精密机械滚珠丝杠结构PPT课件
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1.1滚珠丝杠副原理及其结构特点:1.1.1滚珠丝杠副原理滚珠丝杠副是数控机床中常用的功能部件,它是由滚珠丝杠、滚珠螺母、和滚珠,反向器组成的部件。
可以将旋转运动转变为直线运动,或者将直线运动转换为旋转运动。
滚珠丝杠副中的滚动体是滚珠[6]图1-1 滚珠丝杠副结构滚珠丝杠副的结构原理图(图1-1):组成:主要由丝杠、螺母、滚珠及滚道(回珠器)、螺母座等组成。
工作原理:在丝杠和螺母上加工有弧形的螺旋槽,当丝杠被带动运动时,丝杠与螺母间的滚珠会沿着滚道滚动,而且,为了防止滚珠从滚道中滚出,在螺母上设有返回器,使其做周而复始地循环运动。
滚珠螺母一般由两段组成,以消除间隙及提高刚度和传动精度。
另外,滚珠丝杠副还有个擦拭器,它可以将异物在滚珠丝杠部件中清除掉,并使丝杠保持有效润滑。
擦拭器可延长滚珠丝杠的使用寿命并且提高其可靠性。
1.1.2滚珠丝杠副特点:滚珠丝杠副相对滑动丝杠副,其具有如下特点[6]:(1)传动效率高:滚珠丝杠传动系统的传动效率高达90%~98%,为传统的滑动丝杠系统的2~4倍。
(2)运动平稳:滚珠丝杠传动系统为点接触滚动运动,工作中摩擦阻力小、灵敏度高、启动时无颤动、低速时无爬行现象,因此可精密地控制微量进给。
(3)高精度滚珠丝杠传动系统运动中温升较小,并可预紧消除轴向间隙和对丝杠进行预拉伸以补偿热伸长,因此可以获得较高的定位精度和重复定位精度。
(4)高耐用性钢球滚动接触处均经硬化(HRC58~63)处理,并经精密磨削,循环体系过程纯属滚动,相对对磨损甚微,故具有较高的使用寿命和精度保持性。
(5)同步性好由于运动平稳、反应灵敏、无阻滞、无滑移,用几套相同的滚珠丝杠传动系统同时传动几个相同的部件或装置,可以获得很好的同步效果。
(6)高可靠性与其它传动机械,液压传动相比,滚珠丝杠传动系统故障率很低,维修保养也较简单,只需进行一般的润滑和防尘。
在特殊场合可在无润滑状态下工作。
(7)无背隙与预紧采用歌德式(Gothic arch)沟槽形状、轴向间隙可调整得很小,也能轻便地传动。
滚珠丝杠的结构及安装一、滚珠丝杠结构1、滚珠丝杠副的种类与结构滚珠丝杠螺母副:是回转运动与直线运动相互转换的传动装置,在数控机床进给系统中一般采用滚珠丝杠副来改善摩擦特性。
工作原理是:当丝杠相对于螺母旋转时,两者发生轴向位移,而滚珠则可沿着滚道流动,如图3—4—1和图3—4—21—返向器2—螺3—丝杠4—滚珠(a)单圆弧(b)双圆弧图3—4—1滚珠丝杠副图3—4—2 螺纹滚道型面按滚珠返回的方式不同可以分为内循环式和外循环式两种。
1)内循环式内循环方式的滚珠在循环过程中始终与丝杠表面保持接触。
如图3—4—3。
在螺母的侧面孔内,装有接通相邻滚道的反向器,利用反向器引导滚珠越过丝杠的螺纹顶部进入相邻滚道,形成一个循环回路。
一般在同一螺母上装有2—4个反向器,并沿螺母圆周均匀分布。
优缺点:滚珠循环的回路短、流畅性好、效率高、螺母的径向尺寸也较小,但制造精度要求高。
图3—4—3 内循环示意图1—凸键2、3—反向键2)外循环式外循环方式的滚珠在循环反向时,离开丝杠螺纹滚道,在螺母体内或体外做循环运动。
如图3—4—4,(a)为螺旋槽式外循环(b)为插管式外循环。
优缺点:结构简单、制造容易、但径向尺寸大,且弯管两端耐磨性和抗冲击性差。
图3—4—4 外循环示意图(a)螺旋槽式:1—套筒;2—螺母;3—滚珠;4—挡珠器;5—丝杠(b)插管式:1—弯管;2—压板;3—丝杠;4—滚珠;5—滚道2、滚珠丝杠副的结构参数滚珠丝杠副的主要参数有:公称直径D、导程L和接触角β。
1)公称直径D:是指滚珠与螺纹滚道在理论接触角状态时包络滚珠球心的圆柱直径。
它与承载能力直接有关,常用范围为30—80mm,一般大于丝杠长度的1/35—/30。
2)导程L:导程的大小要根据机床加工精度的要求确定,精度高时,导程小一些;精度低时,导程大些。
但导程取小后,滚珠直径将取小,使滚珠丝杠副的承载能力下降;若滚珠直径不变,导程取小后,螺旋升角也小,传动效率将下降。