滚珠丝杠螺母副
滚珠丝杠螺母副的支承方式
滚珠丝杠螺母副的支承方式数控机床的进给系统要获得较高的传动刚度，除了加强滚珠丝杠螺母副本身的刚度外，滚珠丝杠的正确安装及支承结构的刚度也是不可忽视的因素：滚珠丝杠常用推力轴承支座，以提高轴向刚度(当滚珠丝杠的轴向负载很小时，也可用角接触球轴承支座)，滚珠丝杠在数控机床上的安装支承方式有以下几种。
(1)一端装推力轴承(固定一自由式)。
如图3-15所示，这种安装方式的承载能力小，轴向刚度低，只适用于短丝杠，一般用于数控机床的调节或升降台式数控铣床的立向(垂直)坐标中。
(2)一端装推力轴承，另一端装深沟球轴承(固定一支承式)。
如图3-16所示，这种方式可用于丝杠较长的情况。
应将推力轴承远离液压马达等热源及丝杠上的常用段，以减少丝杠热变形的影响。
(3)两端装推力轴承(单推一单推式或双推一单推式)。
如图3—17所示，把推力轴承装在滚珠丝杠的两端，并施加预紧拉力，这样有助于提高刚度，但这种安装方式对丝杠的热变形较为敏感，轴承的寿命较两端装推力轴承及向心球轴承方式低。
(4)两端装推力轴承及深沟球轴承(固定一固定式)。
如图3-18所示，为使丝杠具有最大的刚度，它的两端可用双重支承，即推力轴承加深沟球轴承，并施加预紧拉力。
这种结构方式不能精确地预先测定预紧力，预紧力的大小是由丝杠的温度变形转化而产生的。
但设计时要求提高推力轴承的承载能力和支架刚度。
近年来出现一种滚珠丝杠轴承，其结构如图3-19所示。
这是一种能够承受很大轴向力的特殊角接触球轴承，与一般角接触球轴承相比，接触角增大到60。
，增加了滚珠的数目并相应减小滚珠的直径。
这种新结构的轴承比一般轴承的轴向刚度提高两倍以上，使用极为方便。
产品成对出售，而且在出厂时已经选配好内外环的厚度，装配调试时只要用螺母和端盖将内环和外环压紧，就能获得出厂时已经调整好的预紧力，使用极为方便。
滚珠丝杠螺母副的选型与计算
金属切削机床的技术规格每一类机床，为了能够加工不同尺寸的工件，所以不可能所有的机床都做成一种规格，这是不是实际也是不符合经济效益的。
国家根据了机床的生产和使用的情况，规定了每一种通用机床的主参数和第二主参数系列。
卧式车床的主参数包括：在床身上工件的最大回转直径有250、320、400、500、630、800、1000、1250mm八种规格；主参数相同的卧式车床一般又有几种不同的第二的主参数——最大工件长度。
例如，CA6140型卧式车床在床身上最大回转直径为400mm，而最大工件长度有750、1000、1500、2000mm四种。
机床的基本运动机床进行加工的实质其实就是让刀具与工件之间进行相对的运动。
虽然各种类型机床的具体用途和加工的方法不尽相同，但是它们工作的基本原理都是一样的，那就是通过刀具和工件之间的相对运动，使得毛坯上的多余金属被切除，并形成一定的形状、尺寸和质量的表面，从而获得所需要的机械零件。
因此加工需要什么运动和机床需要如何实现这些运动，就是我们首先要讨论的问题。
机床的运动分析，就是研究在金属切削机床上的各种运动及其相互联系。
机床运动分析的一般过程包括：根据在机床上加工的各种表面和使用的刀具类型，分析出得到这些表面的方法和所需要的运动，再去分析为了实现这些运动，机床应该具备的传动联系，实现这些传动联系的机构以及机床运动的调整方法。
这个顺序可以总结为“表面-运动-传动-机构-调整”。
尽管机床的品种有很多，结构也不尽相同，但归根结底也不过是几种基本运动类型的组合与转化而已。
机床运动的分析目的在于，可以利用非常简便的方法迅速地认识一台陌生的机床、掌握机床的运动规律、分析或者比较各种机床的传动系统，从而能够合理地去使用机床和正确设计机床的传动系统。
机床的传动系统传动链传动链是指由运动源、传动装置和执行件按一定的规律所组成的传动系统。
机床加工过程中所需的各种运动都是通过相应的传动链来实现的。
运动源运动源是给执行件提供动力和运动的装置。
简述滚珠丝杠螺母副的工作原理
滚珠丝杠螺母副是一种用于转换旋转运动和直线运动的机械传动装置。
它由滚珠丝杠和螺母组成。
螺母上有一条螺纹槽，而滚珠丝杠上则有许多滚珠。
滚珠在螺纹槽和滚珠丝杠之间滚动，使得螺母能够沿着滚珠丝杠的轴向线性移动。
滚珠丝杠螺母副的工作原理如下：
1. 旋转运动转化为直线运动：当滚珠丝杠旋转时，滚珠跟随着滚珠丝杠的螺纹槽进行滚动。
由于滚珠在螺纹槽中的滚动摩擦很小，使得滚珠丝杠和螺母之间的摩擦力大大减小。
因此，通过旋转滚珠丝杠，螺母可以沿着滚珠丝杠轴向产生平稳的直线运动。
2. 直线运动的导向作用：滚珠在滚珠丝杠的导向槽中滚动，起到了导向的作用。
这样一来，即使在高速运动和负载较大的情况下，滚珠丝杠螺母副仍能保持较高的定位精度和稳定性。
滚珠丝杠螺母副具有高效、高精度、高刚度和低摩擦等特点，广泛应用于机床、自动化装置、精密仪器以及其他需要直线运动转换的领域。
滚珠丝杠螺母副预紧方法
滚珠丝杠螺母副预紧方法滚珠丝杠螺母副预紧方法，这听起来是不是有点儿高深莫测？别担心，今天咱们就像在咖啡店里聊天一样，轻松聊聊这个话题。
先说说什么是滚珠丝杠，简单来说，它就是一种能把旋转的运动变成直线运动的神奇东西。
想象一下，你在厨房里用搅拌机搅拌面糊，咕噜咕噜转得飞起，而如果能把这种转动变成推拉的动作，那就是滚珠丝杠的妙用啦。
说到预紧，那可不是让它喝杯茶就好了。
预紧的目的就是让这个小家伙在工作的时候更加稳定，减少松动。
就像咱们打篮球，要是球鞋松了，跑起来可是容易摔跤的。
你想啊，滚珠丝杠在高负荷、快速度的环境下，稍微一松，那就得闹笑话了。
比如说，你在机械设备上用的要是滑丝了，那可真是“骑虎难下”啊。
咱们来看看预紧的方法，首先是选择合适的螺母。
别小看这螺母，大小、材料、设计，都是有讲究的。
好比穿衣服，合身的才好看。
找对了螺母，才能把滚珠丝杠的性能发挥到极致。
然后呢，就得用点儿力气，别怕，大家都说“力气大就好”，可是力气得用在刀刃上，不然可真是“把牛头不对马嘴”了。
咱们可以试试手动预紧，听起来简单吧？其实这就像拧瓶盖，拧得太紧了，开的时候可是费劲，拧得太松了，液体又会漏出来。
控制好这个劲儿，才是正道。
要是你觉得手动太麻烦，那也可以用电动扳手。
这个工具就像个“帮手”，快速又省力。
不过要注意，电动扳手可不能“乱来”，不然你就得面临“后悔药都吃不下”的局面。
说到这里，大家可能会问，预紧得多少才算合适呢？这个就像咱们吃饭，吃饱就行，别吃撑了。
过度预紧可会造成螺母和丝杠的损伤，甚至让它们“闹离婚”。
所以，记得根据厂家给的标准来，别盲目追求“完美”。
还有个重要的环节，就是定期检查。
好比家里的水管，时间久了难免会漏水，要是不及时发现，那可是得大动干戈。
定期检查滚珠丝杠的预紧情况，确保它们始终保持在最佳状态，这样才能让机械设备健康长寿。
大家都希望“长命百岁”，机械也是一样的道理。
预紧完成后，别忘了记录。
你想想，如果下次再调试，得翻箱倒柜去找之前的数据，那可是费劲。
滚珠丝杆螺母副间隙调整方式
滚珠丝杆螺母副间隙调整方式
一、手动调整
手动调整是通过轴承盖上的螺栓进行调整，这种方式是比较简单的调整方法。
首先松开轴承盖上的螺栓，然后通过旋转螺杆，来调整螺母的位置，从而达到调整间隙大小的目的。
在调整时需要保证调整的力度适当，用手感觉螺母轻微的移动即可，注意不要调整过紧或过松，否则会影响滚珠丝杆螺母副的工作性能。
二、自动调整
自动调整是通过安装在轴承盖上的调整螺母，使螺母能够自动到位，并保持一定的间隙。
这种方式需要在安装时进行调整，并通过调节调整螺母的位置来达到调整间隙大小的目的。
自动调整的优点是调整过程简单，且能够实现自动调整，但其缺点是调整范围有限，不适用于所有的滚珠丝杆螺母副。
三、预载调整
预载调整是通过在滚珠丝杆螺母副内安装预载垫片来调整间隙大小的方法。
预载垫片能够在一定程度上承载额外的负载，并使滚珠丝杆螺母副能够保持较小的间隙。
这种方式适用于需要承受大负载或高速旋转的滚珠丝杆螺母副，并且需要精度较高的场合。
预载调整的难点在于如何选择合适的预载垫片，以达到最佳的调整效果。
数控技术专业《2.1.3滚珠丝杠螺母副间隙的调整方法》
滚珠丝杠螺母副间隙的调整方法
4螺纹调整间隙法
螺纹调整间隙法:常用的双螺母消除间隙的方法之一，如下图，右螺母2外圆上有普 通螺纹，并用两螺母4、5固定。当调整圆螺母4时，即可调整轴向间隙，然后用锁紧 螺母5锁紧。这种方法结构紧凑，工作可靠，滚道磨损可随时调整，但预紧力不准确 。
滚珠丝杠螺母副间隙的调整方法
滚珠丝杠螺母副间隙的调整方法
2垫片调整间隙法
垫片调整间隙法:常用的双螺母消除间隙的方法之一，如下图，调整垫片4的厚度， 使左右两螺母1、2产生轴向位移，从而消除滚珠丝杠螺母副的间隙和产生预紧力。这 种方法简单、可靠，但调整费时，适用于一般精度的传动。
滚珠丝杠螺母副间隙的调整方法
3齿差调整间隙法
齿差调整间隙法:常用的双螺母消除间隙的方法之一，如下图，两个螺母1、2的凸缘 为圆柱外齿轮，齿数差为1，两个内齿轮3、4用螺钉、定位销紧固在螺母座上。调整 时先将内齿轮卸下，根据间隙大小使两个螺母分别向相同方向转过1个齿或几个齿， 然后再插入内齿轮，使螺母在轴向相互移动了相应的距离，从而消除两个螺母的轴向 间隙。
思考一下
何种零件轮廓受反向间隙影响比较大？
今天，你离成功更近一步！
内容概要本ຫໍສະໝຸດ 课程主要介绍以下四个方面的内容：滚珠丝杠螺母副间隙的影响
垫片调整间隙法 齿差调整间隙法
螺纹调整间隙法
重点：滚珠丝杠螺母副间隙的调整方法 难点：反向间隙如何影响机械加工精度
滚珠丝杠螺母副间隙的调整方法
1滚珠丝杠螺母副间隙的影响
滚珠丝杠螺母副的滚珠与滚道间隙，会导致机床在该方向上反向传动时信号丧失，影 响反向传动精度和轴向刚度，所以必须消除轴向间隙。
滚珠丝杠螺母副的计算和选型
滚珠丝杠螺母副的计算和选型Δ3一、进给传动部件的计算和选型进给传动部件的计算和选型主要包括:确定脉冲当量、计算切削力、选择滚珠丝杠螺母副、计算减速器、选择步进电机等。
1、脉冲当量的确定根据设计任务的要求，X方向的脉冲当量为δx=0.005mm/脉冲，Z 方向为δz=0.01mm/脉冲。
2、切削力的计算切削力的分析和计算过程如下：设工件材料为碳素结构钢，σb=650Mpa；选用刀具材料为硬质合金YT15；刀具几何参数为：主偏角κr=45°，前角γo=10°，刃倾角λs=-0°；切削用量为：背吃刀量a p=1mm，进给量f=0.18mm/r，切削速度vc=90m/min。
查表得：C Fc=270，x Fc=1.0，y Fc=0.75，n Fc=-0.15。
=1.0；刃倾角、前角和刀尖圆弧查表得：主偏角κr的修正系数kκrFc半径的修正系数均为1.0。
由经验公式（3—2）,算得主切削力F c=2673.4N。
由经验公式F c：F f：F p=1：0.35：0.4，算得进给切削力F f=935.69N，背向力F p=1069.36N。
3、滚珠丝杠螺母副的计算和选型（1）工作载荷F m的计算已知移动部件总重G=1300N；车削力F c=2673.4N，F p=1069.36N，F f=935.69N。
根据F z=F c，F y=F p，F x=F f的对应关系，可得：F z=2673.4N，F y=1069.36N，F x=935.69N。
选用矩形—三角形组合滑动导轨，查表，取K=1.15，μ=0.16，代入F m=KF x+μ（F z+G），得工作载荷F m=1712N。
（2）最大动载荷F Q的计算设本车床Z向在最大切削力条件下最快的进给速度v=0.8m/min，初选丝杠基本导程P h=6mm，则此时丝杠转速n=1000v/P h=133r/min。
取滚珠丝杠的使用寿命T=15000h，代入L0=60nT/106，得丝杠系数L0=119.7×106r。
滚珠丝杠螺母副间隙调整方式
滚珠丝杠螺母副间隙的调整方式主要有以下几种：
垫片调隙式：通过调整垫片的厚度使螺母产生轴向位移，以消除间隙和产生预拉紧力。
这种结构的特点是构造简单、可靠性好、刚度高以及装卸方便。
但调整费时，并且在工作中不能随意调整，除非更换厚度不同的垫片。
螺纹调隙式：其中一个螺母的外端有凸缘而另一个螺母的外端没有凸缘而制有螺纹，它伸出套筒外，并用两个圆螺母固定着。
旋转圆螺母时，即可消除间隙，并产生预拉紧力，调整好后再用另一个圆螺母把它锁紧。
硬调整法：使用机械性的方法使丝杠螺母副间隙消除，根本上实现无间隙进给。
但比起调整它的过程要复杂一些，而且还要经过多次调整，方能达到理想的工作状态。
软调整法：在加工程序中加入刀补数，刀补数等于所测得的轴向间隙数或是调整数控机床系统轴向间隙参数的数值。
但这是治标不治本的办法。
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• 双轴复动型气缸
• 单轴弹簧压出型气缸
• 气缸的工作条件如上图 • 气缸常用的缸径和行程如上图
四.液压和气压传动的控制调节元件 1.方向控制阀 • 单向阀 • 分为普通单向阀,液控单向阀,梭阀和双压阀. • 换向阀 • 复动气缸常采用两位五通电磁换向阀,单动气缸常采用两位三通电磁换
向阀,油缸的换向阀常采用三位五通阀,油缸的换向阀需要有中位功能. 2.压力控制阀 • 主要有溢流阀,减压阀,顺序阀和压力继电器 3.流量控制阀 • 主要有节流阀和调速阀等. • 调速阀实际上是一个节流阀和等差减压阀的组合体
达到所要求的工作压力和速度. 5. 气压传动有较好的自保持能力.即使压缩机停止工作,气阀关闭,气压传动系
统仍能维持一个稳定的气压.而液压传动要维持一定的压力,需要能源装置 或在系统中增加蓄能器. 6. 气压传动在一定的超负载工况下也能保证系统安全工作,不易发生过热现象 7. 气压传动系统的工作压力低.工作气压一般在0.2-1Mpa之间,比较常用的 0.4Mpa左右. 8. 由于空气的可压缩性大,因此气压传动的速度稳定性差,很难控制系统的位 置精度. 9. 气压传动系统的噪声大,尤其是排气时,需加销声器. 10. 气压传动工作介质本身没有润滑性,需加油雾器进行润滑.
二.液压和气动系统的基 本组成
1.液压系统的基本组成
它由油箱,过滤器,液压 泵,溢流阀,开停阀, 节 流阀,换向阀和液压 缸组成.
2.气压系统的基本组成
• 它由空气压缩机,后冷 却器,除油器,干燥气,储 气罐,过滤器,减压阀,压 力表,油雾器,换向阀和气 缸组成.
• 在实际的应用中, 除油 器,减压阀和油雾器做成 一个整体, 称为气源处理 三联件. AIRTAC气动产品 里的代号为AFR
3. 定位机构和夹紧机构 它能使工件在设备上的位置实 现唯一性,使装配件与被装配件之间的自由度得到合理 的控制,从而实现自动化生产和装配. 它也是接下来要 重点讨论的一个课题。
4. 控制和调节装置 这里谈的控制与接下来电器中的 控制是不一样的,这里主要是一些液压和气压控制 回路，速度控制回路及方向控制回路
三.液压和气压传动的执行元件 1.液压传动中的执行元件是油缸,气
压传动中的执行元件是气缸. 2.油缸和气缸的品牌 • 进口的: AIRTAC(台湾亚德克
),SMC(日本),英国的诺冠,美国的 派克等
• 国产的:佛山的实用, 肇庆的方 大等
3.油缸和汽缸的基本参数 • 结构型式 • 缸径 • 行程 • 安装方式
及磁感应开关等 . • 执行元器件主要包括步进电机,伺服电机,真空发生
器及磁粉离合器等。
二、液压和气压传动基础知识
一.液压和气压传动的现状及应用 1. 液压传动有很多突出的特点,因此它的应用非常广泛,
如一般工业的塑料加工机械,压力机械,机床等；行走 机械中的工程机械,农业机械,汽车等；钢铁工业中的 冶金机械,提升装置,轧辊调整装置等. 2. 气压传动的应用也相当普遍,许多机器设备中都有气压 传动系统,在工业各领域,如机械,电子.钢铁,运输车辆及 制造,橡胶,纺织,化工,食品,包装,印刷和烟草等领域气
压传动技术已成为基本组成部分.
• 液压传动的特点 1. 与电动机相比,在同等体积下,液压装置能产生更大的动力,也就是说
在同等的功率下,液压装置的体积小,重量轻. 2. 液压装置工作平稳,换向冲击小,便于实现频繁换向. 3. 液压装置很容易实现过载保护,能实现自润滑,使用寿命长. 4. 液压装置容易作到对速度的无级调节,并且对速度的调节还可以在工
自动化设备设计
1.自动化设备的概况和组成 2.液压和气压传动基础知识 3.机械传动方式简介 4.伺服电机选型
一、自动化设备的概况和组成
• 自动化设备的优点 1. 提高产品的性能和质量 2. 节约能源及材料消耗 3. 提高劳动生产效率 4. 改善劳动条件和减轻工人劳动强度 5. 能使企业摆脱员工对产品熟练程度的依赖性 • 自动化设备在实际生活中的应用 1. 用机械来代替人工做动力的自动化技术 2. 在生产过程及业务处理过程中由检测,控制,计算等环节产
2. 气压传动的工作介质粘度很低,所以流动阻力很小,压力损失小,可以便于集 中供气和远距离输送.
3. 气压传动对环境的适应性好,在易燃,易爆,多尘埃,强辐射,振动等恶劣工作环 境下仍能可靠地工作.
4. 气压传动动作速度及反应快.液压油在管道中的流动速度一般为1~5m/s, 而气体流速可以大于10 m/s,甚至接近声速,因此在0.02~0.03s内即可以
生的大量信息处理的自动化技术.
• 自动化设备的组成
一、机械部分
1. 原动机 主要包括电动机和内燃机等.
2. 传动机构 要包括机械传动(带传动,链传动,齿轮传动等), 气压传动和液压传动.在实际的自动化设计和应用中， 是它们中两者或三者的结合.气压传动和液压传动在工 业特别在轻工业中的应用越来越广泛，它是接下来要 重点讨论的一个课题。
作中进行. 5. 液压装置易于实现自动化,很方便对液体的流动方向,压力和流量进
行调节和控制,并能很容易地和电气,电子控制和气压控制结合起来, 实现复杂的运动和操作. 6. 液压元件易于实现系列化,标准化和通用化,便于设计,制造和推广使 用
7. 由于液压传动中的泄露和液体的可压缩性使这种传动无法保证严格 的传动比.
5. 执行元件 主要包括气缸,马达,油缸,真空吸盘及机械 手等
6. 辅助装置 它们主要包括一些油箱,过滤器,蓄能器,消 声器和油雾器,管路和管接头等.
二、电气部分
1. 自动控制系统----汇编语言,单片机及PLC程序 2. 自动控制系统中常用的的检测和执行元器件 • 检测元件主要有传感器,接近开关,行程开关,编码器
8. 液压传动有很多的能量损失(泄露损失,沿程压力损失,局部压力损失 等),因此传动效率相对很低.
9. 液压传动对油温的变化比较敏感,不宜在较高或较低的温度下工作. 10. 液压传动在出现故障时不易诊断.
• 气压传动的特点
的空气可以排到大 气中去,不会污染环境.