第3讲-机械传动技术上.ppt

二、典型机械传动机构 3. 滚珠丝杠传动 （4）滚珠丝杠副的选择设计的原则 滚珠丝杠副具有价格相对便宜、效率高、精度可选范围广、尺寸标准化、安装方便等优点。 当精度要求不太高时，通常选择冷轧滚珠丝杠副，以便降低成本； 当精度要求高或载荷超过冷轧丝杠额定载荷时，需选择磨制或旋铣滚珠丝杠副。 不管何类滚珠丝杠副，螺母尺寸都尽量在系列规格中选择，以降低成本、缩短供货期。 滚珠丝杠副的选择设计的原则 ① 精度级别的选择。 滚珠丝杠副在用于纯传动时，通常选用T类（机械设计手册中提到的传动类），其精度级别一般可选T5、T7级或T10级，其总长范围内偏差一般无要求。 在用于精密定位传动（有行程上的定位要求）时，要选择P类（机械设计手册中提到的定位类），精度级别要在P1、P2、P3、P4、P5级，其中P1、P2级价格很贵，一般用于非常精密的工作机械或要求很高的场合；而P3、P4级在高精度机床中应用得最多、最广，需要很高精度时一般加装光栅，需要较高精度时也可开环使用；P5则使用于大多数数控机床及其改造，如数控车，数控铣、镗、磨以及各种配合数控装置的传动机构。 滚珠丝杠副的选择设计的原则 ② 规格的选择。首先当然要选能承受足够载荷（动载荷和静载荷）的规格。根据使用状态，选择符合条件的规格。同时，如果选用的是磨制或旋铣滚珠丝杠副，要估算长径比（丝杠总长与螺纹公称直径的比值），但因长度在设计时已确定，在规格的确定上需要调整，原则上使其长径比小于50。 ③ 预紧方式的选择。 对于纯传动的情况，一般要求传动灵活，允许有一定返向间隙，多选用单螺母，它的价格相对便宜，传动灵活；对于不允许有返向间隙的精密传动的情况，则需选择双螺母预紧，它能调整预紧力的大小，保持性好，并能够重复调整；另外，在行程空间受限制的情况下，也可选用变位导程预紧（俗称错距预紧），该方式预紧力较小，且难以重复调整，一般不选用。 滚珠丝杠副的选择设计的原则 ④ 导程的选择。 选择导程跟所需要的运动速度、系统等有关，通常在4、5、6、8、10、12、20中选择。规格较大，导程一般也可选择较大。 在速度满足的情况下，一般选择较小导程 （利于提高控制精度）；对于要求高速度的场合，导程可以超过20；对于磨制丝杠来说，导程一般可做到约等于公称直径，如32（32×32）、40（40×40）等，当然也可以更大。 导程越大，速度越快，同条件下旋转分力越大，周期误差就会被放大。一般速度很高的场合要求灵活，而放弃部分精度要求，对间隙要求意义就变小了，因此，大导程丝杠一般都是单螺母预紧的。 滚珠丝杠副的选择设计的原则 完整的滚珠丝杠副设计选型时，要考虑以下因素: ?传动行程（间接影响其他性能参数） ?导程（结合设计速度和电动机转速选取） ?使用状态（影响受力情况） ?额定载荷（尤其是动载荷将影响寿命） ?部件刚度（影响定位精度和重复定位精度） ?安装形式（力系组成和力学模型） ?载荷脉动情况（与静载荷一同考虑决定安全性） ?形状特性（影响工艺性和安装） ?除此之外,还需要对所选的规格的重复定位精度、定位精度、压杆稳定性、极限转速、峰值静载荷以及循环系统极限速率等进行校核，修正选择后才能得到完全适用的规格，进而确定电动机、轴承等关联件的特征参数。 滚珠丝杠副的选择设计的原则 二、典型机械传动机构 3. 滚珠丝杠传动 （4）滚珠丝杠副的选择设计的原则 选择设计过程中注意事项： ① 防逆转措施。 滚珠丝杠副逆传动的效率也很高，但其不能自锁（驱动力无论多大，都无法使机械机构运动的现象称为自锁），所以当其用于垂直运动或其他需要防止逆转的场合时，就需要设置防逆转装置，以防止滚珠丝杠副的零部件因自身的重力而产生逆转。 防逆转常用装置主要有电液脉冲电动机或步进电动机，也可采用单向超越离合器、防逆转电器及液压机械的防逆转制动器。 二、典型机械传动机构 3. 滚珠丝杠传动 （4）滚珠丝杠副的选择设计的原则 ② 防护、密封与润滑。为防止意外的机械磨损，避免灰尘、铁屑等污染物进入丝杠螺母内造成磨粒磨损，应在丝杠轴上安装防护装置，如螺旋弹簧保护套、折叠式防护套等，同时在螺母的两端安装密封圈。 滚珠丝杠副在使用过程中，还应根据不同的载荷和转速，采用相应的润滑方式，从而提高传动效率以及延长滚珠丝杠副的使用寿命。 二、典型机械传动机构 3. 滚珠丝杠传动 （4）滚珠丝杠副的选择设计的原则 ③ 其他注意事项。在重载荷情况下，应尽可能使丝杠受拉，避免受压产生横向位移；在安排螺母承载