滾珠絲杠螺母副是數控機床中回轉運動(dòng)轉換為直線(xiàn)運動(dòng)常用的傳動(dòng)裝置。它以滾珠的滾動(dòng)代替絲杠螺母副中的滑動(dòng),摩擦力小,具有良好的性能。
1、滾珠絲杠螺母副的組成:絲杠、螺母、滾珠、滾道(回珠器)和螺母座。
2、滾珠絲杠螺母副的工作原理
在絲杠和螺母上都有圓弧形螺旋槽,將他們對合起來(lái)就形成了螺旋滾道。在滾道內裝有滾珠,當絲杠與螺母相對運動(dòng)嗎單時(shí),滾珠沿螺旋槽先前滾動(dòng),在絲杠上滾過(guò)數圈以后通過(guò)回程引導裝置又逐個(gè)地滾回到絲杠和螺母之間,構成一個(gè)閉合回路。
3、滾珠絲杠副優(yōu)點(diǎn):
①摩擦系數小,傳動(dòng)效率高,所需傳動(dòng)轉矩小。
②靈敏度高,傳動(dòng)平穩,不易產(chǎn)生爬行,隨行精度和定位精高。
③磨損小,壽命長(cháng),精度保持性好。
④可通過(guò)預緊和間隙消除措施來(lái)提高軸向剛度和反向精度。
⑤運動(dòng)具有可逆性。
滾珠絲杠副缺點(diǎn):制造工藝復雜,成本高,在垂直安裝時(shí)不能自鎖,因而需附加制動(dòng)機構。
4、滾珠絲杠螺母副的循環(huán)方式
滾珠的循環(huán)方式有外循環(huán)和內循環(huán)。
1)外循環(huán)
滾珠在返回過(guò)程中與絲杠脫離接觸的為外循環(huán)。
外循環(huán)滾珠絲杠副按滾珠循環(huán)時(shí)的返回方式主要有插管式和螺旋槽式兩種。
插管式外循環(huán)的特點(diǎn):結構工藝性好,但由于管道突出于螺母體外,徑向尺寸較大。
插管式外循環(huán)
螺旋槽式外循環(huán)的特點(diǎn):這種形式的結構比插管式結構徑向尺寸小,但制造較復雜。
螺旋槽式外循環(huán)
2)內循環(huán)
滾珠循環(huán)過(guò)程中與絲杠始終接觸的為內循環(huán)。
內循環(huán)滾珠絲杠副的特點(diǎn):
優(yōu)點(diǎn):徑向尺寸緊湊,剛性好返回滾道較短,摩擦損失小。
缺點(diǎn):反向器加工困難。
5、滾珠絲杠螺母副軸向間隙的調整
滾珠絲杠的傳動(dòng)間隙指的是軸向間隙,還要消除絲杠安裝部分和驅動(dòng)部分的間隙。
消除間隙的方法常采用雙螺母結構:利用兩個(gè)螺母的相對軸向位移,使兩個(gè)滾珠螺母中的滾珠分別貼緊在螺旋滾道的兩個(gè)相反的側面上。
注意:預緊力不宜過(guò)大,否則會(huì )使空載力矩增大,降低傳動(dòng)效率,縮短使用壽命。
雙螺母絲杠消除間隙方法:
●墊片調隙式
●雙螺母調隙式
●齒差調隙式
1)墊片調隙式
如圖所示,調整墊片厚度使左右兩個(gè)螺母產(chǎn)生軸向位移,可消除間隙和產(chǎn)生預緊力。優(yōu)點(diǎn):結構簡(jiǎn)單,剛性好。缺點(diǎn):調整不便,滾道有磨損時(shí),不能隨時(shí)消除聞隨和進(jìn)行預緊。
墊片調隙式
2)雙螺母調隙式
左螺母外端沒(méi)有凸緣而制有螺紋,并用兩個(gè)圓螺母固定,用平鍵限制螺母在螺母座內的傳動(dòng),右螺母外端有凸緣。調整時(shí),只要擰動(dòng)內側圓螺母即可消除間隙并產(chǎn)生預緊力。
特點(diǎn):結構簡(jiǎn)單,剛性好,預緊可靠,使用中調整示便,但不能精確定量調整。
3)齒差調隙式
如圖所示,在兩個(gè)螺母的凸緣上各制有圓柱外齒輪,分別與緊固在套筒兩端的內齒圈相嚙合,其齒數分別是a和b并相差一個(gè)齒,調整時(shí),先取下內齒圈,讓兩個(gè)螺母相對于套筒同方向都轉動(dòng)-一個(gè)齒,然后再插入內齒圈,則兩個(gè)螺母便產(chǎn)生相對角位移,其軸向位移量X=1/a-1/b這種調整方法能精確調整預緊量,調整方便,但結構尺寸較內齒輪大。
6、滾珠絲杠的幾種支承方式
數控機床的進(jìn)給系統要獲得較高的傳動(dòng)剛度,除了加強滾珠絲杠副本身的剛度外,滾珠絲杠的正確安裝及支承結構的剛度也是不可忽視的因素。如為減少受力后的變形,軸承座應有加強肋,應增大軸承座與機床的接觸面積,并采用高剛度的推力軸承。
● 一端裝推力軸承, 這種安裝方式適用于行程小的短絲杠,它的承載能力小,軸向剛度低。
● 一端裝推力軸承,另一端裝向心球軸承,此種方式用于絲杠較長(cháng)的情況,當熱變形造成絲杠伸長(cháng)時(shí),其一端固定,另一端作微量的軸向浮動(dòng)。
● 兩端裝止推軸承,把止推軸承裝在滾珠絲杠的兩端并施加預緊力,可以提高軸向剛度,而且絲杠工作時(shí)只承受拉力,但這種方式對絲杠的熱變形較為敏感。
● 兩端裝止推軸承及向心球軸承,它的兩端均采用有較大的剛度,這種方式還適用于承受軸向和徑向負載。
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