外循环滚珠丝杠设计

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1、西安科技大学毕业设计开题报告题目：外循环双螺母式滚珠丝杠设计系别：机械学院　专业：机械制造及其自动化班级：机械0705班学号：0705040525姓名：xxxx指导教师：xxxxxxx　教师职称：讲师年　　月　　日-4-一、滚珠丝杠的发展及应用滚珠丝杠副早在19世纪末就已经被发明了，但受制于当时的制造水平，相当一段时间内未能实际应用。美国是世界上第一个将滚珠丝杠副应用于工业产品的国家，1940年滚珠丝杠副被应用于美国通用汽车公司萨吉诺分厂的汽车转向机构。我国在1950年代末期开始研制用于数控机床的滚珠丝杠副，并于1964年由南京工艺装备制造厂成功生产出我国第一套滚珠丝杠副。

2、随着数控机床和各种自动化设备的发展，滚珠丝杠副的需求迅速增加，研究和生产也得到了很大的促进，特别是精密螺纹磨床的出现，使滚珠丝杠副在精度和性能上得到了较大的飞跃。滚珠丝杠副自1874年在美国获得专利至今已有100多年历史，在我国也有40来年的研制和生产历史。它的功能已从最初的“敏捷省能传动”(上世纪40～50年代)到“精密定位”(70年代～)，再从“大导程快速驱动”(80年代～)到“精密高速驱动”(90年代～)，在这过程中产品不断升级换代得到一次质的飞跃。在数控补偿技术出现前的很长时间里，要提高机构定位精度，主要通过提高滚珠丝杠副的精度来实现，因此，对滚珠丝杠的导程误差要求

3、很高，给滚珠丝杠副的制造带来困难，使滚珠丝杠副的生产成本加大。特别是高精度滚珠丝杠副，各项精度指标只有通过数控螺纹磨床或激光反馈螺纹磨床多次加工才能达到。随着数控补偿技术的出现，在没有很高精度的滚珠丝杠副的情况下，也能通过数控补偿获得高的定位精度。从而给滚珠丝杠的加工工艺争取了空间，使冷轧工艺成为继旋磨工艺之后又一个被广泛采用的加工手段。由于滚珠丝杠副具有高效率、高精度、高刚度等特点，现在滚珠丝杠副已经被广泛应用于机械、航天、航空、核工业等领域，并已成为机械传动与定位的首选部件。与此同时，伴随这滚珠丝杠副的应用领域的扩大，对滚珠丝杠副的要求也越来越多，滚珠丝杠副除了经典规格

4、的加工工艺得到不断进步外，在多个特定方向上也有了很大发展，主要在以下几方面：微型滚珠丝杠副——在一些要求结构非常紧凑需要微动控制的场合，如航天航空领域、小型精密测试装置、精密仪器等，它们基本上都需要公称直径d0<12mm，导程Ph=0.5～2.5mm的微型滚珠丝杠副。在电子器件生产线插件装置、小型机器人等需要高速驱动的领域，也需要微型滚珠丝杠副，甚至还要求导程很大。大导程滚珠丝杠副——在机械产品向高速化发展的过程中，对进给驱动速度的要求不断提高，大导程滚珠丝杠副自然成为最便捷的选择。如工业机器人、数控锻压机械、加工中心及机电一体化自动机械等，它们甚至需要导程等于公称直径的大

5、导程滚珠丝杠副。重载滚珠丝杠副——随着重型机床数控化、注塑机械电控化的不断扩大，重载滚珠丝杠自然应运而生。重载滚珠丝杠副的出现，使得一些之前只有通过液压实现的大推力传动系统电气化成为现实，既减少了能源品种，又提高了控制精度。现国内外文献上对滚珠丝杠副还没有统一的分类，但各国一般按公称直径和导程分为：普通滚珠丝杠副——通常指公称直径d0=16～100mm，导程Ph=4～20mm，螺旋升角<9°的滚珠丝杠副。微型滚珠丝杠副——指公称直径d0<12mm的滚珠丝杠副，其中对于导程Ph<3mm的滚珠丝杠副称为微型小导程滚珠丝杠副，螺旋升角>9°-4-的滚珠丝杠副称为微型大导程滚珠丝杠

6、副。大导程滚珠丝杠副——指公称直径d0>16mm，螺旋升角>9°或导程Ph=d0的滚珠丝杠副，对于螺旋升角>17°则称为超大导程滚珠丝杠副。重型滚珠丝杠副——指公称直径d0>120mm的滚珠丝杠副。世界主要滚珠丝杆生产制造商：THK　(日本)NSK(日本)TSUBAKI(日本椿本)STAR(德国)SHUTON(西班牙)PMI-AMT(中国台湾银泰)HIWIN(中国台湾上银)汉江机床厂南京工艺装配厂二、滚珠丝杠的原理结构和特点滚珠丝杠组成：主要由丝杆、螺母、滚珠和滚道（回珠器）、螺母座等组成。工作原理：在丝杆和螺母上加工有弧行螺旋槽，当它们套装在一起时便形成螺旋滚道，并在滚道

7、内装满滚珠。而滚珠则沿滚道滚动，并经回珠管作周而复始的循环运动。回珠管两端还起挡珠的作用，以防滚珠沿滚道掉出。滚珠丝杠螺母传动的优点：-4-1.摩擦小，效率高。一般情况下，它的机械效率在90%以上，约比滑动丝杠传动的机械效率高2-4倍。因此，在同样负荷下，驱动扭矩较滑动丝杠减少2/3-3/4。同时它的逆传动效率也很高，接近正传动效率，因此它可以比较容易地把直线运动转换为旋转运动。2.由于是滚动摩擦，动、静摩擦系数相差极小，无论是静止，还是高、低速时，摩擦扭矩几乎不变，因而灵敏度高，传动平稳。3.磨损少，寿命长。滚珠