机电一体化自学课件第二章.ppt

第三节 机械传动 一、滚动螺旋传动 （一） 工作原理及结构形式 图为外循环滚动螺旋传动 l---螺母 2---钢球 3---挡球器、 反向器 4---螺杆 图为内循环滚动螺旋传动 l---螺母 2---钢球 3---挡球器、反向器 4---螺杆 螺杆和螺母的螺纹滚道间置滚珠，当螺杆或螺母转动 时，滚珠沿螺纹道滚动，使螺杆和螺母作相对运动时为滚 动摩擦，提高了传动效率和传动精度。 在螺母(或螺杆)上有滚珠返回通道，与螺纹滚道形成循环回路，使滚珠在螺母滚道内循环。根据滚珠的循环方式，滚动螺旋传动结构形式为内循环类型与外循环类型。 外循环有回球槽式和插管式。回球槽式是 螺母外表面有回球槽，槽的两端有通孔与螺母的螺纹滚道相切，形成滚珠返回通道。为引导 滚珠在通孔内顺利出入，在孔口置有挡球器。其特点是螺母外径尺寸较小，安装方便。插管采用外接套管作为滚珠返回通道。该形式结构简单、制造方便，但弯管突出于螺母外部，外 形尺寸较大。若用弯管端部作挡球器，耐磨性差。 回球槽式 插管式 外循环 内循环镶块式是在螺母上开有侧孔，孔内镶有反向器，将相邻两螺纹滚道联接起来。滚珠从螺纹滚道进入反向器，越过螺杆牙顶，进入相邻螺纹滚道，形成循环回路。该类型特点是螺母的外径尺寸较小，和滑动螺旋副大致相同。滚珠返回通道短，有利于减少滚珠数量、减少磨损、提高传动效率，但反向器回行槽加工要求高。 镶块式 内循环 (二)消除间隙和调整预紧 滚动螺旋传动的消除间隙和调整预紧一般有垫片式、螺纹式和齿差式三种。 垫片式调整垫片厚度，使螺母产生轴向位移。该形式结构紧凑、工作可靠、调整方便、应用广，但不很准确。并且当滚道磨损时不能随意调整，除非更换垫圈，故适用于一般精度的机构。 垫片调隙式 1---螺母 2—垫片 螺纹调隙式如图所示。螺母1的外端有凸缘，螺母3加工有螺纹的外端伸出螺母座外，用两个圆螺母2锁紧。键4的作用是防止两个螺母的相对转动。旋转圆螺母即可调整轴向间隙和预紧。这种方法的特点是结构紧凑、工作可靠、调整方便。缺点是不很精确。 螺纹调隙式 1、2、3---螺母 4---键 齿差调隙式如图所示。在螺母1和4的凸缘上切出齿数相差一个齿的外齿轮(z4 =zl+1)，把其装入螺母座中分别与具有相应齿数(z1和z2)的内齿轮2和3啮合。调整时，先取下内齿轮，将两个螺母相对螺母座同方向转动一定的齿数，然后把内齿轮复位固定。此时，两个螺母之间产生相应的轴向位移，从而达到调整的目的。当两个螺母按同方向转过一个齿时，其相对轴向位移为 齿差调隙式 1、4---螺母 2、3---内齿轮 （三）滚动螺旋机构的主要尺寸、精度及标记 1、主要尺寸 P27 表2-4 2、滚动丝杠副的表柱法 螺纹旋向，右旋不标 检查项目标号 精度等级 负载滚珠总圈数 基本导程 公称直径 预紧方式(见各厂代号) 循环方式(见各厂代号) 外形结构特征(见各厂代号) (四)支撑方式的选择 丝杠的轴承组合及轴承座、螺母座以及与其它零件的连接刚性，对滚珠丝杠副传动系统的刚度和精度都有很大的影响，需在设计、安装时认真考虑。为了提高轴向刚度，丝杠支承常用推力轴承为主的轴承组合，仅当轴向载荷很小时，才用向心推力轴承。表2—8中列出了轴承组合的四种典型支承方式，并简述了它们的特点。 除表中所列的特点以外，应该知道，当滚珠丝杠副工作时，因受热(摩擦及其它热源)而伸长，它对第一种支承方式的预紧轴承将会引起卸载，甚至可能产生轴向间隙，此时与第三、第四种支承情况类似，但对第二种支承方式，其卸载的结果可能在两端支承中造 成预紧力的不对称，且只能允许在某个伸长范围内，即要严格限制其温升，故这种高刚度、 高精度的支承方式更适宜于精密丝杆传动系统。 (五)滚动螺旋传动的设计计算 设计滚动螺旋传动时，已知条什是：工作载荷 F 或平均工作载荷Fm；螺旋的使用寿命Ln’；螺杆的工作长度(或螺母的有效行程)l；螺杆的转速n(r／min)以及滚道硬度HRC和运转情况。 一般设计步骤是： 1)求出螺旋传动的计算载荷Fc 式中 KF——载荷系数，1～2．5； KH——硬度系数，1～4； KL——短行程系数，l—1．3； Fm——平均工作载荷， 2)考虑寿命 从滚动螺旋的系列中找出相应的额定动载荷