垂直滚珠丝杠单螺母消隙的研究

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1、《垂直滚珠丝杠单螺母消隙的研究》课程设计专业:数控技术年级：_姓名:指导老师:二o—O年七月六号、、I刖目我国数控机床从20世纪70年代初进入市场，至今通过各大机床厂家的不懈努力，通过采取与国外著名机床厂家的合作、合资、技术引进、样机消化吸收等措施，使得我国的机床制造水平有了很大的提高，其产量在金属切削机床中占有较大的比例。0前，国产数控车床的品种、规格较为齐全，质量基木稳定可靠，己进入实用和全面发展阶段。而数控机床进给传动系统是数控机床的重耍组成部分之一，其性能决定了数控机床的切削加工效率和加工工艺能力。在不断的发展中作为其中重要组成部分的丝杠得以不断发展。具有摩阻小、效率

2、高、轴向刚度大、平稳、传动精度高、寿命长等突出特点的滚珠丝杠在数控行业得到日益广泛的砬用。它早己在汽车和拖拉机的转向机构中得到应用。目前在要求高效率和高精度的场合广泛应用，例如飞机机翼和起落架的控制、水闸的升降机构和数控机床进给装置等。这就要求生产第一线所需要的应用性技术人才不但能够掌握数控相关理论，而且还要注重培养人才全面的数控加工的能力，不但能制定合理的数控加工工艺规程，而且还要能够自己制定加工工艺自己编制程序，自己动手执行工艺过程，并加工出合理的工件。速度和精度是数控机床的W个重耍指标，它直接关系到加工效率和产品的质量，特别是在高速切削、超精密加工技术的实施中，对机床的

3、各坐标轴的位移速度和定位精度提出了更高的要求。其屮滚珠丝杠螺母副的传动精度制约了机床的精度！滚珠丝杠螺母副的传动广泛应用于数控机床的进给系统。所以滚珠丝杠螺母副间隙的调整是本文的重点内容，而单螺母消隙是研宂方向！目录一.数控机床对进给传动系统的要求二.垂直滚珠丝杠螺母副1.滚珠丝杠结构2.滚珠丝杠副的结构参数3.滚珠丝杠副的结构特点三.滚珠丝杠螺母副间隙调整1.单螺母消隙的原理2.单螺母消隙的方法及示意3.单螺母消隙的优缺点分析与其他发法比较丝杠螺母副的选择与使用总结参考文献一.控机床对进给传动系统的要求数控机床进给传动系统承担了数控机床各直线坐标轴、

4、Hl转坐标轴的定位和切

5、削进给。无论是点位控制、直线控制还是轮廓控制，进给系统的传动精度、灵敏度和稳定性直接影响被加工件的最后轮廓精度和加工精度。为此，对进给系统中的传动装罝和远见要求具有长寿命、高刚度、无传动间隙、高灵敏的和低摩擦阻力的特点。为了提高转换效率，保证运动精度，当旋转运动被转化为直线运动时，广泛应用滚珠丝杠螺母副。为了提高位移精度，减少传动误差，对采用的各种机械部件首先保证他们的加工精度，其次采用合理的预紧来消除轴向传动间隙。虽在进给传动系统中采用各种措施消除间隙，但仍然可能留有微量间隙。二.垂直滚珠丝杠螺母副一、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：是冋转运动与直线运

6、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檫特性。工作原理是：当丝杠相对于螺母旋转吋，两者发生轴向位移，而滚珠则可沿着滚道流动，如图1和图21一返向器2—螺3—丝杠4一滚珠（a）•单圆弧（b）双圆弧图1滚珠丝杠副图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。如阁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

7、、效率高、螺母的径向尺寸也较小，但制造精度要求高。图3内循环示意图1一凸键2、3—反向键2）外循环式外循环方式的滚珠在循环反向时，离幵丝杠螺纹滚道，在螺母体内或体外做循环运动。如图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、但径向尺十大，＞1.弯管两端耐磨性和抗冲击性差。⑻（b）图4外循环示意图（a）螺旋槽式：1一套筒；2—螺母；3—滚珠；4-挡珠器；5—丝杠（b）插管式：1一弯管；2—压板；3—丝杠；4一滚珠；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、异程L和接触角P。1）公称直径D:是指滚珠与螺纹滚道在理论接触角状

8、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。因此，一般地，导程数值的确定原则是：在满足加工精度的条件下尽可能取得大一些。3、滚珠丝杠副的结构特点1）摩擦因素小，传动效率高。滚珠丝杠副的传动效率可达0.92—0.96,比常规的丝杠螺