滾珠絲杠選型培訓(xùn)教程.ppt

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為滾動體,將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動的機械元件?？梢詫⒅本€運動轉(zhuǎn)變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運動,也可以將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動。,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)滾動邊向前滾動，通過循環(huán)機構(gòu)做無限循環(huán)運動。 因為滾珠絲杠是滾動運動，與滑動絲杠相比效率較高，所以回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動、直線運動轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)運動效率可達到88%96%。另經(jīng)磨削加工的精密滾珠絲杠，因為是精密加工，可以達到微米級的進給精度。,第二節(jié):滾珠絲杠的特點,1. 摩擦小，效率高. 驅(qū)動扭矩約為滑動絲杠的1/3左右 2.高精度保證:生產(chǎn)時在溫度控制非常嚴(yán)格的工廠內(nèi)加工,使用最高水平的機械設(shè)備進行加工,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，可實現(xiàn)微進給: 由于起動扭矩特別小,沒有滑動絲杠的爬行現(xiàn)象,能夠正確的進行微進給.,4. 無間隙,剛性高:可以先予壓,在軸線上產(chǎn)生0間隙或負間隙,剛性也大大提高. 5. 可以高速進給:由于絲杠的效率高,發(fā)熱小,因而可以實現(xiàn)高速進給.,第三節(jié)滾珠絲杠的鋼球循環(huán)機構(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)運動。,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行方向，返回絲杠軸的原先位置。,3. 端蓋式適用于高速進給的絲母，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)：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，或者由于外部負載使螺桿伸縮時，此時可以修正螺桿軸的基準(zhǔn)導(dǎo)程負、正向予以補賞。此時可以將累積導(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)驗推薦予用戶。另外在補償螺桿軸的熱伸長時，也可以在安裝時進行滾珠螺桿的預(yù)拉伸。一般以支撐軸承的負載能力上另加溫升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制冷卻 3）、預(yù)先避免溫升的影響： 求出累積導(dǎo)程誤差的目標(biāo)值，然后進行修正 預(yù)先高速運轉(zhuǎn)，溫度達到熱平衡 螺桿安裝時進行預(yù)拉伸,5.滾珠絲杠的潤滑,使用滾珠螺桿時，必須要潤滑，如果潤滑不足夠的話，會造成急速的摩擦發(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。 低溫時使用黏度低的潤滑油 高溫、高負載、低速時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、異物進入螺母中就會很快的磨耗。急劇縮短螺桿的壽命。 本公司的螺母前后兩端皆有刮刷器，可以有效的防護一般的灰塵。如果工作在惡劣的環(huán)境中就必須采用其他防塵裝置（褶皺保護罩、螺桿防護套），將螺桿軸保護起來。,第二章：滾珠絲杠螺母副,工作原理和特點,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動摩擦，因而大大地減小了摩擦阻力，提高了傳動效率。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。,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 傳動效率高，摩擦損失小 滾珠絲桿螺母副的傳動效率0.850.98，可實現(xiàn)高速運動。 運動平穩(wěn)無爬行 由于摩擦阻力小，動、靜摩擦系數(shù)之差極小，故運動平穩(wěn)，不易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。 傳動精度高，反向時無空程 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。 具有運動的可逆性可以將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成直線運動，也可將直線運動轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運動，即絲桿和螺母均可作主動件或從動件。,滾珠絲杠螺母副的缺點 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，會因部件的自重而自動下降。當(dāng)部件向下運動且切斷動力源時，由于部件的自重和慣性，不能立即停止運動。因此必須增加制動裝置。 結(jié)論 由于其優(yōu)點顯著，雖成本較高，仍被廣泛應(yīng)用在數(shù)控機床上。,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、高精度的進給系統(tǒng)，不宜用于重載傳動中。,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)，利用兩個螺母的相對軸向位移，使每個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，預(yù)緊力一般應(yīng)為最大軸向負載的l/3。當(dāng)要求不太高時，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，利用一個螺母上的外螺紋，通過圓螺母調(diào)整兩個螺母的相對軸向位置實現(xiàn)預(yù)緊，調(diào)整好后用另一個圓螺母鎖緊，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，并相差一個齒。調(diào)整時，先取下內(nèi)齒圈，讓兩個螺母相對于套筒同方向都轉(zhuǎn)動一個齒，然后再插入內(nèi)齒圈，則兩個螺母便產(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。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，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,