精密机械滑动丝杆原理及参数 ppt课件
机械系统设计 (滚珠丝杠)PPT课件

2 机械系统设计--机械传动装置滚珠丝杠副
双推—自由
1.轴向刚度低,与螺母位置有关; 2.双推端可预拉伸安装; 3.适宜中小载荷与低速,更适宜垂直安装,短丝杠。
固定可以用深沟球轴承和双向推力轴承组合或用圆锥滚子轴承
2 机械系统设计--机械传动装置滚珠丝杠副
(2) 轴承的组合安装支承示例
2 机械系统设计--机械传动装置滚珠丝杠副
2 机械系统设计--机械传动装置滚珠丝杠副
滚珠丝杠副的特点
传动效率高 运动平稳 工作寿命长 定位精度和重复定位精度高 同步性好 可靠性高 不能自锁 制造工艺复杂
2 机械系统设计--机械传动装置滚珠丝杠副
滚珠丝杠副的典型结构类型
从螺纹滚道的截面形状、滚珠的循环方式和消除轴 向间隙的调整方法进行区别。
1,产生的轴向位移(即间隙)为:
1 (
Z1
1 )np
Z2
其中:n为螺母同方向转过的齿数
p为丝杠的导程
例:若Z1=99,Z2=100,n=1, p=6mm 则d=0.6μm
2 机械系统设计--机械传动装置滚珠丝杠副
(3) 垫片调隙式
调整垫片厚度,使螺母产生轴向位移,该形式结构简单,调整较为 方便,应用广,但仅适用于一般精度机构。
滚珠丝杠在工作负载fn和转矩tnm共同作用下引起每个导程的变形量esie38001038机械系统设计机械传动装置滚珠丝杠副按最不利的情况即取ffm则丝杠在工作长度上的弹性变形所引起的导程误差为通常要求丝杠的导程误差应小于其传动精度的12即edpfgjeapf1075216045910206143800101310107521503机械系统设计机械传动装置滚珠丝杠副试设计一数控机床工作台进给用滚珠丝杠副
1.轴向刚度最高; 2.预拉伸安装时,须加载荷较小,轴承寿命较高 3.适宜高速、高刚度、高精度。
精密机械滑动丝杆原理及参数PPT演示课件

例:如图5-8,凸轮补偿结构
●测量螺母运动位置的实际误差
●设计直线凸轮(靠模)
●导杆摆动使螺母偏转产生附加转角。
丝
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12
本补偿方案评价:
用机械方法进行误差补偿受诸多因素影响, 存在一定局限,仅用于特殊场合。
存在的问题: ●机械凸轮本身的制造精度如何保证? ●跟踪系统的复杂程度
滚动摩擦——相关零件精度 滑动摩擦——运动磨损
丝
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25
7. 丝杠传动设计基本步骤 丝杠设计方法与机床主
轴相似,不同之处是丝杠上 螺纹的牙形角、螺距、直径、 螺纹公差的设计。 (1)螺纹牙型选择
1)普通公制螺纹
牙形角60度,用于小型、轻载、短距 离一般精度传动。
由于不易保证零件精度,较少使用。
丝
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26
2)梯形螺纹
梯形螺纹牙形角为30度。 传动效率高、强度大、螺距大(最小直 径为10mm,最小螺距为2mm)。
●直接连接 ●浮动连接 ●弹性连接
丝
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(4)消除或减少螺旋传动空程
空程现象:
丝杠转动方向改变时,需要丝杠反转 某一角度后,螺母才开始反向移动。
形成的原因:
●丝杠与螺母的配合间隙 ●丝杠安装(轴承处)存在轴向间隙 ●丝杠副从动件与滑动件连接处间隙
丝
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消除间隙的常用方法:
1)单面接触法 施加一定的单
●实际空间的可行性 ●经济性——辅助机构的性价比
丝
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2)累积误差的电气系统补偿
利用实时采集的反映位移误差的数字信 号,反馈驱动执行机构,从而使螺母获得准 确的附加补偿角。
丝杠ppt课件

国家 瑞士
品牌 Eichenberger艾肯伯格
GSA
上银HIWIN
台湾
ABBA 鼎耀AMT
韩国 中国
TBI 银泰PMI SBC太敬 优励聂夫(南京)科技有限
公司 南京工艺装备厂
陕西汉江机床 西安华欧 山东博特
北京机床研究所
Logo
行星滚柱丝 杠
行星滚柱, 德国合资
外循环 滚珠在循环过程结束后通过螺母外表面上的螺旋槽或插管返回丝杆螺母间重新进入循环。图示为常见的外循环 结构形式。在螺母外圆上装有螺旋形的插管口,其两端插入滚珠螺母工作始末两端孔中,以引导滚珠通过插管,形成 滚珠的多圈循环链。这种形式结构简单,工艺性好,承载能力较高,但径向尺寸较大。目前应用最为广泛,也可用于 重载传动系统中。
一般来说丝杠在使用时,1000mm长的丝杠在每上升1℃就有12μm的伸长量,因此即使滚珠丝杠的导程经过高精度的加工,也会 因温升而产生变形,使定位精度有所误差,除了选择正确的润滑剂及冷却方式外 还要增加预加载和和闭环系统
一. 基础简介
1.1. 滚珠丝杠——性能参数
临界转速也称危险转速——在高速情况下产生共振时所达到的极限转 速,此现象会造成产品质量下降,加工机床损坏。
滚珠丝杠螺母副结构图例 1-丝杠 2-滚道 3-螺母 4-滚珠
一. 基础简介 1.3. 制造工艺
滚珠丝杠有两种加工方式:精密磨削和冷轧。 • 磨削丝杠采用去除材料的方式加工,最后经过精密研磨而成。 • 冷轧丝杠由辊子挤压而成,不去除材料。 • 加工制造方式与丝母结构没有必然联系。
一. 基础简介 1.4. 结构类型
• 具有运动的可逆性 可以将旋转运动转换成直线运动,也可 将直线运动转换成旋转运动,即丝杆和螺母均可作主动件或 从动件。
《丝杆工作原理》课件

通过电机或其他动力源驱动丝杆旋转,实现旋转运动 。
丝杆的直线运动
丝杆旋转时,螺母沿着丝杆轴线方向作直线运动,实 现直线运动。
转换原理
利用丝杆的螺旋线结构,将旋转运动转化为直线运动 ,或反之。
丝杆的精度与刚度
精度
丝杆的精度包括几何精度和运动精度 两个方面,直接影响机械系统的定位 精度和重复定位精度。
丝杆的噪音问题
总结词
丝杆在运转过程中产生的噪音可能影响设备的性能和操作者的舒适度。
详细描述
噪音问题可能是由于丝杆安装精度差、润滑不良、轴承损坏等原因造成的。解决这一问题需要检查丝杆的安装情 况和润滑状态,确保轴承运转正常;同时,可以采取消音措施来降低噪音。
THANKS
感谢观看
丝杆卡死通常是由于润滑不足、异物进入、过载使用等原因 造成的。为解决这一问题,需要定期对丝杆进行润滑保养, 确保工作环境清洁,避免过载使用,并定期检查丝杆的磨损 情况。
丝杆的精度丧失问题
总结词
精度丧失是指丝杆的传动精度下降,影响设备的性能和加工精度。
详细描述
精度丧失可能是由于丝杆磨损、安装精度差、温度变化等原因造成的。为恢复 精度,需要对丝杆进行重新安装和调整,确保安装精度符合要求;同时,对于 因磨损导致的精度丧失,可能需要更换新的丝杆。
丝杆按结构可分为滚珠丝杆和直线导轨,滚珠 丝杆由丝杆本体、螺母、滚珠和反向器组成, 直线导轨由滑块和直线导轨组成。
滚珠丝杆的滚珠在丝杆和螺母之间滚动,实现 旋转运动和直线运动的转换,而直线导轨的滑 块在导轨上滑动,实现直线运动。
丝杆的材料
丝杆常用的材料有不锈钢、碳钢、合金钢等,这些材料具有较高的强度和耐磨性 ,能够保证丝杆的长期稳定运行。
丝杆工作原理.

(1)过载问题
滚珠丝杠副进给传动的润滑状态不良、轴向 预加载荷太大、丝杠与导轨不平行、螺母轴线与 导轨不平行、丝杠弯曲变形时,都会引起过载报 警。一般会在CRT上显示伺服电动机过载、过热 或过流的报警,或在电柜的进给驱动单元上,用 指示灯或数码管提示驱动单元过载、过流信息。
(2)窜动问题
窜动问题是滚珠丝杠副进给传动的润滑状态 不良、丝杠支承轴承的压盖压合情况不好、滚珠 丝杠副滚珠有破损、丝杠支承轴承可能破裂、轴 向预加载荷太小,使进给传动链的传动间隙过大, 引起丝杠传动时的轴向窜动。
一端固定,一端自由:适用于短丝杆及垂
直丝杆。 一端固定,一端浮动:一端同时承受轴向 力和径向力,另一端径向力,当丝杆受热 伸长时,可以通过一端做微量的轴向浮动。 两端固定的支撑形式:通常在它的一端装 有碟形弹簧和调整螺母,这样既能对滚珠 丝杆施加预紧力,又能在丝杆热变形后保 持不般发生在启动加速段或低速进给 时,多因进给传动链的润滑状态不良、外加负载 过大等因素所致。尤其要注意的是,伺服电动机 和滚珠丝杠连接用的联轴器,如连接松动或联轴 器本身缺陷,如裂纹等,会造成滚珠丝杠转动和 伺服电动机的转动不同步,从而使进给运动忽快 忽慢,产生爬行现象。
丝杠的保养及维护
摩擦力小:主要是用滚珠的滚动代替了普通丝杆螺母副的滑动。
轴向间隙可消除:也是由于滚珠的作用,提高了系统的刚性。经
预紧后可消除间隙。
使用寿命长、制造成本高:主要采用优质合金材料,表面经热处
理后获得高的硬度。
滚珠丝杆螺母副的消隙
· 双螺母垫片调隙:
修磨垫片厚度消隙 滚珠丝杆螺母副采用双螺母结构(类似于齿轮副中的双薄片齿轮结 构)。通过改变垫片的厚度使螺母产生轴向位移,从而使两个螺母分 别与丝杆的两侧面贴合。当工作台反向时,由于消除了侧隙,工作台 会跟随CNC的运动指令反向而不会出现滞后。
《滚珠丝杠计算》课件

滚珠丝杠的未来发展趋势
微型化和高集成化
越来越多的行业需要更小、更强的滚珠丝杠传 动件来满足高效生产要求。
高端化和智能化
滚珠丝杠的应用领域正在向更智能、更加自动 化领域推进。未来,预计会有更多新一代智能 在线监测技术的出现。
滚珠丝杠的选择原则
1 清晰的使用要求
了解使用环境、负载要求、速度要求等各种具体要求
2 选择适当的规格
综合考虑螺距、直径、导程等多个要素,选择最适合的规格
3 选择可靠生产商
选择材料符合要求、工艺优良、保障服务等方面都可靠的生产商
如何计算滚珠丝杠的规格?
计算包括螺距、导程、滚珠径等要素,需要结合使用环境及要求等多个因素 综合计算。可以通过标准计算公式、计算器和专业软件进行计算。
成功的滚珠丝杠安装和维护需要一定的技能和注意事项,如对组件进行检查、 正确的拧紧、精确润滑等。
滚珠丝杠的系统优化
针对不同的使用环境,需要优化滚珠丝杠传动系统的各种组成部分(如支撑、导轨、端面支撑等),以 提高其精度,延长寿命。
滚珠丝杠的故障分析和解决方法
不可避免地,滚珠丝杠在使用过程中可能会出现故障,如过度磨损、过高温度、脱落等。及时且科学的 故障分析方法,能够使问题更快得解决。
滚珠丝杠计算
欢迎来到《滚珠丝杠计算》PPT课件。今天,我们将深入了解这个关键性机 械构件,掌握它的各种特性和应用技巧。
什么是滚珠丝杠?
滚珠丝杠是一种基于滚珠原理的传动装置,常用于各种机械设备中,如数控机床、自动化机器人等。通 过滚珠丝杠,可以将旋转运动转化为线性运动,达到精密定位的目的。
滚珠丝杠的应用领域
滚珠丝杠的工作原理
滚珠丝杠是靠螺旋螺距和滚珠直径的差异,使得每个滚珠按顺序接过传动力, 在螺杆上做迅速的移动。这不仅提供了高精度、高效率的传动,而且能够实 现长行程、高刚度等要求。
丝杆传动原理

丝杆传动原理丝杆传动是一种常见的机械运动传动方式,在机械制造中应用广泛。
它以丝杆为主转动件,通过丝杆的旋转来带动螺母等副转动件产生直线运动,从而实现机械元件的运动传递。
丝杆传动原理基于稳定的滑动摩擦或滚动摩擦,并以转动转换为直线运动。
丝杆是一种带有螺纹的长杆,螺纹可以是三角形、圆弧形或矩形等不同形状。
螺纹的尺寸和形状决定了丝杆传动的效率和精度。
丝杆的直径和螺距是丝杆传动的两个重要参数。
螺母是丝杆传动中的副转动件,其内部有与丝杆相匹配的螺纹结构,当丝杆转动时,螺母沿着丝杆的轴线移动或旋转,从而实现直线或旋转运动。
丝杆传动的两种常见结构形式为螺母滑动结构和滚珠螺丝杆结构。
在螺母滑动结构中,螺母表面与丝杆表面之间通过润滑剂实现滑动摩擦。
在这种结构中,当丝杆转动时,螺母沿着轴线移动,其运动过程中滑动摩擦会产生一定的摩擦力和热量,这些可能成为该传动形式的缺点。
滚珠螺丝杆结构则采用滚动摩擦代替滑动摩擦,从而减少了丝杆传动中的摩擦损失,提高了传动效率和精度。
滚珠螺丝杆结构的螺旋槽不再直接与螺母接触,而是安装在螺母内部,滚珠在其槽中滚动,从而实现直线或旋转运动。
丝杆传动的优点在于结构简单,便于维护,成本较低,适用于各种环境和应用场合。
在某些应用场合,如机床加工、自动控制等领域中,丝杆传动还具有极高的精度和可靠性,并建立了丰富的标准和规范。
丝杆传动的缺点在于传动效率相对较低,其精度和承载能力受直径和螺距的限制,而且经常需要润滑和维护。
此外,在高速运动或大负载情况下,丝杆传动可能产生撞击或失效。
总的来说,丝杆传动是一种非常实用的机械传动方式,应用广泛,有较低成本、简单维护、高精度、可靠性高等优点。
但因结构影响传动效率,在设计中需要考虑应用环境和条件。
丝杠的分类与工作原理

丝杠的分类与工作原理
一、丝杠分类
丝杠可以根据不同的分类标准进行分类,主要包括以下两种分类方式:
1. 按用途分:滚珠丝杠、直线丝杠、传动丝杠、精密丝杠、螺旋丝杠等。
滚珠丝杠:利用滚珠在丝杠和螺母之间作滚动摩擦,边滚边引导,从而能以较低的摩擦进行平稳传动。
直线丝杠:主要用于直线传动,其结构简单,但承载能力较小。
传动丝杠:主要用于传递动力和运动,其结构较复杂,承载能力较大。
精密丝杠:主要用于高精度传动和定位,其制造精度要求较高。
螺旋丝杠:主要用于螺旋传动,其结构与滚珠丝杠相似,但工作原理不同。
2. 按结构分:滚珠丝杠、直线导轨、交叉滚子导轨等。
滚珠丝杠:由丝杠和螺母组成,利用滚珠在两者之间作滚动摩擦实现传动。
直线导轨:由滑块和导轨组成,通过滑块与导轨之间的滑动摩擦实现传动。
交叉滚子导轨:由交叉滚子、滑块和导轨组成,通过交叉滚子在滑块和导轨之间的滚动摩擦实现传动。
二、工作原理
1. 滚珠丝杠工作原理:利用滚珠在丝杠和螺母之间作滚动摩擦,边滚边引导,从而能以较低的摩擦进行平稳传动。
当丝杠旋转时,滚珠沿螺旋槽滚动,同时受到向前的推动力,从而实现丝杠的直线运动。
这种传动方式具有高精度、高刚度、高效率等优点,被广泛应用于各种机械传动系统中。
2. 直线导轨工作原理:通过滑块与导轨之间的滑动摩擦实现平稳传动。
当
滑块在导轨上滑动时,两者之间的摩擦力提供滑块运动的驱动力。
这种传动方式具有高精度、高刚度、高效率等优点,被广泛应用于各种机械传动系统中。
同时,直线导轨还具有高稳定性、低噪音、低摩擦等优点,因此被广泛应用于各种机械设备中。
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持理论关系
L
T
360
的准确程度。
(2)造成误差的主要因素
●丝杠、螺母的制造误差
齿形误差
●支承及导向部分误差
●安装误差
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9
(3)从动件传动误差分析
上述三大因素造成机构运动输出的误
差,该综合误差可表达为: 周期误差
径向 轴向
综合误差
螺纹线
输
累积误差
出
相关零件
基础件、支
误
误差
撑件等
精密机械传动中,常用滑动螺母结构有螺 母(普通)、半螺母两种结构。
●螺母(普通)
结构紧凑,接半触螺刚母性应好用,传动精度高,但 装配调整较前者麻烦。
●半螺母
结构简单,方便装配调试,但由不对称结 构导致加工困难、受力偏心等缺陷。
PPT课件 36/08
8
3.滑动丝杠螺母传动精度分析
(1)传动精度
主动件实际转角和从动件实际位移保
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螺母 丝杠
(1)误差补偿机构
1)螺距误差的机械补偿 导杆 凸轮
在每一旋转周期内,用专门机构使螺母在 移动的过程中获得设定的附加转角,用以弥补 因螺距误差(温度误差)的影响。
例:如图5-8,凸轮补偿结构
●测量螺母运动位置的实际误差
●设计直线凸轮(靠模)
●导杆摆动使螺母偏转产生附加转角。
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4)塑料螺母
聚乙烯或聚酰胺(尼龙)制成的塑料螺
母结构。用金属压圈压紧,利用塑料的弹
性变形来消除间隙。
此结构简单,耐磨性好,且不需润滑。
塑料 螺母
调节 螺母
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(5)丝杠支承
丝杠支承是丝杠螺母机构中的重要
组成部分,它的结构形式和安排布置,
对传动精度影响也很大。滚动、滑动轴承座
丝杠转动过程的轴向跳动将造成周期
误差,可采取球形端面定位,减小轴肩接
触面积的方法。
球面 定位
车床小拖板(刀架)进给机构
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(3)螺母与滑块的合理连接
合理选择丝杠副从动件(螺母)的 连接方式,减轻丝杠轴线与机构执行件 滑动方向不平行对传动误差的影响。
●直接连接 ●浮动连接 ●弹性连接
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2)累积误差的电气系统补偿
利用实时采集的反映位移误差的数字信 号,反馈驱动执行机构,从而使螺母获得准 确的附加补偿角。
常用执行机构动力:
高精度步进电机、伺服电机等控制电机。
关键问题:
补偿机构的设计——涉及机构中零件的制 造精度、安装精度、数字信号采集精度等。
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(2)消除或减小轴向跳(窜)动
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(4)消除或减少螺旋传动空程
空程现象:
丝杠转动方向改变时,需要丝杠反转 某一角度后,螺母才开始反向移动。
形成的原因:
●丝杠与螺母的配合间隙 ●丝杠安装(轴承处)存在轴向间隙 ●丝杠副从动件与滑动件连接处间隙
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消除间隙的常用方法:
1)单面接触法 施加一定的单
●连接、紧固 ●管道接口密封 ●传动(运动、动力)
基础知识2: 精密丝杠、螺母机构应用特征
●旋转、直线运动转换 ●小负荷、高精度 ●小、微量运动传递
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滚珠丝杆
滑动丝杆
3
主要内容:
§5.1 滑动丝杠螺母机构 ①传动方案
②精度分析
1.机构特点及应用
③支撑结构
(1)螺纹常用牙形
④材料选择
1
第5章 精密丝杠螺母机构
本章主要内容:
1.滑动丝杠、螺母传动机构设计及应用 2.滚珠丝杠、螺母传动机构设计及应用
学习过程注意的问题:
●螺纹传动设计相关知识 ●螺纹传动制造工艺知识 (材料、加工、热处理、装配调试) ●螺纹传动精度评价
PPT课件 36/02
2
基础知识1:螺杆、螺母结构
螺纹主要功能及应用:
基本形式:
滑动轴承、滚动轴承、轴承组合
基本要求:
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(3)滑动丝杠螺母传动的应用
1)四种基本传动(见P158表5-1;1-4图)
●丝杠转动,螺母轴向移动 ●丝杠转动并轴向移动,螺母静止 ●丝杠轴向移动,螺母转动 ●丝杠静止,螺母转动并轴向移动
传动方案选择的依据,应根据具体设备 功能、结构的传动需要。
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第一节 概述
如图梯形螺纹——牙形角α=30°
大径D(d)
小径D1(d1) 中径D2(d2)
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(2)滑动丝杠副结构特点
●结构简单、紧凑,加工方便 ●降速比大(自锁)、运动平稳 ●便于保证和提高传动精度 ●摩擦阻力相对大,传动效率低 ●存在侧向间隙,有反向空程 ●微量、低速进给有爬行现象
螺纹副应 用的局限
差
安装误差
偏斜、错位等
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4.提高传动精度的方法 分析表明,欲提高螺旋副零件传动精度,
其关键在于提高主要零件的制造精度,但实 践中制造精度往往受到工艺及经济条件的制约。
基本思路:
在保证一定零件精度的前提下,通过完善 结构来消除或减少传动误差。 例如:
●采用可调节结构 ●增加补偿结构等
1.电磁振动料斗
上次课程主要内容:
工作原理:选择激励频率实现机械共振
阻尼因素:亚共振状态效果最佳
2.结构参数设计
●振动角β●螺旋升角α●弹簧偏角
R r
●料斗外径D外●通道螺距t ●料斗高度H
3.弹性量;
●频率比λ ●弹簧参数(d、h、b)
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向主动力,使驱动 面始终单向接触。
油缸
主
动 弹簧 力 重锤
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2)径向调节法
螺母开口,形成 弹性中经,安装 后调整。
在螺母上设计不同结构,使螺母产生 径向收缩,以减小传动副间隙。
螺栓收紧
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外套螺母收紧
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3)轴向调节法 利用双螺母轴向预紧消除传动副间隙。
2)差动传动
差动传动机构用于高精、微量进给,多 数情况包含两个不等螺距的滑动丝杠副。
●丝杠转动并轴向移动,螺母轴向差动
(两套丝杠副,见表中图5)
●丝杠转动无轴向移动,螺母转动并轴向移 动
(两套丝杠副,见表中图6)
●丝杠转动轴向静止,螺母转动并轴向差动
(一套丝杠副)36/07PPT课件
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2.滑动螺母结构
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本补偿方案评价:
用机械方法进行误差补偿受诸多因素影响, 存在一定局限,仅用于特殊场合。
存在的问题: ●机械凸轮本身的制造精度如何保证? ●跟踪系统的复杂程度
滚动摩擦——相关零件精度 滑动摩擦——运动磨损
●实际空间的可行性 ●经济性——辅助机构的性价比
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