机械传动部件的选择与设计.ppt

机械传动部件的选择与设计 一、机械传动部件及其功能要求 常用的机械传动部件包括： 螺旋传动 齿轮传动 同步带传动 高速带传动 各种非线性传动等 传动机构及其功能 应设计和选择传动间隙小、精度高、体积小、重量轻、运动平稳、传递转矩大的传动部件。 机械传动部件的功能要求： 1、精密化 2、高速化 3、小型化、轻量化 二、滚珠丝杠副传动部件 1、滚珠丝杠副的组成及特点 （1）组成 滚珠丝杠螺母副的组成： 带螺纹槽的丝杠 带螺纹槽的螺母 滚珠 反向器 （2）特点 优点： 缺点： 1）不能自锁 2）结构复杂 2、滚珠丝杠副的典型结构类型 （1）螺纹滚道型面的形状及主要尺寸 主要尺寸： 理想接触角? =450 R=1.04rb e=sin?(R-rb) 单圆弧型 双圆弧型 （2）滚珠的循环方式 内循环 外循环 1）内循环 滚珠在循环的过程中始终没有脱离丝杠。 浮动式反向器的循环 特点： 滚珠循环回路短，流畅性好，效率高； 螺母的径向尺寸小， 加工困难，装配调整不易； 适用于高速、高灵敏度、高刚度的精密进给系统。 2）外循环 滚珠在循环过程中脱离过丝杠 特点： 滚珠循环回路长，流畅性差，效率低； 工艺简单，螺母的径向尺寸大，易于制造； 挡珠器刚性差，易磨损。 ① 螺旋槽式 ② 插管式 ③ 端盖式 特点： 应用较少，常以单螺母形式用作升降传动机构。 3、滚珠丝杠副的主要尺寸参数 （1）公称直径do 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，它是滚珠丝杠副的特征尺寸。 （2）基本导程Ph 定义： 丝杠相对螺母旋转2π弧度时，螺母上基准点的轴向位移; （3）行程λ 丝杠相对螺母旋转任意弧度时，螺母上基准点的轴向位移。 （4）滚珠直径 db 滚珠直径大，则承载能力也大。 应根据轴承厂提供的尺寸选用 （5）滚珠个数N N过多，流通不畅，易产生阻塞； N过少，承载能力小，滚珠自载加距磨损和变形 （6）滚珠的工作圈（或列）数 j 由于第一、第二、第三圈（或列）分别承受轴向载荷的50%、30%、15%左右，因此工作圈（或列）数一般取: 4、滚珠丝杆副的精度等级及标注方法 （1）精度等级 根据GB/T17587.3-1998（与ISO 3408-3：1992同）标准：将滚珠丝杠副的精度分成为七个等级 行程偏差的验收检验项目 （2）标注方法 （3）尺寸系列 公称直径系列（mm） 6、8、10、12、16、20、25、32、40……… 公称导程系列（mm） 1，2，2.5，3，4，5，6，8，10，12….. （4）推荐采用的精度等级 数控机床、精密机床和精密仪器等用于开环和半闭环进给系统，根据定位精度和重复定位精度的要求可选用1、2、3级； 一般传动可选用4、5级； 全闭环系统可选用2、3、4级。 5、滚珠丝杠副轴向间隙的调整与预紧 采用方法： （1）双螺母螺纹预紧调整法 特点： 结构简单，刚性好，预紧可靠，使用中调整方便，但不能精确定量调整 （2）双螺母齿差预紧调整法 特点： 可实现定量调整，使用中调整方便； （3）双螺母垫片预紧调整法 （4）弹簧式自动调整预紧式 （5）单螺母变位导程自预紧式和单螺母滚珠过盈预紧式 6、滚珠丝杠副支承方式的选择 1）双推-自由式 特点： 轴向刚度和承载能力低，多用于轻载、低速的垂直安装丝杠传动系统；当丝杠垂直安装时，必须采用制动装置。 2）双推-简支式 3）单推-单推式 4）双推-双推式 轴承的组合安装支承示例简易单推-单推式支承 双推-简支支承方式 双推-自由式支承 四种支承方式的比较： （2）制动装置 7、滚珠丝杠副的密封与润滑 （1）密封 1）丝杠的密封 伸缩套筒 2）螺母的密封 （2）润滑 一般采用脂润滑或滴油润滑，丝杠高速运转时采用喷雾润滑。 8、滚珠丝杠副的选择方法 （1）滚珠丝杠副结构的选择 （2）滚珠丝杠副结构尺寸的选择 1）公称直径d0 2）基本导程Ph 基本导程的选择原则： 在满足数控机床加工精度的条件下，导程应尽可能取大些. （3）滚珠丝杠副的选择步骤 已知条件： 最大工作载荷F（N）或平均工作载荷Fm； 使用寿命T； 丝杠的工作长度（或螺母的有效行程）L（m）； 丝杠的转速n（平均转速nm或最大转速nmax）（r/min）； 滚道硬度HRC和运转情况。 1）承载能力选择 式中： L----