机械系统的部件选择与设计滚珠丝杠螺母副PPT学习教案

1、会计学1机械系统的部件选择与设计滚珠丝杠螺机械系统的部件选择与设计滚珠丝杠螺母副母副第1页/共84页 基本功能基本功能传动机构传动机构运动的变换运动的变换动力的变换动力的变换形式形式行程行程方向方向 速度速度 大小大小形式形式丝杠螺母丝杠螺母齿轮齿轮齿轮齿条齿轮齿条链轮链条链轮链条带、带轮带、带轮杠杆机构杠杆机构凸轮机构凸轮机构蜗轮蜗杆蜗轮蜗杆间歇机构间歇机构第2页/共84页第3页/共84页第4页/共84页第5页/共84页螺母螺母滚珠滚珠丝杠丝杠螺旋槽螺旋槽螺旋槽螺旋槽回路管道回路管道第6页/共84页第7页/共84页1）传动效率高（）传动效率高（ 0.9)2）轴向刚度高）轴向刚度高3）运动平稳

2、，传动精度高）运动平稳，传动精度高4）磨损小，寿命长）磨损小，寿命长第8页/共84页第9页/共84页单圆弧型单圆弧型双圆弧型双圆弧型第10页/共84页偏心距偏心距滚道圆弧半径滚道圆弧半径滚珠半径滚珠半径接触角接触角 eRrb 第11页/共84页 ，承载能力，承载能力，轴向刚度，轴向刚度 特点：接触角随轴向载荷的变化而变化特点：接触角随轴向载荷的变化而变化第12页/共84页特点：特点： 角基本保持不变，加工成本高角基本保持不变，加工成本高 第13页/共84页第14页/共84页丝杠丝杠螺母螺母滚珠滚珠反向器反向器第15页/共84页浮动式反向器的循环浮动式反向器的循环丝杠丝杠螺母螺母滚珠滚珠反向器反

3、向器第16页/共84页第17页/共84页第18页/共84页螺母螺母滚珠滚珠丝杠丝杠螺旋槽螺旋槽螺旋槽螺旋槽回路管道回路管道第19页/共84页第20页/共84页第21页/共84页第22页/共84页插管插管第23页/共84页盖板盖板螺母螺母第24页/共84页公称直径公称直径丝杠大径丝杠大径丝杠小径丝杠小径滚珠直径滚珠直径螺母小径螺母小径螺母大径螺母大径第25页/共84页第26页/共84页 效效率率承承载载能能力力滚滚珠珠直直径径bdd03010丝杠工作长度的丝杠工作长度的 d第27页/共84页 导程的大小根据机床的加工导程的大小根据机床的加工精度要求确定：精度要求确定：精度高精度高导程取小些导程取

4、小些第28页/共84页L0第29页/共84页基本导程的选择原则：基本导程的选择原则：第30页/共84页0360LxL 第31页/共84页第32页/共84页一般取：一般取：N150第33页/共84页j=2.53.5第34页/共84页C、D、E、F、G、H，C级最高级最高；根据国标根据国标JB3162.2-91标准，精度等级为标准，精度等级为7级：级：1、2、3、4、5、7、10，1级为最级为最高高 精度的检验指标以导程误差的大小来表现精度的检验指标以导程误差的大小来表现第35页/共84页检验项目号检验项目号检验内容检验内容代号代号1任意任意300mm螺纹长度内导程误差螺纹长度内导程误差 l300

5、2螺纹全长内导程误差螺纹全长内导程误差 ls3导程误差曲线的带宽导程误差曲线的带宽 lb4基本导程偏差基本导程偏差 l052 弧度内导程误差弧度内导程误差 l2 第36页/共84页丝杠长度丝杠长度l导程误差导程误差mm螺纹全长内导程误差螺纹全长内导程误差l ls s300300600600任意任意300mm300mm内导程误差内导程误差目标导程目标导程第37页/共84页导程误差曲线带宽导程误差曲线带宽丝杠长度丝杠长度l导程误差导程误差mm第38页/共84页第39页/共84页精度等级及检验项目精度等级及检验项目负载滚珠圈（列）数负载滚珠圈（列）数基本导程基本导程公称直径公称直径预紧方式预紧方式循

6、环方式循环方式外型结构特点外型结构特点第40页/共84页检验项检验项目号目号检验内容检验内容检验项目检验项目选择标号选择标号123451 l3002 ls3 lb4 l05 l2 检验精度检验精度E级，检验项目级，检验项目2个：个： l300 和和 ls，其它未检验项目精度不得超过下一精度要求其它未检验项目精度不得超过下一精度要求。 第41页/共84页循环方式循环方式标记代号标记代号内循环内循环浮动反向器式浮动反向器式F固定反向器式固定反向器式G外循环外循环插管式插管式埋入埋入CM凸出凸出CT端盖式端盖式D螺旋槽式螺旋槽式L第42页/共84页预紧方式预紧方式标记代号标记代号双螺母螺纹预紧式双螺

7、母螺纹预紧式L双螺母齿差预紧式双螺母齿差预紧式Ch（或（或C）双螺母垫片预紧式双螺母垫片预紧式D单螺母变位导程预紧式单螺母变位导程预紧式B单螺母无预紧式单螺母无预紧式不标（或标不标（或标W）第43页/共84页注意：注意： 尽可能优先选用尽可能优先选用4、5、6、8尺寸尺寸系列的滚珠丝杠螺母副系列的滚珠丝杠螺母副第44页/共84页预紧目的：预紧目的：提高刚度提高刚度保证反向传动精度保证反向传动精度轴向间隙调整的目的：轴向间隙调整的目的：第45页/共84页第46页/共84页第47页/共84页套筒套筒内齿轮内齿轮外齿轮外齿轮丝杠丝杠第48页/共84页oLzzzzL2121| 两边齿轮同向旋转一个齿时

8、，螺两边齿轮同向旋转一个齿时，螺母的轴向位移量为：母的轴向位移量为：第49页/共84页丝杠丝杠螺母螺母垫片垫片垫片垫片螺母螺母 结构简单，刚性高，预紧可结构简单，刚性高，预紧可靠，但使用中调整不方便靠，但使用中调整不方便 第50页/共84页 能消除在使用过程中由于磨损或弹性能消除在使用过程中由于磨损或弹性变形产生的间隙，但结构复杂，轴向刚度变形产生的间隙，但结构复杂，轴向刚度低低 ；适用于轻载场合。；适用于轻载场合。第51页/共84页结构简单紧凑，但使用中不能调整，制造困难结构简单紧凑，但使用中不能调整，制造困难 第52页/共84页 采用采用止推轴承止推轴承为主的轴承组为主的轴承组合来提高轴向

9、刚度合来提高轴向刚度。 第53页/共84页第54页/共84页特点：特点： 预紧力小，轴承寿命较高，预紧力小，轴承寿命较高， 适用于中速、精度较高的长丝杠传动系适用于中速、精度较高的长丝杠传动系统统 第55页/共84页特点：特点： 轴向刚度较高，预紧力大，寿命低轴向刚度较高，预紧力大，寿命低第56页/共84页特点：特点： 适合于高刚度，高速度，高精度的精适合于高刚度，高速度，高精度的精密丝杠传动系统。密丝杠传动系统。 第57页/共84页双推双推-双双推推无无单推单推-单单推推双推双推-简简支支有有低低高高低低高高双推双推-自自由由失稳失稳承载能力承载能力刚度刚度支承方式支承方式第58页/共84页

10、电机电机丝杠丝杠主轴主轴摩擦离合器摩擦离合器弹簧弹簧电磁线圈电磁线圈铁心铁心第59页/共84页 折叠套管折叠套管伸缩套管伸缩套管刚带套管刚带套管第60页/共84页第61页/共84页 非接触式：迷宫式非接触式：迷宫式接触式：毛粘接触式：毛粘第62页/共84页第63页/共84页dz=d0-dqcos dz螺纹接触直径螺纹接触直径 d1=d0+2e-2R d1螺纹内径螺纹内径 d=d0-(0.20.25)dq d螺纹外径螺纹外径 螺螺 杆杆 螺纹升角螺纹升角e=(R-dq/2)sin e偏心距偏心距R=0.52dq R滚道法面半径滚道法面半径螺纹滚道螺纹滚道计算公式计算公式符符号号名称名称00dLa

11、rctg 公称直径公称直径d0 基本导程基本导程L0接触角接触角 滚珠直径滚珠直径dq 第64页/共84页 根据防尘防护条件以及对调隙及根据防尘防护条件以及对调隙及预紧的要求，选择适当的结构型式。预紧的要求，选择适当的结构型式。第65页/共84页 公称直径应根据轴向最大载公称直径应根据轴向最大载荷按滚珠丝杠副尺寸系列选择；荷按滚珠丝杠副尺寸系列选择；第66页/共84页 l0应按承载能力及传动精度应按承载能力及传动精度、传动速度选取；、传动速度选取； 要求传动速度快时，可选要求传动速度快时，可选用较大导程的滚珠丝杠副。用较大导程的滚珠丝杠副。第67页/共84页第68页/共84页 计算作用于丝杠轴

12、向最大动计算作用于丝杠轴向最大动载荷载荷Q，然后根据，然后根据Q值选择丝杠副值选择丝杠副的型号。的型号。第69页/共84页)(max3NPffLQWH 61060nTL 第70页/共84页01000Lvns 第71页/共84页)(max3NPffLQWH 较大冲击或振动时较大冲击或振动时中等冲击时中等冲击时平稳或轻度冲击时平稳或轻度冲击时5 . 25 . 15 . 12 . 12 . 10 . 1Wf 454 . 25056. 15 .5235. 15511. 1580 . 1HRCHRCHRCHRCHRCfH第72页/共84页第73页/共84页第74页/共84页)( tgtg其摩擦角约等于其摩擦角约等于滚动摩擦系数滚动摩擦系数摩擦角，滚珠丝杠副的摩擦角，滚珠丝杠副的丝杠螺旋长升角丝杠螺旋长升角10,004. 0003. 0 ftg 时时满满足足要要求求当当9 . 0 第75页/共84页第76页/共84页 螺母座及轴承支座的变形螺母座及轴承支座的变形 5第77页/共84页第78页/共84页 1 + 2 + 3=机床精度要求机床精度要求即可认为该丝杠刚度合格。即可认为该丝杠刚度合格。第79页/共84页第80页/共84页22lEIfpZK 丝杠的支承方式系数丝杠的支承方式系数）丝杠两端支承距离（丝杠两端支承距离（丝杠小径）丝杠小径）截面惯