高速滚珠丝杠副寿命试验台预紧力矩测量系统的设计.pdfVIP

· 机械制造 · 冯勇敢 ，等 ·高速滚珠丝杠副寿命试验台预紧力矩测量系统的设计 _．__ I— E= 同速滚珠丝杠副寿命试验台 预紧力矩测量系统的设计 冯勇敢，张怀存，杨庆东 (北京信息科技大学 机 电工程学院，北京 100192) 摘 要：主要介绍了高速滚珠丝杠副寿命试验台上力矩测量系统的设计方法和思路．为相关的 测量装置设计提供参考。 关键词：滚珠丝杠副；寿命试验台；预紧力矩；设计 中图分类号：THl3 文献标志码 ：B 文章编号：1671-5276(2012)04-0015-03 DesignofPretighteningTorqueM easurementSystem ofHigh．speedBallScrew LifelestBed FENGYong—gan，ZHANGHuai—cun，YANGQing—dong， (CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，BeijingUniversity ofInformationScienceandTechnology，Beijing100192，China) Abstract：Thispapermainlyintroducesthedesignmethodsofthetorquemeasurementsystem ofthehigh—speedballscrew lifetest bed．itgivesareferencetorelevantmeasurementdevicedesign． Keywords：ballscrew；lifetest；tighteningtorque；design 紧方式的特点如表 1所示。 1 预紧力矩可控性的重要性 表 1 各种预紧方式的比较 l-1 预紧力矩可控性的意义 滚珠丝杠副是机床进给系统的关键功能部件 ，由于 制造和安装 的误差，滚珠丝杠副总是存在 间隙的。同 时，滚珠丝杠副在轴向工作载荷作用下 ，使滚珠与螺纹 滚道相接触部位产生弹性变形。如果滚珠丝杠 副中有 轴向间隙或在轴 向载荷作用下滚珠与滚道接触 面处有 弹性变形 ，则当丝杠反向转动时 ，将产生空回误差，从而 影响传动精度 ，降低滚珠丝杠副的刚度。因此 ，对于有 严格要求轴向间隙和轴向刚度的精密滚珠丝杠副 (如数 控机床和精密仪器等)，必须采取消除轴 向间隙和提高 轴向刚度的措施，从而达到较高的 目标精度。这就需要 2 测量系统总体设计及工作原理 对滚珠丝杠副施加合适的预紧力。预紧力过大，摩擦力 变大进而造成过大 的温升和丝杠的磨损，噪声增大，振 本预紧测量系统是为北京机床所与北京信息科技大 动加大 ，影响精度 和寿命。如果预紧力过小 ，不能完全 学合作研制的高速滚珠丝杠副寿命试验台所设计的。 消除间隙，不能保证精度。所 以，预紧力的可控性是滚 珠丝杠副以理想 的预紧力工作 的基础。设计合适 的测 2．1 试验台总体结构简介 量装置具有重要的意义。 试验台采用铸造床身，床身长 2780mm，用地脚螺栓固 1．2 各预紧方式的特点 定在地基上。可装夹的丝杠最大长度为2200mm，直径测 量范围为32～80inln。实验装置采用 “伺服 电动机 +联轴 施加预紧力消除轴向间隙及提高刚度的方法有很多， 器 十丝杠”作为主驱动，直线电动机提供运动阻力，直线电