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滾珠絲杠副軸向間隙的調(diào)整方法(一)
⑦滾珠絲杠副軸向間隙的調(diào)整方法
滾珠絲杠副除了對(duì)本身單一方向的轉(zhuǎn)動(dòng)精度有要求外，對(duì)其軸向間隙也有嚴(yán)格要求，以保證其反向傳動(dòng)精度。滾珠絲杠副的軸向間隙是承載時(shí)在滾珠與滾道型面接觸點(diǎn)的彈性變形所引起的螺母位移量和螺母原有的間隙的綜合。通常采用雙螺母預(yù)緊的方法，把彈性變形控制在最小范圍內(nèi)，以減小或消除軸向間隙，并可以提高滾珠絲杠副的剛度。
應(yīng)用雙螺母時(shí)預(yù)緊方法消除軸向間隙時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
i.預(yù)緊力大小必須合適，過(guò)小不能保證無(wú)隙傳動(dòng)，過(guò)大將使驅(qū)動(dòng)力矩增大，效率降低，壽命縮短。預(yù)緊力應(yīng)不超過(guò)最大軸向負(fù)載的1/3。
ii.要特別注意減小絲杠安裝部分和驅(qū)動(dòng)部分的間隙，這些間隙用預(yù)緊的方法消除的，而它對(duì)傳動(dòng)精度有直接影響。
這里選用墊片調(diào)隙式消除軸向間隙的方法。
墊片調(diào)整式是指用螺釘連接滾珠絲杠兩個(gè)螺母的凸緣，并在凸緣間加墊片。調(diào)整墊片的厚度使螺母產(chǎn)生微量的軸向位移，以達(dá)到消除軸向間隙和產(chǎn)生 預(yù)緊力的目的。該形式結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，調(diào)整方便，應(yīng)用廣。缺點(diǎn)是不很準(zhǔn)確，并且當(dāng)滾道磨損時(shí)不能隨意調(diào)整，除非更換墊圈。
⑧滾珠絲杠副的安裝
i.支承方式的選擇
為了保證滾珠絲杠副傳動(dòng)的剛度和精度，應(yīng)選擇合適的支承方式，選用高剛度、小摩擦力矩、高運(yùn)轉(zhuǎn)精度的軸承，并保證支承座有足夠的剛度。
滾珠絲杠副的支承按其限制絲杠軸的軸向竄動(dòng)情況，分為三種形式。這里選用一端固定、一端游動(dòng)(F-S) 形式的安裝方法，固定端采用深溝球軸承和雙向推力球軸承，可分別承受徑向和軸向負(fù)載，螺母、擋圈、軸肩、支承座臺(tái)肩、端蓋提供軸向限位，墊圈可調(diào)節(jié)推力軸承的軸向預(yù)緊力。游動(dòng)端需要徑向約束，軸向無(wú)約束。采用深溝球軸承，其內(nèi)圈由擋圈限位，外圈不限位，以保證絲杠在受熱變形后可在游動(dòng)端自由伸縮。
ii.制動(dòng)裝置
由于滾動(dòng)絲杠副的傳動(dòng)效率高，又無(wú)自鎖能力，故需安裝制動(dòng)裝置以滿足其傳動(dòng)要求。本裝置使用摩擦離合器制動(dòng)。
iii.潤(rùn)滑和密封
a.潤(rùn)滑
潤(rùn)滑劑可提高滾珠絲杠副的耐磨性和傳動(dòng)效率。潤(rùn)滑劑分為潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂兩大類。潤(rùn)滑油為一般機(jī)油或90~180號(hào)透平油或140號(hào)主軸油，可通過(guò)螺母上的油孔將其諸如螺紋滾道；潤(rùn)滑脂可采用鋰基油脂，它加在螺紋滾道和安裝螺母的殼體空間內(nèi)。
b.密封
滾珠絲杠副在使用時(shí)常采用一些密封裝置進(jìn)行防護(hù)。為防止雜質(zhì)和水進(jìn)入絲杠(否則會(huì)增加摩擦或造成損壞)，對(duì)于預(yù)計(jì)會(huì)帶進(jìn)雜質(zhì)之處使用波紋管或伸縮罩，以完全蓋住絲杠軸，對(duì)于螺母，應(yīng)在其兩端進(jìn)行密封。密封材料必須具有防腐蝕和耐油性能。
減速器的選擇
根據(jù)絲杠的尺寸、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩的要求，選擇XB1－50型諧波減速器，減速比為46，輸出力矩為。
諧波減速器的工作原理是，波發(fā)生器凸輪在高速軸的帶動(dòng)下，經(jīng)柔性軸承是柔輪的齒在產(chǎn)生彈性變形同時(shí)，與剛輪的齒相互作用，完成減速功能。
諧波減速器的特點(diǎn)是傳動(dòng)側(cè)隙小，空程小，傳動(dòng)精度高，體積小，噪聲低。
聯(lián)軸器的選擇
(1).減速器與電動(dòng)機(jī)間的聯(lián)軸器選擇
i.類型選擇：
選用半圓鍵套筒聯(lián)軸器。
ii.載荷計(jì)算：
公稱轉(zhuǎn)矩
計(jì)算轉(zhuǎn)矩按下式計(jì)算：
(2-8)
式中，T為公稱轉(zhuǎn)矩，單位為N·m；為工作情況系數(shù)。
查表得，，則
iii.強(qiáng)度校核：
(2-9)
合格。
(2).減速器與絲杠間的聯(lián)軸器的選擇
i.類型選擇：
選用平鍵套筒聯(lián)軸器。
ii.載荷計(jì)算：
公稱轉(zhuǎn)矩T=0.1N·m，查表得，則
iii.校核強(qiáng)度：
合格。
7、導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)
(1)、導(dǎo)軌的功用
機(jī)電一體化產(chǎn)品要求其機(jī)械系統(tǒng)的各運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)必須得到安全的支承，并能準(zhǔn)確地完成其特定方向的運(yùn)動(dòng)。這個(gè)任務(wù)就由導(dǎo)向機(jī)構(gòu)來(lái)完成。機(jī)電一體化產(chǎn)品的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是導(dǎo)軌，其作用是支承和導(dǎo)向。
(2)、導(dǎo)軌的分類和特點(diǎn)
一副導(dǎo)軌主要由兩部分組成，在工作時(shí)一部分固定不動(dòng)，稱為支承導(dǎo)軌(或?qū)?dòng)軌)，另一部分相對(duì)支承導(dǎo)軌作直線或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，稱為動(dòng)導(dǎo)軌(或滑座)。根據(jù)導(dǎo)軌副(簡(jiǎn)稱導(dǎo)軌)之間的摩擦情況，導(dǎo)軌分為:
1)滑動(dòng)導(dǎo)軌
2)滾動(dòng)導(dǎo)軌
(3)、導(dǎo)軌的基本要求
1)導(dǎo)向精度
導(dǎo)向精度主要是指動(dòng)導(dǎo)軌沿支承導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的直線度或圓度。影響它的因素有：導(dǎo)軌的幾何精度、結(jié)構(gòu)形式、剛度、熱變形、裝配質(zhì)量以及液體動(dòng)壓和靜壓導(dǎo)軌的油膜厚度、油膜剛度等。
2)耐磨性
是指導(dǎo)軌在長(zhǎng)期使用過(guò)程中能否保持一定的導(dǎo)向精度。因?qū)к壴诠ぷ鬟^(guò)程中難免有所磨損，所以應(yīng)力求減少磨損量，并在磨損后能自動(dòng)補(bǔ)償或便于調(diào)整。
3)疲勞和壓潰
導(dǎo)軌面由于過(guò)載或接觸應(yīng)力不均勻而使導(dǎo)軌表面產(chǎn)生彈性變形，反復(fù)運(yùn)行多次后就會(huì)行程疲勞點(diǎn)，呈塑性變型，表面形成龜裂、剝落而出現(xiàn)凹坑，這種現(xiàn)象就是壓潰。疲勞和壓潰使?jié)L動(dòng)導(dǎo)軌試銷的主要原因，為此應(yīng)控制滾動(dòng)導(dǎo)軌承受的最大載荷和受載的均勻性。
4)剛度
導(dǎo)軌受力變形會(huì)影響導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度及部件之間的相對(duì)位置，因此要求導(dǎo)軌應(yīng)有足夠的剛度。為減輕或平衡外力的影響，課采用加大導(dǎo)軌尺寸或添加輔助導(dǎo)軌的方法提高剛度。
5)低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性
低速運(yùn)動(dòng)時(shí)，作為運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)導(dǎo)軌容易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。低速運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性與導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)和潤(rùn)滑，動(dòng)、靜摩擦系數(shù)的差值，以及導(dǎo)軌的剛度等有關(guān)。
6)結(jié)構(gòu)工藝性
設(shè)計(jì)導(dǎo)軌時(shí)，要注意到制造、調(diào)整和維修方便，力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝性及經(jīng)濟(jì)性好。
(4)、導(dǎo)軌設(shè)計(jì)計(jì)算
已知載荷，滑座個(gè)數(shù)M=4，單向行程長(zhǎng)度，沒(méi)分鐘往復(fù)次數(shù)為4，使用壽命小時(shí)，由
(2-10)
式中，為工作單行程長(zhǎng)度(m)；
n為每秒往復(fù)次數(shù)
得：
因滑座數(shù)M=4，所以每根導(dǎo)軌上使用2個(gè)滑塊座，查表確定，由式
(2-11)
式中，K為壽命系數(shù)，一般取K=50km；
F為滑座工作載荷(N);
為硬度系數(shù)；
為溫度系數(shù)；
為接觸系數(shù)；
為負(fù)荷系數(shù)；
為額定動(dòng)載荷
得：
(2-12)
其中，
則，
選用漢江機(jī)床廠的HJG－D25型滾動(dòng)導(dǎo)軌，其值為17500N，滿足要求。
(5)、滾動(dòng)直線導(dǎo)軌的特點(diǎn)
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