滾珠絲杠選型培訓(xùn)教程.ppt

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1、第一章：滾珠絲杠,,第一節(jié) 滾珠絲杠,,,滾珠絲杠:是絲杠軸與絲母間以鋼球?yàn)闈L動(dòng)體,將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)的機(jī)械元件?？梢詫⒅本€運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),也可以將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)。,,,絲杠,絲母B,絲母A,鍵,固定鍵用螺釘,彎管,鋼球,密封圈,彈簧卡,壓板,固定壓板用螺釘,墊片,,,,,,,,,,,,,,鋼球在絲母與絲杠間的溝道中邊自轉(zhuǎn)滾動(dòng)邊向前滾動(dòng)，通過循環(huán)機(jī)構(gòu)做無限循環(huán)運(yùn)動(dòng)。 因?yàn)闈L珠絲杠是滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，與滑動(dòng)絲杠相比效率較高，所以回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)、直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)效率可達(dá)到88%96%。另經(jīng)磨削加工的精密滾珠絲杠，因?yàn)槭蔷芗庸?，可以達(dá)到微米級的進(jìn)給精度。,第二節(jié):滾珠絲杠

2、的特點(diǎn),1. 摩擦小，效率高. 驅(qū)動(dòng)扭矩約為滑動(dòng)絲杠的1/3左右 2.高精度保證:生產(chǎn)時(shí)在溫度控制非常嚴(yán)格的工廠內(nèi)加工,使用最高水平的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行加工,檢查,裝配.以及完備嚴(yán)格的品質(zhì)保證體系,都高精度的產(chǎn)品提供了保證 3.精度高，可實(shí)現(xiàn)微進(jìn)給: 由于起動(dòng)扭矩特別小,沒有滑動(dòng)絲杠的爬行現(xiàn)象,能夠正確的進(jìn)行微進(jìn)給.,4. 無間隙,剛性高:可以先予壓,在軸線上產(chǎn)生0間隙或負(fù)間隙,剛性也大大提高. 5. 可以高速進(jìn)給:由于絲杠的效率高,發(fā)熱小,因而可以實(shí)現(xiàn)高速進(jìn)給.,第三節(jié)滾珠絲杠的鋼球循環(huán)機(jī)構(gòu),1. 循環(huán)彎管式也稱“外循環(huán)式”為最普通的，鋼球從絲杠軸上，沿彎管的牙嘴部導(dǎo)入，通過彎管返回，形成無限循環(huán)

3、運(yùn)動(dòng)。,2. 回球器式也稱“內(nèi)循環(huán)式”是最緊湊的絲母，鋼球通過回球器改變進(jìn)行方向，返回絲杠軸的原先位置。,,3. 端蓋式適用于高速進(jìn)給的絲母，鋼球從端蓋部導(dǎo)入，通過絲母上的貫通孔，返回起始位置。,4. 鋼板循環(huán)式是如同彎管式的，將鋼球?qū)牒笱劁摪迳系臏线M(jìn)行循環(huán)，鋼板回球式與回球器式相比，較多應(yīng)用于小型滾珠絲杠。,第四節(jié)：滾珠絲杠的安裝方法,分類方法一： 代表的安裝方法： 固定自由 固定支持 固定固定 根據(jù)使用要求,有必要對支持方法進(jìn)一步探討。 分類方法二： 水平安裝 垂直安裝 傾斜安裝,滾珠絲杠的安裝方法圖例1,固定自由,固定支持,滾珠絲杠的安裝方法圖例2,固定固定,固定固定 絲母旋轉(zhuǎn),第五節(jié)

4、：滾珠絲杠滾珠的材料 用于滾珠絲桿的鋼珠的材料國內(nèi)的材料是GCR15跟440C的，硬度是HR58-62，進(jìn)口鋼珠的材料是SUJ2，硬度是60UP，鋼珠的大小是有要求的，具體的要根據(jù)絲桿的外徑跟導(dǎo)程來決定的，比如說導(dǎo)程是05的絲桿用的是3.175徑是20導(dǎo)程是10的絲桿用的是6.350，外徑是25導(dǎo)程是10的絲桿用的3.969的鋼珠，鋼珠的公差國產(chǎn)的是2一檔，進(jìn)口的是2.5一檔，也有1一檔的，具體的要看生產(chǎn)廠家的標(biāo)準(zhǔn)。,,1.定位精度,滾珠螺桿的精度中，導(dǎo)程精度、系統(tǒng)的剛性是主要的影響因素，其他主要有溫度而產(chǎn)生的熱變形，安裝面的精度等方面。,第六節(jié)：絲杠精度要求,3.導(dǎo)程精度：,累積基準(zhǔn)導(dǎo)程與公

5、稱導(dǎo)程相同，但當(dāng)使用過程中，由于溫升所導(dǎo)致螺桿的熱膨脹，或者由于外部負(fù)載使螺桿伸縮時(shí)，此時(shí)可以修正螺桿軸的基準(zhǔn)導(dǎo)程負(fù)、正向予以補(bǔ)賞。此時(shí)可以將累積導(dǎo)程的目標(biāo)值提出給本公司，或者由本公司幾十年的經(jīng)驗(yàn)推薦予用戶。另外在補(bǔ)償螺桿軸的熱伸長時(shí)，也可以在安裝時(shí)進(jìn)行滾珠螺桿的預(yù)拉伸。一般以支撐軸承的負(fù)載能力上另加溫升23 的預(yù)拉力。,4.熱變形,螺桿軸因熱變形，會(huì)導(dǎo)致精度的變化，一般來說要盡量的降低溫升所帶來的影響 1）、控制發(fā)熱量： 選擇適當(dāng)?shù)念A(yù)壓力 選擇適當(dāng)?shù)臐櫥瑒? 使用較大的螺桿導(dǎo)程、降低轉(zhuǎn)速 2）、強(qiáng)制冷卻： 螺桿軸制作成中空，通入冷卻液，將熱量帶出 螺桿軸以潤滑油或空氣強(qiáng)制冷卻 3）

6、、預(yù)先避免溫升的影響： 求出累積導(dǎo)程誤差的目標(biāo)值，然后進(jìn)行修正 預(yù)先高速運(yùn)轉(zhuǎn)，溫度達(dá)到熱平衡 螺桿安裝時(shí)進(jìn)行預(yù)拉伸,,,,5.滾珠絲杠的潤滑,使用滾珠螺桿時(shí)，必須要潤滑，如果潤滑不足夠的話，會(huì)造成急速的摩擦發(fā)熱，使?jié)L珠螺桿的壽命大大縮短。滾珠螺桿一般來說35m/min以下用潤滑脂潤滑，以上用稀油潤滑。滾珠螺桿使用的潤滑劑、潤滑脂使用鋰尼基系列的潤滑油，其黏3040cst(40）潤滑油ISO等級32100。 低溫時(shí)使用黏度低的潤滑油 高溫、高負(fù)載、低速時(shí)使用黏度高的潤滑油,第七節(jié)：滾珠絲杠的防塵,滾珠螺桿如果有污物、異物進(jìn)入螺母中就會(huì)很快的磨耗。急劇縮短螺桿的壽命。 本公司的螺母

7、前后兩端皆有刮刷器，可以有效的防護(hù)一般的灰塵。如果工作在惡劣的環(huán)境中就必須采用其他防塵裝置（褶皺保護(hù)罩、螺桿防護(hù)套），將螺桿軸保護(hù)起來。,第二章：滾珠絲杠螺母副,工作原理和特點(diǎn),滾珠絲桿螺母副由于在絲桿和螺母之間放入了滾珠，使絲桿與螺母間變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，因而大大地減小了摩擦阻力，提高了傳動(dòng)效率。圖示為滾珠絲桿副的結(jié)構(gòu)示意圖。絲桿和螺母上均制有圓弧型面的螺旋槽，將它們裝在一起便形成了螺旋滾道，滾珠在其間既自轉(zhuǎn)又循環(huán)滾動(dòng)。,滾珠絲杠螺母副結(jié)構(gòu)圖例,1-絲杠 2-滾道 3-螺母 4-滾珠,,滾珠絲杠螺母副的優(yōu)點(diǎn) 傳動(dòng)效率高，摩擦損失小 滾珠絲桿螺母副的傳動(dòng)效率0.850.98，可實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)動(dòng)。 運(yùn)動(dòng)平

8、穩(wěn)無爬行 由于摩擦阻力小，動(dòng)、靜摩擦系數(shù)之差極小，故運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，不易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。 傳動(dòng)精度高，反向時(shí)無空程 滾珠絲桿副經(jīng)預(yù)緊后，可消除軸向間隙。 磨損小 精度保持性好，使用壽命長。 具有運(yùn)動(dòng)的可逆性可以將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)，也可將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，即絲桿和螺母均可作主動(dòng)件或從動(dòng)件。,滾珠絲杠螺母副的缺點(diǎn) 由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，絲桿和螺母等元件的加工精度和表面質(zhì)量要求高，故制造成本高。 由于不能自鎖，特別是垂直安裝的滾珠絲桿傳動(dòng)，會(huì)因部件的自重而自動(dòng)下降。當(dāng)部件向下運(yùn)動(dòng)且切斷動(dòng)力源時(shí)，由于部件的自重和慣性，不能立即停止運(yùn)動(dòng)。因此必須增加制動(dòng)裝置。 結(jié)論 由于其優(yōu)點(diǎn)顯著，雖成本較高，仍被廣泛應(yīng)用

9、在數(shù)控機(jī)床上。,2結(jié)構(gòu)類型,外循環(huán) 滾珠在循環(huán)過程結(jié)束后通過螺母外表面上的螺旋槽或插管返回絲桿螺母間重新進(jìn)入循環(huán)。圖示為常見的外循環(huán)結(jié)構(gòu)形式。在螺母外圓上裝有螺旋形的插管口，其兩端插入滾珠螺母工作始末兩端孔中，以引導(dǎo)滾珠通過插管，形成滾珠的多圈循環(huán)鏈。這種形式結(jié)構(gòu)簡單，工藝性好，承載能力較高，但徑向尺寸較大。目前應(yīng)用最為廣泛，也可用于重載傳動(dòng)系統(tǒng)中。,外循環(huán)式滾珠絲杠結(jié)構(gòu)圖例,,內(nèi)循環(huán) 靠螺母上安裝的反向器接通相鄰滾道，使?jié)L珠成單圈循環(huán)，如圖所示。反向器的數(shù)目與滾珠圈數(shù)相等。這種形式結(jié)構(gòu)緊湊，剛度好，滾珠流通性好，摩擦損失小，但制造較困難。適用于高靈敏、高精度的進(jìn)給系統(tǒng)，不宜用于重載傳動(dòng)中。,

10、內(nèi)循環(huán)式滾珠絲杠結(jié)構(gòu)圖例,,3滾珠絲桿副間隙的調(diào)整,為了保證滾珠絲杠反向傳動(dòng)精度和軸向剛度，必須消除滾珠絲桿螺母副軸向間隙。消除間隙的方法常采用雙螺母結(jié)構(gòu)，利用兩個(gè)螺母的相對軸向位移，使每個(gè)螺母中的滾珠分別接觸絲桿滾道的左右兩側(cè)。用這種方法預(yù)緊消除軸向間隙時(shí)，預(yù)緊力一般應(yīng)為最大軸向負(fù)載的l/3。當(dāng)要求不太高時(shí)，預(yù)緊力可小于此值。,雙螺母墊片式消隙 如圖所示，此種形式結(jié)構(gòu)簡單可靠、剛度好，應(yīng)用最為廣泛，在雙螺母間加墊片的形式可由專業(yè)生產(chǎn)廠根據(jù)用戶要求事先調(diào)整好預(yù)緊力，使用時(shí)裝卸非常方便。,雙螺母墊片調(diào)整法（中間加墊片）圖例,雙螺母墊片調(diào)整法（端部加墊片）圖例,雙螺母螺紋式消隙 如圖所示，利用一個(gè)

11、螺母上的外螺紋，通過圓螺母調(diào)整兩個(gè)螺母的相對軸向位置實(shí)現(xiàn)預(yù)緊，調(diào)整好后用另一個(gè)圓螺母鎖緊，這種結(jié)構(gòu)調(diào)整方便，且可在使用過程中，隨時(shí)調(diào)整，但預(yù)緊力大小不能準(zhǔn)確控制。,雙螺母螺紋消隙圖例,3滾珠絲桿副間隙的調(diào)整,齒差式消隙 如圖所示，在兩個(gè)螺母的凸緣上各制有圓柱外齒輪，分別與固緊在套筒兩端的內(nèi)齒圈相嚙合，其齒數(shù)分別為Z1、Z2，并相差一個(gè)齒。調(diào)整時(shí)，先取下內(nèi)齒圈，讓兩個(gè)螺母相對于套筒同方向都轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)齒，然后再插入內(nèi)齒圈，則兩個(gè)螺母便產(chǎn)生相對角位移，其軸向位移量為： 式中Z1、Z2為齒輪的齒數(shù)，Ph為滾珠絲杠的導(dǎo)程。,,齒差式消隙圖例,4滾珠絲桿副的支承方式,一端裝止推軸承(固定自由式) 如圖a所示

12、。這種安裝方式的承載能力小，軸向剛度低，僅適應(yīng)于短絲桿。 一端裝止推軸承，另一端裝深溝球軸承(固定支承式) 如圖b所示。滾珠絲桿較長時(shí)，一端裝止推軸承固定，另一端由深溝球軸承支承。為了減少絲桿熱變形的影響，止推軸承的安裝位置應(yīng)遠(yuǎn)離熱源。,兩端裝推力軸承（單推單推式或雙推單推式） 如圖c所示。這種方式是對絲杠進(jìn)行預(yù)拉伸安裝。這樣做的好處是：減少絲杠因自重引起的彎曲變形；在推力軸承預(yù)緊力大于絲杠最大軸向載荷1/3的條件下，絲杠拉壓剛度可提高四倍；絲杠不會(huì)因溫升而伸長，從而保持絲杠的精度。 兩端裝雙重止推軸承及深溝球軸承(固定固定式) 如圖d所示。為提高剛度，絲桿兩端采用雙重支承，如止推軸承和深溝球軸承，并施加預(yù)緊拉力。這種結(jié)構(gòu)方式可使絲桿的熱變形轉(zhuǎn)化為止推軸承的預(yù)緊力。,滾珠絲杠副支承方式圖例,,,