標 識b： 防 塵 條 件 （ 帶 防 塵 圈 不 標 ， 不 帶 防 塵 圈 為 b）b： 防 塵 條 件 (帶 防 塵 圈 不 標 ， 不 帶 防 塵 圈 為 b)Z： 直 筒 螺 母 標 志 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動防 塵 圈精 密 用 (迷 宮 式 )、 冷 軋 用 (刷 式 )、普 通 防 塵 。 。 。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動2D： 預 緊 方 式

51、（ 墊 片 預 緊 為 D， 變 位 導 程 預 緊 為 B， 螺 紋 預 緊 為 L） 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動32： 公 稱 直 徑3常 見 的 公 稱 直 徑 有 ：6,8,10,15,16,18,20,25,28,32,36,40,45,50,55,63,70,80 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動公 稱 直 徑滾 珠 絲 杠 的 名 義 直 徑D0是 滾 珠 與 螺 紋 滾 道在 理 論 接 觸 角 狀 態(tài) 時 ，包 絡 滾 珠 球 心 的 圓 柱 直徑 。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四

52、 章 絲 杠 螺 母 傳 動05： 公 稱 導 程常 見 的 公 稱 導 程 有 ：04,05,06,08,10,12,16,20,25,32,50,60,80,1004 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動T： 特 型 （ 與 樣 本 系 列 不 同 時 標 ， 相 同 時 不 標 ）5 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動LH： 螺 紋 旋 向 （ 右 旋 不 標 ， 左 旋 標 LH）6 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動3： 負 荷 滾 珠 圈 數(shù) （ 分 2, 2.5, 3, 3.

53、5, 4, 5六 種 ）7 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動P： 類 型 （ P或 者 T） 8 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動3： 精 度 等 級 9精 度 等 級 有 ：1, 2, 3, 4， 5, 7， 10七 個 等 級 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動精 度 等 級 滾 珠 絲 杠 螺 母 副 按 其 使 用 范 圍 及 要 求分 為 7個 精 度 等 級 。 1級 精 度 最 高 ， 其 余依 次 逐 級 遞 減 。 數(shù) 控 機 床 和 精 密 機 械 可 選 用 1

54、、 2、3級 精 度 ， 一 般 動 力 傳 動 可 選 4、 5級 。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 10 111500： 絲 杠 全 長 （ mm）1200： 滾 珠 螺 紋 長 度 （ mm） 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動（ 5） 絲 杠 的 制 造 工 序切 削熱 處 理校 直磨 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章

55、 絲 杠 螺 母 傳 動 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動（ 6） 螺 母 的 制 造 工 序切 削熱 處 理磨 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動（ 7） 滾 珠 絲 杠 副 的 制 動 裝 置 作 用 ： 在 垂 直 安 裝 或 在 高 速 移 動 定 位 時 ，防 止 滾 珠 絲 杠 副 逆 轉 發(fā) 生 不 安 全 事 故 或 定 位 不

56、可 靠 （ 無 自 鎖 能 力 ） 。 常 用 的 制 動 裝 置 ： 超 越 離 合 器 、 雙 推 式 電磁 離 合 器 （ 制 動 器 ） 。 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 超 越 離 合 器1 2 3 4 5 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動雙推式電磁離合器 12346 7 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動（ 8） 滾 珠 絲 杠 副 的 選 擇 及 注 意 事 項 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設

57、計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動（ 9） 滾 珠 絲 杠 副 的 設 計 計 算 hL 機

58、 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 mAHFC FKKKF v 載 荷 系 數(shù) ， 按 表 1選 取 ；v 硬 度 系 數(shù) ， 按 表 2選 取 ；v 精 度 系 數(shù) ， 按 表 3選 取 ；v 平 均 工 作 載 荷 （ N） 。FKHK AK mF 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 載 荷 性 質(zhì) 無 沖 擊 平 穩(wěn)運 轉 一 般 運 轉 有 沖 擊 和 振動 運 轉11.2 1.21.5 1.52.5FK HK滾 道 實 際 硬度 HRC 58 55 50 45 401.0 1.11 1.56 2.4 3.85AK精 度 系 數(shù) C、 D E、 F G

59、 H1.0 1.1 1.25 1.43 表 1表 2表 3第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 4 1067.1 hmCa LnFCmn hLCF 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 aa CC min/10rn 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動例 : 試 設 計 一 數(shù) 控 銑 床 工 作 臺 進 給 用 滾 珠 絲 杠副 。 已 知 平 均 工 作 載 荷 Fm 3800N， 絲 杠 工作 長 度 l 1.2m， 平 均 轉 速 nm 100r/m

60、in， 最大 轉 速 nmax 10000r/min， 使 用 壽 命 15000h左 右 ， 絲 杠 材 料 為 CrWMn鋼 ， 滾 道 硬度 為 5862HRC， 傳 動 精 度 要 求 03.0 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動解 ：(1) 求 計 算 載 荷 Fc 1.2 1.0 1.0 3800 4560C F H A mF K K K FN 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動(2) 根 據(jù) 壽 命 條 件 計 算 額 定 動 載 荷 4 41.67 10100 150004560 1.67 1020422

61、m ha C n LC F N aC 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動(3) 根 據(jù) 必 須 的 額 定 動 載 荷 選 擇 絲 杠 副 尺 寸 ， 由 查 表 6-13， 得 如 下 規(guī) 格 ： 0D規(guī) 格 型 號 公 稱導 程p 絲 杠外 徑d 鋼 球直 徑dW 絲 杠底 徑d1 循 環(huán)圈 數(shù) 動 負荷Ca(KN)FFZD3210-3 32 10 32.5 7.144 27.3 3 25.7FFZD5006-5 50 6 48.9 4 45.9 5 26.4 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動考 慮 各 種 因 素

62、， 選 FFZD5006-5， 其 中 ： 公 稱 直 徑 ： D0=50mm 導 程 ： p=6mm 螺 旋 角 ： =arctan(6/(50)=2 11 滾 珠 直 徑 ： d0=4mm 滾 道 半 徑 ： R =0.52d0=0.52 4=2.08mm 偏 心 距 ： 絲 杠 內(nèi) 徑 ： d1=45.9mm 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動(4) 穩(wěn) 定 性 驗 算 ： crF 22 ) ( lEIF acr GPaE 206aI 4744a m1018.2640459.064dI 3/2 假 設 為 雙 推 簡 支 （ FS） ， 因 為 絲 杠

63、 較長 ， 所 以 用 壓 桿 穩(wěn) 定 性 來 求 臨 界 載 荷式 中 ： E 絲 杠 的 彈 性 模 量絲 杠 危 險 截 面 的 軸 慣 性 矩 長 度 系 數(shù) ， 兩 端 用 鉸 接 時 , 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 52 79222 1093.6)2.13/2( 1018.210206)( lEIF acr 45.22.18238001093.6 5 SFFmcr S cf 支 承 方 式有 關 系 數(shù) 雙 推 自 由FO 雙 推 簡 支FS 雙 推 雙 推FF34 2.53.3 2 2/3 1.875 3.927 4.730 機 電 一

64、 體 化 系 統(tǒng) 設 計 臨 界 轉 速 驗 證 高 速 運 轉 時 ， 需 驗 算 其 是 否 會 發(fā) 生 共 振 的 最 高 轉速 ， 要 求 絲 杠 最 高 轉 速crn crnn max 10960 )2.132( 0459.0927.39910) (9910 22212 ldfn ccr 10000max nncr臨 界 轉 速 可 按 公 式 計 算 ： 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 （ 5） 剛 度 驗 算 ： 滾 珠 絲 杠 在 工 作 負 載 F（ N） 和 轉 矩 T（ Nm） 共 同作 用 下 引 起 每 個 導 程 的 變 形

65、量 （ m） 為式 中 ： A 絲 杠 的 截 面 積 ， (m2)； 絲 杠 的 極 慣 性 矩 ， (m4)； G 鋼 的 切 變 模 量 ， 對 于 鋼 G=83.3GPa；0L cGJTpEApFL 2 20 214 dA 4132 dJc cJ 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 T 轉 矩 （ Nm）0 3 tan( )2 503800 10 tan(211 840 ) 3.82m DT F 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動按 最 不 利 的 情 況 ， 即 取 F=Fm， 則 2 20 2 2 41 13 3 29 2 2 9 42 4 16

66、24 6 10 3800 16 (6 10 ) 3.8 3.14 206 10 0.0459 (3.14) 83.3 10 0.04596.752 10 cpF p T pF p TL EA GJ Ed Gdm 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 絲 杠 在 工 作 長 度 上 的 彈 性 變 形 所 引 起 的 導 程 誤 差 為mpLlL 5.13106 10752.62.1 3 20 mmm 1503.02121L 通 常 要 求 絲 杠 的 導 程 誤 差 應 小 于 其 傳 動 精 度 的 1/2， 即 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 機 電 一 體 化 系 統(tǒng) 設 計 （ 6） 效 率 驗 算 滾 珠 絲 杠 副 的 傳 動 效 率 為 要 求 在 90%95%之 間 ， 所 以 該 絲 杠 副 能滿 足 使 用 要 求 。 經(jīng) 上 述 計 算 驗 證 ， FFZD5006-5各 項 性 能 指標 均 符 合 題 目 要 求 ， 可 選 用 。 939.0)408112tan( )112tan()tan(tan 第 四 章 絲 杠 螺 母 傳 動 機 電 一 體 化 系