滾珠絲杠副軸向間隙的調整方法(一)

 ⑦滾珠絲杠副軸向間隙的調整方法
 滾珠絲杠副除了對本身單一方向的轉動(dòng)精度有要求外，對其軸向間隙也有嚴格要求，以保證其反向傳動(dòng)精度。滾珠絲杠副的軸向間隙是承載時(shí)在滾珠與滾道型面接觸點(diǎn)的彈性變形所引起的螺母位移量和螺母原有的間隙的綜合。通常采用雙螺母預緊的方法，把彈性變形控制在最小范圍內，以減小或消除軸向間隙，并可以提高滾珠絲杠副的剛度。
 應用雙螺母時(shí)預緊方法消除軸向間隙時(shí)應注意以下幾點(diǎn)：
 i.預緊力大小必須合適，過(guò)小不能保證無(wú)隙傳動(dòng)，過(guò)大將使驅動(dòng)力矩增大，效率降低，壽命縮短。預緊力應不超過(guò)最大軸向負載的1/3。
 ii.要特別注意減小絲杠安裝部分和驅動(dòng)部分的間隙，這些間隙用預緊的方法消除的，而它對傳動(dòng)精度有直接影響。
 這里選用墊片調隙式消除軸向間隙的方法。
 墊片調整式是指用螺釘連接滾珠絲杠兩個(gè)螺母的凸緣，并在凸緣間加墊片。調整墊片的厚度使螺母產(chǎn)生微量的軸向位移，以達到消除軸向間隙和產(chǎn)生 預緊力的目的。該形式結構緊湊，工作可靠，調整方便，應用廣。缺點(diǎn)是不很準確，并且當滾道磨損時(shí)不能隨意調整，除非更換墊圈。
 
 ⑧滾珠絲杠副的安裝
 
 i.支承方式的選擇 
 為了保證滾珠絲杠副傳動(dòng)的剛度和精度，應選擇合適的支承方式，選用高剛度、小摩擦力矩、高運轉精度的軸承，并保證支承座有足夠的剛度。
 滾珠絲杠副的支承按其限制絲杠軸的軸向竄動(dòng)情況，分為三種形式。這里選用一端固定、一端游動(dòng)(F-S) 形式的安裝方法，固定端采用深溝球軸承和雙向推力球軸承，可分別承受徑向和軸向負載，螺母、擋圈、軸肩、支承座臺肩、端蓋提供軸向限位，墊圈可調節推力軸承的軸向預緊力。游動(dòng)端需要徑向約束，軸向無(wú)約束。采用深溝球軸承，其內圈由擋圈限位，外圈不限位，以保證絲杠在受熱變形后可在游動(dòng)端自由伸縮。
 ii.制動(dòng)裝置  
 由于滾動(dòng)絲杠副的傳動(dòng)效率高，又無(wú)自鎖能力，故需安裝制動(dòng)裝置以滿(mǎn)足其傳動(dòng)要求。本裝置使用摩擦離合器制動(dòng)。
iii.潤滑和密封
 a.潤滑 
 潤滑劑可提高滾珠絲杠副的耐磨性和傳動(dòng)效率。潤滑劑分為潤滑油、潤滑脂兩大類(lèi)。潤滑油為一般機油或90~180號透平油或140號主軸油，可通過(guò)螺母上的油孔將其諸如螺紋滾道；潤滑脂可采用鋰基油脂，它加在螺紋滾道和安裝螺母的殼體空間內。
 b.密封 
 滾珠絲杠副在使用時(shí)常采用一些密封裝置進(jìn)行防護。為防止雜質(zhì)和水進(jìn)入絲杠(否則會(huì )增加摩擦或造成損壞)，對于預計會(huì )帶進(jìn)雜質(zhì)之處使用波紋管或伸縮罩，以完全蓋住絲杠軸，對于螺母，應在其兩端進(jìn)行密封。密封材料必須具有防腐蝕和耐油性能。
 
減速器的選擇

 根據絲杠的尺寸、轉速及轉矩的要求，選擇XB1－50型諧波減速器，減速比為46，輸出力矩為。
 諧波減速器的工作原理是，波發(fā)生器凸輪在高速軸的帶動(dòng)下，經(jīng)柔性軸承是柔輪的齒在產(chǎn)生彈性變形同時(shí)，與剛輪的齒相互作用，完成減速功能。
 諧波減速器的特點(diǎn)是傳動(dòng)側隙小，空程小，傳動(dòng)精度高，體積小，噪聲低。
 
聯(lián)軸器的選擇

 (1).減速器與電動(dòng)機間的聯(lián)軸器選擇
 i.類(lèi)型選擇：
 選用半圓鍵套筒聯(lián)軸器。
 ii.載荷計算：
 公稱(chēng)轉矩
計算轉矩按下式計算：
                                                 (2-8)
式中，T為公稱(chēng)轉矩，單位為N·m；為工作情況系數。
查表得，，則
 
 iii.強度校核：
               (2-9)
合格。
 (2).減速器與絲杠間的聯(lián)軸器的選擇
 i.類(lèi)型選擇：
 選用平鍵套筒聯(lián)軸器。
 ii.載荷計算：
 公稱(chēng)轉矩T=0.1N·m，查表得，則
            
 iii.校核強度：
 
合格。
 
 7、導軌的設計
 
 (1)、導軌的功用
 機電一體化產(chǎn)品要求其機械系統的各運動(dòng)機構必須得到安全的支承，并能準確地完成其特定方向的運動(dòng)。這個(gè)任務(wù)就由導向機構來(lái)完成。機電一體化產(chǎn)品的導向機構是導軌，其作用是支承和導向。
 (2)、導軌的分類(lèi)和特點(diǎn)
 一副導軌主要由兩部分組成，在工作時(shí)一部分固定不動(dòng)，稱(chēng)為支承導軌(或導動(dòng)軌)，另一部分相對支承導軌作直線(xiàn)或回轉運動(dòng)，稱(chēng)為動(dòng)導軌(或滑座)。根據導軌副(簡(jiǎn)稱(chēng)導軌)之間的摩擦情況，導軌分為:
1)滑動(dòng)導軌
2)滾動(dòng)導軌
 (3)、導軌的基本要求
 1)導向精度 
 導向精度主要是指動(dòng)導軌沿支承導軌運動(dòng)的直線(xiàn)度或圓度。影響它的因素有：導軌的幾何精度、結構形式、剛度、熱變形、裝配質(zhì)量以及液體動(dòng)壓和靜壓導軌的油膜厚度、油膜剛度等。
 2)耐磨性 
 是指導軌在長(cháng)期使用過(guò)程中能否保持一定的導向精度。因導軌在工作過(guò)程中難免有所磨損，所以應力求減少磨損量，并在磨損后能自動(dòng)補償或便于調整。
 3)疲勞和壓潰 
 導軌面由于過(guò)載或接觸應力不均勻而使導軌表面產(chǎn)生彈性變形，反復運行多次后就會(huì )行程疲勞點(diǎn)，呈塑性變型，表面形成龜裂、剝落而出現凹坑，這種現象就是壓潰。疲勞和壓潰使滾動(dòng)導軌試銷(xiāo)的主要原因，為此應控制滾動(dòng)導軌承受的最大載荷和受載的均勻性。
 4)剛度 
 導軌受力變形會(huì )影響導軌的導向精度及部件之間的相對位置，因此要求導軌應有足夠的剛度。為減輕或平衡外力的影響，課采用加大導軌尺寸或添加輔助導軌的方法提高剛度。
 5)低速運動(dòng)平穩性 
 低速運動(dòng)時(shí)，作為運動(dòng)部件的動(dòng)導軌容易產(chǎn)生爬行現象。低速運動(dòng)的平穩性與導軌的結構和潤滑，動(dòng)、靜摩擦系數的差值，以及導軌的剛度等有關(guān)。
 6)結構工藝性 
 設計導軌時(shí)，要注意到制造、調整和維修方便，力求結構簡(jiǎn)單，工藝性及經(jīng)濟性好。
 (4)、導軌設計計算
 已知載荷，滑座個(gè)數M=4，單向行程長(cháng)度，沒(méi)分鐘往復次數為4，使用壽命小時(shí)，由
                                             (2-10)
式中，為工作單行程長(cháng)度(m)；
   n為每秒往復次數
得：    
 因滑座數M=4，所以每根導軌上使用2個(gè)滑塊座，查表確定，由式
                                       (2-11)
式中，K為壽命系數，一般取K=50km；
 F為滑座工作載荷(N);
  為硬度系數；
  為溫度系數；
  為接觸系數；
  為負荷系數；
  為額定動(dòng)載荷
得：
                        (2-12)
其中，
則，
 選用漢江機床廠(chǎng)的HJG－D25型滾動(dòng)導軌，其值為17500N，滿(mǎn)足要求。
 (5)、滾動(dòng)直線(xiàn)導軌的特點(diǎn)

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