文献综述-滚珠丝杠副预紧转矩测量仪的机械结构设计.doc

《文献综述-滚珠丝杠副预紧转矩测量仪的机械结构设计.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、文献综述随着机床加工精度越来越高，滚珠丝杠副以其许多独特的优点，越来越多出现在有较高精度的机床上。滚珠丝杠螺母机构如图2-1所示，丝杠1和螺母2都具有圆弧形螺旋槽，合起来形成螺旋线滚道，连续装入若干（一般小于150个）等直径的滚珠3.当丝杠与螺母传动时，滚珠便沿螺旋槽滚动，数圈后经由回程引导装置，重新回到丝杠与螺母之间，形成一个闭合的循环回路[6]。一般滚珠丝杠副根据螺母的数量可以分为单螺母滚珠丝杠结构和双螺母滚珠丝杠结构如图2-2。图2-1滚珠丝杠单螺母结构1.丝杠2.螺母3.滚珠 图2-2 滚珠丝杠双螺母结

2、构 滚珠丝杠螺母副的特点它是一种新的滚动摩擦传动机构，与滑动丝杠螺母机构相比具有以下特点：1.传动效率高，摩擦损失小滚珠丝杠螺母传动效率=h92%～96%，比滑动丝杠螺母的=h20%～40%提高2~4倍，而消耗的功率仅为滑动丝杠螺母的1/4～1/32.动作灵敏无爬行现象滚动摩擦的启动阻力很小（几乎与运动速度完全无关），运动平稳、动作灵敏，在低速下能均匀运动且不易出现爬行现象，特别适于位移速度较低的高精度传动。3.精度保持性好滚动摩擦的磨损小，寿命长在长期运转中能保持较好的精度4.经适当预紧能实现无间隙传动采用双

3、螺母加预紧力控制弹性变形，经调整后能基本上消除轴向间隙，提高轴向精度，在无间隙和过盈下能正常运转，并具有较高的定位精度和位移精度。机床上采用滚珠丝杠螺母传动，是一种精密而又省力的运动转换装置。滚珠丝杠螺母传动的结构 滚珠丝杠螺母在结构上形式很多，主要分两大类： 1.外循环 如图2-3所示，滚珠在循环回路中与丝杠脱离接触的结构形式称为外循环式。在螺母2上，相隔2.5-3.5个圈数螺旋槽上钻出两孔与螺旋槽相切，作为滚珠的进口和出口。在螺母 的外圆表面上铣出螺旋槽（螺旋方向与螺母旋线方向相反）沟通两孔，以构成循环回路

4、。在螺母的进出口处各装上一个直径与滚珠直径相同呈螺旋状的挡珠器4 ，再铜焊上一段螺栓6，用螺帽5固定在螺母的螺旋槽内。挡珠器4的一端修磨成圆弧形，与螺母上的切口相衔接。当滚珠3滚到出口即被挡珠器4爪端挡住而引入回程道；当滚珠3由回程道滚到出口处则被另一个挡珠器的爪端顺利地引入螺旋槽中。这种结构由于回程道的制造简单，转折较平缓、顺利而便于滚珠返回，目前在各种机床应用广泛，常制成单列或双列的回程道结构形式。图2-3滚珠丝杠螺母外循环结构1.丝杠2.螺母3.滚珠4.反向器2.内循环如图2-4所示，滚珠在循环回路中与丝

5、杠始终保持接触的结构形式称为内循环式。在螺母外侧孔中装一个接通相邻两滚道的反向器3，利用平键和外圆柱定位，借助于反向器迫使滚珠翻越过丝杠的牙顶而进入相邻滚道，实现循环。一般在一个螺母上采用三个反向器，沿螺母圆周相互错开120。这种结构由于一个循环只有一圈滚珠，因而具有回路短，工作滚珠数目少，流畅性好，摩擦损失少，传动效率高，径向尺寸紧凑，轴向刚度好，承截能力较大等优点。缺点是反向器结构复杂使得加工困难。需要在专门机床上加工。图2-4内循环式结构1.滚珠丝杠2.螺母3.滚珠4.反向器单螺母滚珠丝杠的预紧方式单螺母

6、滚珠丝杠的预紧方式是通过采用变位导程的结构形式而得以进行的，其工作原理如图2-5所示，是在滚珠螺母体内得两列循环滚体链之间，使内螺纹滚道在轴向产生一个的轴向突变量，从而使两列滚珠在轴向错位以实现预紧。预紧力的大小取决于和单列滚珠的径向间隙。这种结构形式除了具有消除传动间隙、轴向刚度高、工作寿命长及运动平稳等优点外，还具有结构紧凑、制造成本低的优点。在变位导程预紧中，接触角影响丝杠的轴向刚度、承载能力、空转力矩和传动效率。接触角越大，滚珠丝杠的承载能力和轴向刚度越大。接触角小时，丝杠能承受的轴向力变小，在同样的负

7、荷作用下，会使得径向力增大，降低丝杠的使用寿命。图2-5单螺母滚珠丝杠的预紧示意图双螺母结构的预紧方式对于双螺母结构，预紧力的施加是通过调整两个螺母之间的轴向位置，使两螺母中的滚珠在承受工作载荷钱，分别与丝杠滚道的两个不同侧面接触，只使滚珠和滚道圆弧面间产生一定得接触压力，得到一定得预变性。通过产生预变性，就可以达到消除轴向间隙，提高滚珠丝杠副的轴向刚度的目的，如图2-6所示，图中Fp，为预紧力，F为轴向工作载荷，b为接触角。目前，按照使两个螺母产生轴向位置变化方法的不同，有多种调整预紧方式，如垫片调整式、螺纹

8、调整式、齿差调整式、弹簧调整式，其中比较典型的是垫片调整式，如图2-7所示，图中Fp为预紧力，FA、FB分别为A、B螺母的总轴向力。垫片调整式是采用最多的预紧方式。其工作原理是通过改变垫片的厚薄来改变两个螺母之间的轴向距离，以实现调整轴向间隙和达到预紧的目的。这种方式的优点是结构简单、刚度高、可靠性好。它的缺点是精确调整比较困难，而且，当滚道和滚珠有磨损时，不能随时消除间隙。对于不同形