1、絲杠的選型及計算3.1絲杠的介紹3.1.1絲杠螺母機構根本傳動形式絲杠螺母機構又稱螺旋傳動機構。 它主要用來將旋轉運動變為直線運動或將直線運動變為旋轉運動，有以傳遞能量為主的如螺旋壓力機，也有以傳遞運動為主的如工作臺的進給絲杠。絲杠螺母機構有滑動摩擦和滾動摩擦之分。滑動絲杠螺母機構結構簡單， 加工方便， 制造本錢低，具有自鎖功能。但其摩擦阻力大，傳動效率低30%40% 。滾動絲杠螺母機構雖然結構復雜制造本錢高。但其最大優點是摩擦阻力小， 傳動效率高92%98%，因此選用滾動絲杠螺母機構。根據工作臺運動情況， 應選擇絲杠傳動螺母移動的形式，該傳動形式需要限制螺母的轉動，故需導向裝置。其特點是結構

2、緊湊，絲杠剛性較好，適用于工作行程較大的場合。3.1.2滾珠絲杠副的組成及特點滾珠絲杠副是一種新型螺旋傳動機構，其具有螺旋槽的絲杠與螺母之間裝有中間傳動元件滾珠。滾珠絲杠螺母機構由絲杠，螺母，滾珠，和反向器等四部分組成。 當絲杠轉動時，帶動滾珠沿螺紋滾道滾動， 為防止滾珠從滾道端面掉出，在螺母的螺旋槽兩端設有滾珠回程引導裝置構成滾珠的循環返回通道，從而形成滾珠流動的閉合通路。滾珠絲杠副與滑動絲杠副相比，除上述優點外， 還具有軸向剛度高， 運動平穩，傳動精度高，不易磨損，使用壽命長等優點。但由于不能自鎖，具有傳動的可逆性，在用做升降傳動機構時，需要采取制動等措施。3.1.3滾珠絲杠的結構形式按照

3、用途和制造工藝的不同,滾珠絲杠副的結構形式很多。 一般,根據鋼球的循環形式,消除軸向間隙和調整預緊的方法以及螺紋滾道法向截面形狀的不同將其區分成不同的結構形式進行研究。1）鋼球循環方式按鋼球返回時是否脫離絲杠外表可分為內循環和外循環兩大類，見表3-11假設鋼球在循環過程中，始終與絲杠外表保持接觸，稱內循環；否那么，稱外循環。通常，把在同一螺母上所具有的循環回路的數目，稱為鋼球的列數，常用的有24列。而把每一循環回路中鋼球所經過的螺紋滾道圈數 導程數稱為工作圈表 3-13-1鋼球的循環方式類別形式特點內循環優點：返回通道短，一個循環 只有一圈鋼球，流暢性好，摩 擦損失小，效率高，徑向尺寸 小，剛

4、性好缺點：返向器鋼球返回通道的 曲面加工復雜外循環端蓋式優點：結構緊湊，工藝性好 缺點：循環回路長，流暢性差， 鋼球通過短槽時易卡住螺旋槽式優點： 結構簡單， 制造方便， 承 載能力大缺點：鋼球流暢性較差，擋珠器較易磨損-PT，抽官式優點： 結構簡單， 工藝性好， 鋼 球的流暢性好，應用較廣 缺點：凸出式的插管凸出于螺 母外部，徑向尺寸較大2消除軸向間隙的調整預緊方式滾珠絲杠副中的間隙對傳動精度影響較大。 當精度要求不高時，可采用單螺 母，并對絲杠和螺母進行選配，或進行預緊以減小配合間隙。當精度要求較高時， 常采用雙螺母，通過調整兩個螺母間的軸向位置，以消除軸向間隙，并進行預緊, 提高傳動的定

5、位精度、重復定位精度及軸向剛度。預緊力一般約取最大軸向載荷的1/3。表3-2為幾種常用的消除間隙和調整預緊的方式。表 3-23-2消除間隙和調整預緊的方式結構簡單，裝拆方便，剛度高，但不易實現精確調整，螺紋滾道有磨損時，不能隨時消 除間隙和預緊。適用于重載傳動和一般精度要求的場合結構緊湊，工作可靠，調整方便。但容易松動，不夠準確。一般用于剛度要求不高及 需要隨時調整預緊力的場合類型墊片圓螺母式齒差T調整精度較高，要求ss 較小時，所需齒數較多，結構尺寸較大，且齒圈的模數m m較小，聯接剛度較差，適用于高精度傳動場合3螺紋滾道法向截型螺紋滾道法向截型或稱滾道型面，是指通過滾珠中心的螺旋線的法向平

6、面與絲杠或螺母滾道型面的交線的形狀3.2絲杠的選型初步選取絲杠數據見表3-3表 3-33-3 所選絲杠參數公稱直徑/mm/mm導程/mm/mm20205 5滾珠絲杠的工作長度計算：L =l工作臺+l行程+l余量X方向絲杠的的工作長度計算：lx=300 420 20 = 740mmY方向絲杠的工作長度：1y=350 500 20 = 870mmX方向絲杠的工作載荷：Fx=800NY方向絲杠的工作載荷：Fy= 800N由于兩方向絲杠的公況為，每天開機六小時，每年300個工作日。工作八年 以上，依工作要求和工作條件，初選外循環插管式，預緊采用雙螺母型，圓螺母 調隙，導珠管凸出式，3級精度，定位滾珠副

7、，絲杠材料：CrWMn鋼；滾道硬 度為5862HRC d0= 20mm,Ph= 4mm,DW= 2.381mm, j父k = 3.5父1,rs= 0.55Dw,螺 紋右旋，九=39型號為CLT-2004-3.5-P3 ,Ca=8850N,Coa=24700W。絲杠的傳動精度為0.04mmTh=8 6 300=14400h絲杠的轉速：n2= 250r/min絲杠的工作載荷：F=800N3.3絲杠的校核壽命計算:KhKFKHKLCoe=F H LF=5810.4 ； 8850Kn滿足壽命要求。式中F 軸向載荷，取F=800N;Kh 壽命系數，Kh=(Lh/500)1/3= 3.1072Lh工彳壽命

8、，取Lh=15000KF 載荷系數，取KF=1.2KH 動載荷硬度影響系數，取KH=1.0KL 短行程系數，取KL=1.0Kn轉速系數，取Kn=0.5107靜載荷條件計算：Ca = KFKHF =960二24700滿足條件螺母長度72mm,Ph=4mm,余程為10mmX方向螺紋長度L0=420 300 2 10 = 740mm取支撐跨矩l1=760mm絲杠全長最大為780mmY方向螺紋長度：L=500+350+20=870mm取支撐跨矩：l1= 890mm絲杠全長最大為910mmF-F支撐方式的絲杠不受壓縮力作用，不校核壓桿穩定性絲杠彎曲振動臨界轉速ncr查表f2=4.73,d2=d0-1.2

9、Dw=20-1.2 2.381 = 17.14mm = 0.01714m300 “ 780 - 740LC= 420 - 10 - = 600mm = 0.6m-30f22EIK=9910fK299 10 f22d2,Lc2： L2c22ncr=9910 4.7320.017214= 10570.1r / min 250r/min0.6預拉深量：取溫升 3.5oc螺紋深長量:tu=a tJu=2.55 10-63.5 0.74 = 6.6045um絲杠的全長深長量：、tu=2.55 10，3.5 0.78 =6.9615um取預拉伸量：、=4.5um預拉伸力：_6二2_114.5 100.01

10、71422.1 10800-4-二 301.01NN0.743所選絲杠預拉伸力滿足要求3.4絲杠設計中應注意的問題絲杠由于其精度要求高，制造比擬復雜，所以在設計過程中應注意如下問題：1受力合理為了保證定位精度，除考慮絲杠剛度外，還應在結構布置上盡可能使螺母和 絲杠同樣受拉或受壓， 以使兩者軸向變形方向一致， 減少螺母與絲杠之間的導程 變形量之差。此外，滾珠螺旋傳動應盡量防止承受徑向載荷，以免使絲杠彎曲，假設 絲杠上有齒輪等產生徑向載荷的元件，那么應使其盡可能靠近絲杠，螺母所受的傾 覆力矩，力求部件移動阻力的合力通過絲杠軸線。2防止逆轉滾珠螺旋傳動反行程不能自鎖，為了使螺旋傳動受軸向力后 不發生逆轉，應 設置防止逆轉的裝置：采用本身不能逆傳動的電液脈沖馬達或步進電動機等驅動元件。采用可自鎖的蝸桿傳動等作中間傳動機構。采用電磁或液壓制動器，或選用本身帶制動器的電動機。采用能鎖住某一方向傳動的超越離合器。3平安裝置垂直安裝的滾珠螺旋傳動，容易發生螺母從絲杠螺紋滾道上脫出而造成事 故，因此，在設計時應考慮設置防止螺母脫出的平安裝置，如限位擋塊或平安制動器等。AEFt二-LQ4控制升溫設計時應注意時滾珠絲杠傳動遠離熱源，并采用油浴,氣冷等方法減小溫升,以減少絲杠的熱變形；或在安裝時對絲杠進行預拉伸,以抵消運行時因發熱后引起的絲杠伸長。5)密封與潤滑為防止塵埃和污物進入螺紋滾道,阻礙鋼球運轉