滚珠丝杠副和直线导轨的装配(汇编)

附表1 学习活动书（学生用表）

课前准备：

内六角扳手一套、百分表（包括表座）、十字起子；装配图纸；装配工艺及步骤的整理；直线导轨、滚珠丝杠及滑块的机械结构理论分析；

学习过程

过程预设学法

资讯10分

钟

我来看

看工作台、直线导轨、滚珠丝杠的机械结构；看滚珠丝杠与联轴器的连接结

构；看滚珠丝杠与轴（轴承座）的连接。看百分表的波动范围，检验装配精

度是否达到要求（要求：滚珠丝杠与基准导轨的平行度≤0.03mm，X轴固定

端轴承支座X轴支撑端轴承支座和X轴丝杆螺母座三者的同轴度≤0.03mm）。

计

划与决策30分

钟

我来说

（一）滚珠丝杠螺母副、直线导轨相关基础知识

（二）滚珠丝杠、直线导轨在数控机床的作用

（三）滚珠丝杠、直线导轨的装配过程

（四）底座、电机

实

施100

分钟

我来学与我来做

学习内容：

1)滚珠丝杠的结构：是回转运动与直线运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擦特性。

滚珠丝杠的分类：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

2）滚珠丝杠的工作原理当丝杠相对于螺母旋转时，两者发生轴向位移，而滚珠则可沿着滚道流动。

3）滚珠丝杠内循环的优缺点：滚珠循环的回路短、流畅性好、效率高、螺母的径向尺寸也较小，但制造精度要求高。

滚珠丝杠外循环的优缺点：结构简单、制造容易、但径向尺寸大，且弯管两端耐磨性和抗冲击性差。

4)滚珠丝杠的安装

5)滚珠丝杠的调节：滚珠丝杠必须与导轨完全平行。

6) 直线导轨的的组成：是由一根导轨和滑块构成。

7) 直线导轨的类型

8)直线导轨的特缺点：定位精度高、磨耗少能长时间维持精度、使用

高速运动且大幅度降低机台所需驱动马力、可同时承受上下左右的负荷、组

装容易并具互换性、滑轨构造简单。

9）直线导轨的安装

（一）滚珠丝杠副和直线导轨的装配包括以下类容：

1.装配准备好工具、图纸，安装面要清理干净。

2.按装配的一般原则开始对滚珠丝杠副和直线导轨进行装配。

3.装配过程中注意正确使用各种量具，正确处理各种数据。

4.装配过程中，装配的正确步骤安装。

5.装配完成后，要对装配的各项精度进行检测。

6.完成后还要上油润滑。

我来做

（一）团队合作来完成直线导轨、滚珠丝杠的装配与调整。

1、直线导轨的装配与调整操作步骤如下：

（1）清洗导轨密合面

(2)任意选择一个导轨作为基准导轨

(2将选择的基准导轨与安装基面贴紧，将导轨螺钉从中间向两边拧紧。

(3)装配另一侧的直线导轨与基面贴合，用力矩表拧紧从中间向两侧预

紧。

(4)将磁性表座安装在选择的基准导轨的滑块上，将表安装在表架上表头

放在另一个导轨的内侧面推动滑块检测导轨的平行度、等高度。

（5）按装配顺序拧紧螺钉。

2、滚珠丝杠的装配操作步骤如下：

（6）将与安装丝杠相关的零件（轴承、轴承座、联轴器、轴承盒）清洗干净，去刺、倒角、攻丝。

（7）刮研电机座和轴承座。

（8）安装电动机及联轴器。

（9）找正芯轴装入电机座中，再将轴承盒装入轴承座中，按照对角线的原则均匀预紧螺钉。

（10）将百分表的磁性表座安装在滑块上，表安装在表杆上将表头分别放在两轴承支座的最高点测量轴承支座的等高度。

（11）将百分表的表头放在丝杠的凸端分别在丝杠的前中后3个地方进行检测丝杠与导轨的平行度。

（12）按装配顺序拧紧螺钉。

（13）将工作台放在滑块上对准孔，并从螺母副的螺钉紧固起按照对角线的原则进行紧固（螺母不得露出孔外）。

检

查与评价30分

钟

我分享

*** 知识拓展

10分钟 我创新(工作台面怎么装在连接析板上的） 在课后作业中发挥团队合作精神和创新能力，完成课后作业。

知识链接：

滚

珠

丝 杠

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：是回转运动与直线运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擦特性。

工作原理是：当丝杠相对于螺母旋转时，两者发生轴向位移，而滚珠则可沿着滚道流动，如图3—4—1和图3—4—2

1—返向器2—螺3—丝杠4—滚珠 （a ）单圆弧 （b ）双圆弧 图 3—4—1滚珠丝杠副 图3—4—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。如图3—4—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、效率高、螺母的径向尺寸也较小，但制造精度要求高。

图3—4—3 内循环示意图 1—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，离开丝杠螺纹滚道，在螺母体内或体外做循环运动。如图3—4—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、但径向尺寸大，且弯管两端耐磨性和抗冲击性差。

图3—4—4 外循环示意图

（a）螺旋槽式：1—套筒；2—螺母；3—滚珠；4—挡珠器；5—丝杠

（b）插管式：1—弯管；2—压板；3—丝杠；4—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、导程L和接触角β。

1）公称直径D：是指滚珠与螺纹滚道在理论接触角状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，比常规的丝杠螺母副提高3—4倍。因此，功率消耗只相当于常规丝杠的1/4—1/3。

2）可预紧消隙。给予适当预紧，可消除丝杠和螺母的间隙，反向运动时无死区，定位精度高，刚度好。