新型重载行星滚柱丝杠副- .pdf

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1、拦旦主持垫查垒新型重载行星滚柱丝杠副山东博特精工股份有限公司(济宁272071)李栋杜伟王云菊朱继生行星滚柱丝杠副是一种将旋转运动转化为直线头数与丝杠相同；滚柱3(见图2)为单头螺纹，螺运动的机械装置。与滚珠丝杠副的传动方式类似，纹为圆弧凸齿形，滚柱两端加工有小模数外齿轮和不同点在于：在滚珠丝杠副中，载荷通过安装在螺圆柱光轴；两端小模数外齿轮与内齿圈2啮合，确纹滚道中的钢球从螺母传递到丝杠上，载荷的大小保滚柱之间保持轴向平行，内尺圈2与螺母4安装后主要取决于钢球的大小和接触点的个数。而行星滚固定为一体，圆柱光轴安装在保持架l均布加工的柱丝杠副的

2、载荷传递元件为螺纹滚柱，滚柱能加工孔内，保证各滚柱之间等距离。出较大曲率半径的圆弧凸齿形。每个螺母中一般包含9～13个螺纹滚柱，并且所有的滚柱都参与工作，接触点众多，因此承载力和刚度远远高于滚珠丝杠副。在需要高承载的应用场合，与液压传动相图2滚柱比，行星滚柱丝杠副具有无与伦比的优越性。它所2．行星滚柱丝杠副工作原理配置的控制系统简单，不需要诸如阀门、泵、过滤电动机通过减速箱驱动主丝杠轴5转动，滚柱3器、传感器等复杂的配套系统，能有效避免液压油围绕主丝杠5做行星运动，由于滚柱3与螺母4通过泄漏和不可预知的故障，并且能够在极其艰苦的工螺纹啮合，所以

3、此时螺母4做轴向运动，这就实现作环境下承受重载或逐渐增加的重载荷上千小时。了将主丝杠的旋转运动变为了螺母的轴向运动。在因此，行星滚柱丝杠副所具有的优越性，使其成为整个运动过程中，保持架1保证了滚柱在运动过程恶劣环境条件下使用及重载传动的理想选择。中始终沿圆周方向均布。内齿圈2与滚柱3外齿的啮1．行星滚柱丝杠副的结构合保证了滚柱在运转过程中不会发生轴向的偏斜，实际应用的行星滚柱丝杠副，螺纹丝杠一般为滚柱与滚柱在围绕主丝杠5做行星运动时始终保证5或6头螺纹，滚柱数量为9～13-I-，行星滚柱丝杠轴线相互平行。副的组成如图1所示。丝杠5为多头螺纹，螺

4、纹为三滚柱的齿形为曲率半径较大的圆弧截面，与丝角形90。齿形；螺母4为内螺纹，齿形参数及螺纹杠及螺母的接触为点接触(见图3)，这样在转动过程中滚柱就可以等效为众多的滚珠在运行，因此行星滚柱丝杠副的承载能力较传统的滚珠丝杠副有很大提高。3．行星滚柱丝杠副与滚珠丝杠副性能对比(1)承载由于滚柱齿形能加工出较大曲率半径的圆弧凸齿形，并且所有滚柱都参与工作，工作图1行星滚柱丝杠副接触点多，所以行星滚柱丝杠副具有很高的承载能1．保持架2．内齿圈3．滚柱4．螺母5．主丝杠力。由赫兹定律我们可以计算出，在同等规格条件参磊籼51，下，行星滚柱丝杠副的动态载荷约

5、为滚珠丝杠副的c(COS)(Zl2／3．Dw1．8tan(COS)“3倍以上。D=【(2．5P)d×2t／2(2)速度与加速式中，C为额定动载荷(N)；_厂c为和系统相关的度行星滚柱丝杠副的结一个因素；为丝杠齿形半角，一般取45。；z为构形式决定了滚柱不需要有效接触点数量；D为滚柱圆弧凸齿形的曲率半额外的循环装置，滚柱只径(mm)；为螺旋升角；P为滚柱螺纹的导程需绕丝杠轴作旋转运动。(mm)；d为滚柱的公称直径(mm)。这种特点使得行星滚柱丝(2)理论寿命行星滚柱丝杠副的理论寿命计杠副可以达到传统滚珠丝算公式为杠副所不能达到的高速度图3滚珠与滚

6、柱对比L10=(／)×10。和高加速度。目前，行星式中，。为理论寿命(r)；F为平均轴向负载滚柱丝杠副已达到lOOm／s的直线运动速度和超过(N)。3．5g的加速度。(3)效率行星滚柱丝杠副的效率取决于其工(3)运行寿命通常丝杠的寿命按行程或实际作条件，它在任何条件下都不会自锁，丝杠和螺母工作时间计算，在载荷为ltT作条件下，对于直径都可以作为主动件。因此，其效率有正效率(将旋20mm、导程6mm同等规格的滚珠丝杠副和行星滚转运动转化为直线运动)和逆效率(将直线运动转柱丝杠副，行星滚柱丝杠副的运行寿命约为滚珠丝化为旋转运动)，其计算公式如下杠副

7、的15倍。正效率：，7：1／(1+×cot)(4)工作环境一般滚珠丝杠副需要洁净和有逆效率：，7=l一×cot润滑的工作环境，当外界杂质进入或润滑不良时，式中，卵为效率；为摩擦系数。(4)临界转速行星滚柱丝杠副的临界转速公将影响滚珠丝杠副的正常工作。而行星滚柱丝杠副式为在较差的(如冰、脏或润滑差等)环境中，均能保nor=(490×101)持良好的性能。式中，g／cr为临界转速(r／min)；为支承系数；(5)噪声对滚珠丝杠副和行星滚柱丝杠吾Ud。为丝杠的外径(mm)；三。为丝杠支承距离进行各种对比测试，由于没有额外的滚柱循环装(mm)。置，在同

8、等工作条件下行星滚柱丝杠副的噪声明显低于传统滚珠丝杠。在2O00r／min的转速条件下，5．行星滚柱丝杠副的应用直径32mm、导程20ram的滚珠丝杠