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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
滾珠絲杠副除了對本身單一方向的轉(zhuǎn)動精度有要求外，對其軸向間隙也有嚴格要求，以保證其反向傳動精度。滾珠絲杠副的軸向間隙是承載時在滾珠與滾道型面接觸點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。
應用雙螺母時預緊方法消除軸向間隙時應注意以下幾點：
i.預緊力大小必須合適，過小不能保證無隙傳動，過大將使驅(qū)動力矩增大，效率降低，壽命縮短。預緊力應不超過最大軸向負載的1/3。
ii.要特別注意減小絲杠安裝部分和驅(qū)動部分的間隙，這些間隙用預緊的方法消除的，而它對傳動精度有直接影響。
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，以達到消除軸向間隙和產(chǎn)生 預緊力的目的。該形式結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，調(diào)整方便，應用廣。缺點是不很準確，并且當滾道磨損時不能隨意調(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的剛度和精度，應選擇合適的支承方式，選用高剛度、小摩擦力矩、高運轉(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情況，分為三種形式。這里選用一端固定、一端游動(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載，螺母、擋圈、軸肩、支承座臺肩、端蓋提供軸向限位，墊圈可調(diào)節(jié)推力軸承的軸向預緊力。游動端需要徑向約束，軸向無約束。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端自由伸縮。
ii.制動裝置
由于滾動絲杠副的傳動效率高，又無自鎖能力，故需安裝制動裝置以滿足其傳動要求。本裝置使用摩擦離合器制動。
iii.潤滑和密封
a.潤滑
潤滑劑可提高滾珠絲杠副的耐磨性和傳動效率。潤滑劑分為潤滑油、潤滑脂兩大類。潤滑油為一般機油或90~180號透平油或140號主軸油，可通過螺母上的油孔將其諸如螺紋滾道；潤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常采用一些密封裝置進行防護。為防止雜質(zhì)和水進入絲杠(否則會增加摩擦或造成損壞)，對于預計會帶進雜質(zhì)之處使用波紋管或伸縮罩，以完全蓋住絲杠軸，對于螺母，應在其兩端進行密封。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下，經(jīng)柔性軸承是柔輪的齒在產(chǎn)生彈性變形同時，與剛輪的齒相互作用，完成減速功能。
諧波減速器的特點是傳動側(cè)隙小，空程小，傳動精度高，體積小，噪聲低。
聯(lián)軸器的選擇
(1).減速器與電動機間的聯(lián)軸器選擇
i.類型選擇：
選用半圓鍵套筒聯(lián)軸器。
ii.載荷計算：
公稱轉(zhuǎn)矩
計算轉(zhuǎn)矩按下式計算：
(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.載荷計算：
公稱轉(zhuǎn)矩T=0.1N·m，查表得，則
iii.校核強度：
合格。
7、導軌的設計
(1)、導軌的功用
機電一體化產(chǎn)品要求其機械系統(tǒng)的各運動機構(gòu)必須得到安全的支承，并能準確地完成其特定方向的運動。這個任務就由導向機構(gòu)來完成。機電一體化產(chǎn)品的導向機構(gòu)是導軌，其作用是支承和導向。
(2)、導軌的分類和特點
一副導軌主要由兩部分組成，在工作時一部分固定不動，稱為支承導軌(或?qū)榆?，另一部分相對支承導軌作直線或回轉(zhuǎn)運動，稱為動導軌(或滑座)。根據(jù)導軌副(簡稱導軌)之間的摩擦情況，導軌分為:
1)滑動導軌
2)滾動導軌
(3)、導軌的基本要求
1)導向精度
導向精度主要是指動導軌沿支承導軌運動的直線度或圓度。影響它的因素有：導軌的幾何精度、結(jié)構(gòu)形式、剛度、熱變形、裝配質(zhì)量以及液體動壓和靜壓導軌的油膜厚度、油膜剛度等。
2)耐磨性
是指導軌在長期使用過程中能否保持一定的導向精度。因?qū)к壴诠ぷ鬟^程中難免有所磨損，所以應力求減少磨損量，并在磨損后能自動補償或便于調(diào)整。
3)疲勞和壓潰
導軌面由于過載或接觸應力不均勻而使導軌表面產(chǎn)生彈性變形，反復運行多次后就會行程疲勞點，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動導軌試銷的主要原因，為此應控制滾動導軌承受的最大載荷和受載的均勻性。
4)剛度
導軌受力變形會影響導軌的導向精度及部件之間的相對位置，因此要求導軌應有足夠的剛度。為減輕或平衡外力的影響，課采用加大導軌尺寸或添加輔助導軌的方法提高剛度。
5)低速運動平穩(wěn)性
低速運動時，作為運動部件的動導軌容易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。低速運動的平穩(wěn)性與導軌的結(jié)構(gòu)和潤滑，動、靜摩擦系數(shù)的差值，以及導軌的剛度等有關。
6)結(jié)構(gòu)工藝性
設計導軌時，要注意到制造、調(diào)整和維修方便，力求結(jié)構(gòu)簡單，工藝性及經(jīng)濟性好。
(4)、導軌設計計算
已知載荷，滑座個數(shù)M=4，單向行程長度，沒分鐘往復次數(shù)為4，使用壽命小時，由
(2-10)
式中，為工作單行程長度(m)；
n為每秒往復次數(shù)
得：
因滑座數(shù)M=4，所以每根導軌上使用2個滑塊座，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)；
為負荷系數(shù)；
為額定動載荷
得：
(2-12)
其中，
則，
選用漢江機床廠的HJG－D25型滾動導軌，其值為17500N，滿足要求。
(5)、滾動直線導軌的特點
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