滚珠丝杠螺母结构

湖南机电职业技术学院理论教案班级数控0503-0504数控0505-0506日期备课组长签名：教师签名：刘林枝基本课题：滚珠丝杠螺母结构教学目的（知识教学和思想教学）：通过理论讲授，让学生了解数控机床上滚珠丝杠螺母副的结构和工作原理以及滚珠丝杠螺母副的支承、保护和自动平衡装置。教学重点：滚珠丝杠螺母副的机构和工作原理、滚珠丝杠螺母副的支承教学难点：滚珠丝杠螺母副的机构课型：理论课主要教学方法：讲授和幻灯片演示为主 —教学方法时间分配5分钟教学 过 程教学方法时间分配5分钟I、 组织教学：II、 复习：75分钟75分钟III、 授新：4・1滚珠丝杠螺母结构在数控机床上将回转运动转换为直线运动，一般采用滚珠丝杠螺母结构。滚珠丝杠螺母结构的特点是：传动效率高，一般n=0.92〜0.96；传动灵敏，不易产生爬行；使用寿命长，不易磨损；具有可逆性，不仅可以将旋转运动转变为直线运动，也可将直线运动变成旋转运动；施加预紧力后，可消除轴向间隙，反向时无空行程；成本高，价格昂贵；不能自锁，垂直安装时需要平衡装置。4.1.1滚珠丝杠螺母副的结构和工作原理滚珠丝杠螺母副的结构有内循环和外循环两种方式。图4—1所示为外循环方式的滚珠丝杠螺母副结构，它由丝杠1、滚珠2、回珠管3和螺母4组成。在丝杠1和螺母4上各加工有圆弧形螺旋槽，将它们套装起来便形成了螺旋形滚道，在滚道内装满滚珠2。当丝杠相对于螺母旋转时，丝杠的旋转面经滚珠推动螺母轴向移动，同时滚珠沿螺旋形滚道滚动，使丝杠和螺母之间的滑动摩擦转变为滚珠与丝杠、螺母之间的滚动摩擦。螺母螺旋槽的两端用回珠管3连接起来，使滚珠能够从一端重新回到另一端，构成一个闭合的循环回路。图4—2所示为内循环方式的滚珠丝杠螺母副结构。在螺母的侧孔中装有圆柱凸轮式反向器，反向器上铳有S形回珠槽，将相邻两螺纹滚道连接起来。滚珠从螺纹滚道进入反向器，借助反向器迫使滚珠越过丝杠牙顶进入相邻滚道，实现循环。4.1.2滚珠丝杠螺母副间隙的调整方法为了保证滚珠丝杠副的反向传动精度和轴向刚度，必须消除轴向间隙。常采用双螺母施加预紧力的办法来消除轴向间隙，但必须注意预紧力不能太大，预紧力过大会造成传动效率降低、摩擦力增大、磨损增大、使用寿命降低。常用的双螺母消除问隙的方法有:垫片调整间隙法齿差调整间隙法螺纹调整间隙法4.1.3滚珠丝杠螺母副的支承数控机床的进给系统要获得较高的传动刚度，除了加强滚珠丝杠螺母副本身的刚度外，滚珠丝杠螺母副的正确安装及支承结构的刚度也是不可忽视的因素。例如，为减少受力后的变形，螺母座应有加强肋，增大螺母座与机床的接触面积，并且要连接可靠。同时，也可以采用高刚度的推力轴承来提高滚珠丝杠的轴向承载能力。教材图4-6所示是一端安装推力轴承的方式。这种安装方式只适用于行程小的短丝杠，其承载能力小，轴向刚度低。一般用于数控机床的调节环节或升降台式数控铳床的垂直进给传动结构。教材图4-7所示为一端安装推力轴承，另一端安装向心球轴承的方式。这种方式用于丝杠较长的情况，当热变形造成丝杠伸长时，其一端固定，另一端能作微量的轴向移动。为减少丝杠热变形的影响，安装时应使电动机热源和丝杠工作时的常用段远离止推端。教材图4-8所示为两端安装推力轴承的方式。把推力轴承安装在滚珠丝杠的两端，并施加预紧力，可以提高轴向刚度，但这种安装方式对丝杠的热变形较为敏感。教材图4-9所示为两端安装推力轴承和向心球轴承的方式。它的两端均采用双重支承并施加预紧力，使丝杠具有较大的刚度。这种方式还可使丝杠的温度变形转化为推力轴承的预紧九但设计时要求提高推力轴承的承载能力和支架的刚度。4.1.4滚珠丝杠螺母副的保护滚珠丝杠螺母副也可用润滑剂来提高耐磨性能及传动效率，润滑剂可分为润滑油和润滑脂两大类。润滑油一般为机械油或90〜180号透平油或140号主轴油；润滑脂可采用锂基润滑脂。润滑脂一般加在螺纹滚道和安装螺母的壳体空隙内，而润滑油则经过壳体上的油孔注人螺母的空隙内。滚珠丝杠螺母副和其他滚动摩擦的传动元件一样，应避免灰尘或切屑污物进入滚道，因此必须有防护装置。如果滚珠丝杠副在机床上外露,应采用封闭的防护罩，如采用螺旋弹簧钢带套管、伸缩套管以及折叠式套管等。安装时将防护罩的一端连接在滚珠螺母的端面，另一端固定在滚珠丝杠的支承座上。如果滚珠丝杠副在机床上处于隐蔽的位置，则可采用密封圈防护，密封圈安装在滚珠螺母的两端。接触式的弹性密封圈用耐油橡胶或尼龙制成，其内孔做成与丝杠螺纹滚道相吻合的形状。接触式密封圈的防尘效果好，但因有接触压力，使摩擦力矩略有增加。非接触式的密封圈又称迷宫式密封圈，是用硬质塑料制成，其内孔做成与丝杠螺纹滚道相配合的形状，并稍有间隙，这样可避免摩擦力矩，但防尘效果差。4.1.5滚珠丝杠螺母副的自动平衡装置因为滚珠丝杠螺母副无自锁作用，在一般情况下，垂直放置的滚珠丝杠螺母副会因为部件的自重作用而自动下降，所以必须有阻尼或锁紧机构。图4一10所示是数控铳床升降台的自动平衡装置结构，由摩擦离合器和单向超越离合器构成。其工作原理为：当锥齿轮1转动时，通过锥销带动单向超越离合器的星轮2。升降台上升时，星轮2的转向是使滚子3和超越离合器的外壳4脱开的方向，外壳4不转动，摩擦片不起作用。当升降台下降时，星轮2的转向使滚子3楔在星轮2和超越离合器的外壳4之间，由于摩擦力的作用，外壳4随着锥齿轮l一起转动。经过花键与外壳连在一起的内摩擦片和固定的外摩擦片之问产生相对运动，由于内、外摩擦片之间由弹簧压紧，有一定摩擦阻力，所以起到了阻尼作用，上升与下降的力得以平衡。阻尼力的大小即摩擦离合器的松紧，可由螺母5调整，调整前应先松开螺母5的锁紧螺钉6。图4-10滚珠丝杠螺母副的自动平衡装置1—锥齿轮2—星轮3—滚子4一外壳5—螺母6—锁紧螺钉W、课堂小结本次课主要讲解了数控机床滚珠丝杠螺母副的结构和工作原理，滚珠丝杠螺母副间隙的调整方法，滚珠丝杠螺母副的支承，滚珠丝杠螺母副的保护，滚珠丝杠螺母副的自动平衡装置等几个问题。V、布置作业 P8（0-1、0-5）切、课后分析求一个丝杠升降机中单级圆锥齿轮减速器的设计，电机4KW,转速1440r/min,齿轮传动比2.16,开式，齿轮材料为低碳钢淬火，模数要达到3以上，小齿轮齿数17-20之间，丝杠输出的功率为1.6KW，如果有哪位大侠能把丝杠和滚动轴承等资料全告诉在下，感激不尽！不是我不用心自己做啊，只是有点山穷水尽了，还在到处找工作呢，抹泪中……我的邮箱，502372083@，谢谢！问题补充：丝杠不参加减速提问者：昂错-四级最佳答案我们做这类的机构时只算扭矩，4KW=Y112M4电机=9549*4/1440（这是电机的扭矩）减速后（2.16