丝杠测量仪主轴箱结构设计

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1、目录1绪论11.1滚珠丝杠副介绍11.2滚珠丝杠的特点及应用11.3国内外滚珠丝杠的发展及研究现状21.4课题研究背景及意义41.5论文主要研究内容42主轴箱系统的总体设计62.1传动方案设计62.2选择电动机72.3传动装置总传动比的确定及各级传动比的分配112.4传动装置的运动和动力参数123主轴箱系统的详细设计163.1V带和带轮的设计163.2齿轮的设计183.3传动轴的设计273.4箱体的设计293.5键联接和轴承的选择303.6轴承盖的设计334主轴箱的装配工艺性354.1装配的概念354.2装配的

2、内容35结束语37致谢38参考文献391绪论1.1滚珠丝杠副介绍滚珠丝杠副主要是由螺杆、螺母循环系统和滚珠组成，如图1.1所示。图1.1滚珠丝杠副滚珠丝杠副是机床和IT、光电、半导体、医疗等精密设备上最常用的传动元件，它的主要功能是将旋转运动转换为线性运动，或将扭矩转换为轴线反覆作用力，同时具有高精度、可逆性和高效率的特点。1.2滚珠丝杠的特点及应用1.1.1滚珠丝杠副的特点滚珠丝杠副在使用上有很多的优点，下列详述了滚珠丝杠副的的各项特点[1]。（1）高效率及可逆性由于滚珠丝杠的螺杆轴和螺帽都是点接触的滚动运动

3、，所以其效率可以达到90%以上。所以其传动扭矩只有传统丝杠的1/3。（2）零背隙及高刚度数控机床、半导体设备等对于传动丝杠的要求为零背隙、最小弹性变形及高顺畅感。滚珠丝杠采用施加预压力，来达到数控机床的重现性及全行程的高刚度。（3）高精度滚珠丝杠采用了哥德式的沟槽形状、可以使轴向精度调整得很小，也能轻松的传动。如果消除轴向间隙，可以使丝杠具有更好的刚度，减少丝杠、螺母和滚珠在承载时的弹性变形，可以达到更高的精度。（4）低起动扭矩及顺畅度传统丝杠因为是金属与金属间的面接触，所以为了克服起动摩擦力，则必须采用较高的

4、起动扭矩。然而滚珠丝杠是由钢珠滚动接触，只需很小的起动扭矩就可以克服摩擦力。（5）静音及寿命长高精度的设备在快速进给及重负载操作下，必须要求低噪音和有较长的使用寿命。滚珠丝杠的丝杠、螺母和滚珠都经过表面精密加工，在滚动摩擦时产生的磨损极小，保证了低噪音的效果和较长的使用寿命。（6）优于气、液压制动器的优点如果制动器中采用滚珠丝杠取代传统的气压或液压起动可以得到许多的优点，比如：不会渗漏，不须过滤，省能源及重现性高。1.2.2滚珠丝杠副的应用范围滚珠丝杠的应用很广泛，滚珠丝杠的应用已经渗透到我们生活的方方面面，在

5、我们周围很多设备都离不开滚珠丝杠，下面列出了一些滚珠丝杠的应用范围。（1）CNC机械：CNC加工中心，CNC车床，CNC铣床，CNC放电加工机，CNC磨床，CNC线切割机等等。（2）精密工具机：铣床，磨床，道具磨床，齿轮加工机，车铣复合机。（3）产业机械：印刷机，造纸机，自动化机械，纺织机，绘图机，射出成型机。（4）电子机械：量测仪器，X-Y平台，医疗设备，工厂自动化设备，IC封装机，半导体设备等等。（5）输送机械：材料搬送设备，核能反应器，高度制动器等等。（6）航天航空工业：飞机襟翼，机场负载设备，尾翼制动器

6、等等。（7）其他：如天线使用的制动器，阀门开关装置，太阳能板伸缩机构，电子显微镜对焦机构等等。1.3国内外滚珠丝杠的发展及研究现状滚珠丝杠副早在19世纪末就发明的，但是因为制造难度过大，很长一段时间没能投入实际使用。美国通用汽车公司是第一个使用滚珠丝杠副的企业，它将滚珠丝杠副用于汽车的转向机构上。随后滚珠丝杠副被逐渐大量使用在汽车，飞机等行业。相比起国外，我国研究滚珠丝杠副只有不到50年的历史，我国与国外在丝杠发展水平上还是有较大的差距。不过随着科学技术的进步和我国的不断努力，我国在丝杠行业与国外正在逐渐缩小差

7、距，有些研究领域已经赶超国外先进潮流。1.3.1国内研究现状我国在1960成功试制了程控龙门铣床插管式滚珠丝杠副；在1976年成功研制出JCS-014型激光丝杠导程误差动态测量仪，并批量生产；1984年第二代滚珠丝杠测量仪研制成功；1992年我国研制成功了第三代3米滚珠丝杠副动态测量仪；2000年，我国成功研制出了48m/min高速滚珠丝杠副，并在加工中心上得到成功应用。我国在40多年的滚珠丝杠副发展史中，涌现出了不少著名研究单位和企业，比如北京机床研究所、南京工艺装备制造有限公司、山东博特精工股份有限公司等[

8、2]。目前，国内的不少丝杠生产厂家已经制造出了高精度的滚珠丝杠副，不再依赖与国外进口，比如北京机床研究所研制出的GCBM4016高速滚珠丝杠副，线速度超过了48m/min。北京机床研究所的丝杠测量仪如图1.2所示。图1.2丝杠测量仪我国在滚珠丝杠行业不断走以科技为先导的发展道路，已经取得了不少的成就。但是在国际知名度方面还不够响亮，今后我国丝杠产业的发展在不断追求精益求精的同时，更要在