螺母副的调隙

双螺母齿差式滚珠丝杠螺母副的调隙

数控机床是一种高精度、高效率的自动化机床，它的机械部分较普通机床有更高的要求，如高精度、高刚度、高速度、低摩擦等。因此，无论是从机床布局、基础件结构设计，还是轴承的选择与配置，都十分注意提高它们的刚度。零部件的制造精度和精度保持性都比普通机床提高很多，基本上按精密或高精密机床考虑，如主轴轴承都采用C级或超C级轴承，传动丝杠采用高精度的滚珠丝杠螺母副。主传动和进给传动都广泛采用高性能的交、直流伺服电动机驱动。此外为提高数控机床的灵敏度，改善摩擦特性，数控机床普遍采用了滚珠丝杠螺母副、滚动导轨、贴塑导轨以降低摩擦损失，减少动、静摩擦系数之差，以避免爬行。为了防止不灵敏区产生，在进给传动系统中普遍采用消除间隙和预紧的措施。本文主要介绍一种数控机床进给系统中应用最为广泛的滚珠丝杠螺母副的间隙调整方法。

１滚珠丝杠副的调整方法

滚珠丝杠螺母副的调整主要是对丝杠螺母副轴向间隙进行消除。轴向间隙是指丝杠和螺母在无相对转动时，两者之间的最大轴向窜动量。除了结构本身的游隙之外，在施加轴向载荷后，轴向变形所造成的窜动量也包括在其中。一般在机加工过程中消除滚珠丝杠螺母副的轴向间隙，满足加工精度要求的办法有两种：

１.1软调整法：

在加工程序中加入刀补数，刀补数等于所测得的轴向间隙数或是调整数控

机床系统轴向间隙参数的数值。但这都是治标不治本的办法。因为滚珠丝杠螺母副的轴向间隙事实上仍是存在的，只是在走刀时或工作台移动时多运行一段距离而已。由于间隙的存在会使丝杠螺母副在工作中加速损坏，还会使机床震动加剧；噪声加大；机床精加工期缩短等。

1.2硬调整法：

是使用机械性的方法使丝杠螺母副间隙消除，实现真正的无间隙进给。此种办法对机床的日常工作维护也是相当重要的。是解决机床间隙进给的根本办法。但相对软调整过程要复杂一些，并需经过多次调整，才可达到理想的工作状态。在此我主要对滚珠丝杠螺母副的硬性间隙调整作较详细地介绍。

滚珠丝杠螺母副一般是通过调整预紧力来消除间隙（硬调整）的，消除间隙时要注意考虑以下情况：预加力能够有效地减小弹性变形所带来的轴向位移，但不可过大或过小。过大的预紧力将增加滚珠之间和滚珠与丝母、丝杠间的磨擦阻力，降低传动效率，使滚珠、丝母、丝杠过早磨损或破坏，使丝杠螺母副寿命大为缩短。预紧力过小时会造成机床在工作时滚珠丝杠螺母副的轴向间隙量没有得到消除或没有完全消除。使工件的加工精度达不到要求。所以，滚珠丝杠螺母副一般都要经过多次调整才能保证在最大轴向载荷下，既消除了间隙，又能灵活运转。

(1)滚珠丝杠螺母副轴向间隙的测得

要进行轴向间隙的调整的第一步是得知滚珠丝杠螺母副是否已有轴向间隙和该间隙的数值。可采用以下方法获得：使用磁力千分表,将其固定于机床某一固定位置。将表针贴于任意方向工作台的一个侧面，表针要位于

工作台移动方向的同向直线上。记下千分表数值。然后使此方向的工作台向远离表针的距离移动大约25～50cm再返回程序中原来对表时的工作台位置。再次对千分表进行读数。把两个数值进行比较，若差值为零，说明滚珠丝杠螺母副目前还没有间隙，若差值不是零，说明滚珠丝杠螺母副已存在间隙，其差值就是此方向工作台所对应的丝杠螺母副所需要调整的间隙量。当然，测得丝杠螺母副轴向间隙量的办法并不只此一种，在此介绍的办法只是一种较简便的办法。

(2)双螺母齿差式丝杠螺母结构的调整

单螺母加过盈调整间隙的结构已少见,目前主要采用双螺母结构消除间隙。虽然双螺母齿差调隙式滚珠丝杠螺母副的结构较为复杂，但调整操作方便，通过简单的计算就可获得精确的调整量，是目前应用最为广泛的一种结构，现就以它为例进行介绍。

双螺母齿差调隙式丝杠螺母副结构:如图1

图1双螺母齿差调隙式丝杠螺母副结构图

两个螺母的凸缘上各制有圆柱外齿轮,而且齿数差为1,既:Z2-Z1=1,两个内圈齿数相同,并用螺钉和销钉固定在螺母的两端.调整时先将内齿圈

取出,根据间隙的大小,使两个螺母分别在相同方向上转过一个齿或几个齿,这样就使这两个螺母彼此在轴向上接近了一个相应的距离(因为两边的齿数是差是1,所以实际转过的角度是不同的).间隙的消除量(△)可用下式计算；

△=nt/ Z2 Z1或 n= △ Z2 Z1/t

式中n-------两个螺母在同一方向转过的齿数;

Z2 ，Z1 --- 齿轮的齿数.

滚珠丝杠螺母副副的调整限度是：使数控机床在额定满载情况下刚好实现无间隙进给为最佳状态。

2 滚珠丝杠螺母副在数控机床上的使用

数控机床的进给机构，是机加工过程中的关键环节。因为无论是点位控制还是连续轮廓控制,被加工工件最终的坐标精度和轮廓精度,都取决于进给运动的传动精度、灵敏度和稳定度。而滚珠丝杠螺母副的使用正是使这些加工要求得以实现。目前它以其摩擦阻力小、传动效率高、传动阻力小和传动刚度高的优势，广泛地应用于数控机床的进给机构中，极大地推动了机加工行业的发展。

3滚珠丝杠的保护

滚珠丝杠副可用润滑来提高耐磨性及传动效率。润滑剂分为润滑油及润滑脂两大类。润滑油用机油、90～180号透平油或140号主轴油。润滑脂可采用锂基油脂。润滑脂加在螺纹滚道和安装螺母的壳体空间内，而润滑油

通过壳体上的油孔注入螺母空间内。

滚珠丝杠副和其它滚动摩擦的传动元件，只要避免磨料微粒及化学活性物质进入，就可以认为这些元件几乎是不产生磨损的情况下工作的。但如果在滚道上落入脏物，或使用肮脏的润滑油，不仅会妨碍滚珠的正常运转，而且使磨损急剧增加。

通常采用毛毡圈对螺母副进行密封，毛毡圈的厚度为螺距的2～3倍，而且内孔做成螺纹的形状，使之紧密地包住丝杠，并装入螺母或套筒两端的槽孔内。密封圈除了采用柔软的毛毡之外，还可以采用耐油橡胶或尼龙材料。由于密封圈和丝杠直接接触，因此防尘效果较好，但也增加了滚珠丝杠螺母副的摩擦阻力矩。为了避免这种摩擦阻力矩，可以采用由较硬塑料制成的非接触式迷宫密封圈，内孔做成与丝杠螺纹滚道相反的形状，并留有一定的间隙。

对于暴露在外面的丝杠，一般采用螺旋刚带、伸缩套筒、锥形套筒以及折叠式塑料或人造革等形式的防护罩，以防止尘埃和磨粒粘附到丝杠表面。除与导轨的防护罩相似外，这几种防护罩一端连接在滚珠螺母的端面，另一端固定在滚珠丝杠的支承座上。

4结束语：

滚动丝杠螺母副在数控机床上的使用，较普通机床更加满足了机加工的要求，随着滚动丝杠螺母副在数控机床上的广泛的应用，必将极大地推动机加工行业向着更高精密度和更复杂轮廓加工的方向发展。

滚珠丝杠螺母副的计算和选型分析知识分享

滚珠丝杠螺母副的计算和选型分析

Δ3 一、进给传动部件的计算和选型 进给传动部件的计算和选型主要包括:确定脉冲当量、计算切削力、选择滚珠丝杠螺母副、计算减速器、选择步进电机等。 1、脉冲当量的确定 根据设计任务的要求，X方向的脉冲当量为δx=0.005mm/脉冲，Z 方向为δz=0.01mm/脉冲。 2、切削力的计算 切削力的分析和计算过程如下： 设工件材料为碳素结构钢，σb=650Mpa；选用刀具材料为硬质合金YT15；刀具几何参数为：主偏角κr=45°，前角γo=10°，刃倾角λs=-0°；切削用量为：背吃刀量a p=1mm，进给量f=0.18mm/r，切削速度vc=90m/min。 查表得：C Fc=270，x Fc=1.0，y Fc=0.75，n Fc=-0.15。 查表得：主偏角κr的修正系数kκrFc=1.0；刃倾角、前角和刀尖圆弧半径的修正系数均为1.0。 由经验公式（3—2）,算得主切削力F c=2673.4N。由经验公式F c：F f：F p=1：0.35：0.4，算得进给切削力F f=935.69N，背向力 F p=1069.36N。 3、滚珠丝杠螺母副的计算和选型 （1）工作载荷F m的计算

已知移动部件总重G=1300N；车削力F c=2673.4N，F p=1069.36N，F f=935.69N。根据F z=F c，F y=F p，F x=F f的对应关系，可得： F z=2673.4N，F y=1069.36N，F x=935.69N。 选用矩形—三角形组合滑动导轨，查表，取K=1.15，μ=0.16，代入F m=KF x+μ（F z+G），得工作载荷F m=1712N。 （2）最大动载荷F Q的计算 设本车床Z向在最大切削力条件下最快的进给速度v=0.8m/min，初选丝杠基本导程P h=6mm，则此时丝杠转速n=1000v/P h=133r/min。取滚珠丝杠的使用寿命T=15000h，代入L0=60nT/106，得丝杠系数L0=119.7×106r。 查表，取载荷系数f W=1.15，再取硬度系数f H=1，代入式（3—23），求得最大动载荷F Q=3L0f W f H F m=9703N。 （3）初选型号 根据计算出的最大动载荷，查表，选择FL4006型滚珠丝杠副。其公称直径为40mm，基本导程为6mm，双螺母滚珠总圈数为3×2圈=6圈，精度等级取四级，额定动载荷为13200N，满足要求。（4）传动效率η的计算 将公称直径d0=40mm，基本导程P h=6mm，代入λ=arctan［P h/(π d0)］，得丝杠螺旋升角λ=2°44′。将摩擦角φ=10′，代入η=tanλ/tan （λ+φ），得传动效率η=94.2％。 （5）刚度的验算

滚珠丝杠螺母副的支承方式

滚珠丝杠螺母副的支承方式 数控机床的进给系统要获得较高的传动刚度，除了加强滚珠丝杠螺母副本身的刚度外，滚珠丝杠的正确安装及支承结构的刚度也是不可忽视的因素：滚珠丝杠常用推力轴承支座，以提高轴向刚度(当滚珠丝杠的轴向负载很小时，也可用角接触球轴承支座)，滚珠丝杠在数控机床上的安装支承方式有以下几种。 (1)一端装推力轴承(固定一自由式)。 如图3-15所示，这种安装方式的承载能力小，轴向刚度低，只适用于短丝杠，一般用于数控机床的调节或升降台式数控铣床的立向(垂直)坐标中。 (2)一端装推力轴承，另一端装深沟球轴承(固定一支承式)。 如图3-16所示，这种方式可用于丝杠较长的情况。应将推力轴承远离液压马达等热源及丝杠上的常用段，以减少丝杠热变形的影响。 (3)两端装推力轴承(单推一单推式或双推一单推式)。 如图3—17所示，把推力轴承装在滚珠丝杠的两端，并施加预紧拉力，这样有助于提高刚度，但这种安装方式对丝杠的热变形较为敏感，轴承的寿命较两端装推力轴承及向心球轴承方式低。 (4)两端装推力轴承及深沟球轴承(固定一固定式)。 如图3-18所示，为使丝杠具有最大的刚度，它的两端可用双重支承，即推力轴承加深沟球轴承，并施加预紧拉力。这种结构方式不能精确地预先测定预紧力，预紧力的大小是由丝杠的温度变形转化而产生的。但设计时要求提高推力轴承的承载能力和支架刚度。 近年来出现一种滚珠丝杠轴承，其结构如图3-19所示。这是一种能够承受很大轴向力的特殊角接触球轴承，与一般角接触球轴承相比，接触角增大到60。，增加了滚珠的数目并相应减小滚珠的直径。这种新结构的轴承比一般轴承的轴向刚度提高两倍以上，使用极为方便。产品成对出售，而且在出厂时已经选配好内

双电机消隙原理

双电机消隙就是两个电机通过齿轮与赤道仪的主齿轮啮合，并按双电机消隙控制曲线进行驱动（不要小看这条曲线，据说还是尼克松访华时带来的礼物之一呢！密云天线采用的是四电机消隙，有点不同。），从图中可看到，永远不会出现两个电机输出转矩同时为零的情况，即任何时候两个电机至少有一个会对主齿轮施加不为零的转矩，在此转矩的作用下，主齿轮的运动间隙就不可能存在。当然，此转矩必须大于转动链本身的摩擦力矩。 在实际消隙方式下，当系统需要的输出合力矩为零（静止）时，两通道电机的电枢电流为±Io（消隙偏置电流），其输出力矩大小相等方向相反；当系统需要的输出合力矩增加时，两通道电机的电枢电流随图二的曲线变化，其中一个通道的输出力矩将继续增加，另一个通道的输出力矩逐渐减小至零再增加，由阻力源变为动力源 这样描述可能不是很好理解，大家可以理解为两个电机与主齿轮啮合时，一个是前齿面接触，另一个是后齿面接触，正转是由前齿面接触的齿轮出力，而反转时由后赤面接触的齿轮出力，这样一来就不会出现间隙了。当然在实际工作中，两个齿轮都出力的，一个力大，另一个力小而已，它们的力矩方向都是运动方向，只是力大的前赤面接触，力小的后齿面接触。注意，这里提到的是力矩控制，不要理解为速度，它们的速度是相同的。 上面简单的介绍了一下消隙控制的原理，赤道仪采用消隙控制的话，实现GOTO功能就简单多了，大家感兴趣的话，可以一起讨论一下。由于步进电机的工作原理，进行力矩控制比较麻烦，所以我采用的是同步电机驱动，如果需要，下次我讲讲步进电机和同步电机驱动方面的内容。" 浅谈赤道仪控制技术（一）消隙系统 (这条文章已经被阅读了3296次) 时间：2004/10/22 09:24pm来源：glyangjun 此主题相关图片如下： 按此查看图片详细信息

丝杆螺母的选择

滑动螺旋工作时，主要承受转矩及轴向拉力(或者压力）的作用,同时在螺杆和螺母的旋合螺纹间有较大的相对滑动，其失效形式主要是螺纹磨损,因此,滑动螺旋的基本尺寸，通常的根据耐磨性条件确定。下面计算丝杆的耐磨性。 已知：F=41048（N ） 查《机械设计》有： d 2≥] [P h p F φπ??? 对于梯形螺纹有h=0.5P,《查机械设计》有[]p =22MP 则[] p F d φ8.02≥ 式中：φ在传动精度较高，载荷较大，寿命长时，取4=φ ][P 为材料的许用压力，查《机械设计》[]1可得][P =22Mpa [] p F d φ8.02≥=17.28mm 可以取d 2=50.5mm,满足d 2的要求。 其公称直径d=55mm 外螺纹mm d 453= 内螺纹mm D mm D 465614== 螺距p=9mm 螺母高度 H=202mm （3）丝杆强度计算 由扭矩 T=F 0tan(V ??+）2 2d 查《机械设计》[]1得，对于M10~M16普通螺纹取tan v ?=0.17 cos ?= D d D 2- 已知D=100mm t=25mm cos ?= D d D 2-=0.5 所以 tan ?=1。732

T=F 0tan(V ??+） 22d =41048?2 5.50732.117.01732.117.0??-+=(Pa ） 危险截面 ca σ=212)4(31d T F A +][σ≤=4 s σ 式中:A-—-是丝杆的最小截面积 A=214d π ca σ=21 2)4(31d T F A +MPa 26≈ 查《机械设计》[]1得,s σ=320～360Mpa 所以ca σ][σ≤ 结论是之前取的丝杆数据符合强度要求 （4）螺母强度计算 由于螺母的材料强度小于丝杆,故只需要校核螺母螺纹牙的强度 选取螺母高度H=202mm 螺纹牙危险截面a —a 的弯曲强度条件为 ][62b u b D l F σπσ≤?????= 式中：b-——螺纹牙根部的厚度，mm ，对于梯形螺纹，b=0.65P=5。85mm l —-—弯曲力臂，mm ，l=22D D - 44.22==P H μ ［τ］-—-螺母材料的许用切应力 ［b σ］--—螺母材料的许用弯曲应力 所以 u b D l F ?????=26πσ=9.24MP ][b σ≤ )(108~80][MP b =σ 左右螺母均为101mm (5）丝杆的稳定性计算 临界载荷Fcr 可以按欧拉公式计算 Fcr=2 22l I E ???μπ 式中:E--—丝杆材料的拉压弹性模量，Mpa ，E=2.06?510Mpa

(完整版)机械设计中丝杠螺母副计算校核

1、螺纹副耐磨性计算 《机械设计（第四版）》公式（6.20），螺纹中径计算公式： ] [2P h Fp d φπ≥ 式中， N F 轴向力，- 2.1=-φφ整体式螺母取 1.3,81][表许用压强MPa P - 6m m 螺距， -p mm p h h 365.05.0=?==-螺纹工作高度， 螺母为整体式并且磨损后间隙不能调整，2.1,5.22.1=-=φφ取；该螺旋机构为人力驱动，因此][P 提高20%，MPa P 6.212.118][=?=。 mm P h FP d 3.296 .212.1314.36 49153][2=????=≥ φπ 6 12 6 12 注：当ф＜2.5或人力驱动时，[p]值可提高20％；若为剖分螺母时则[p]值应降低15～20％。

图3.？ 螺旋副受力图 牙型角α=30°，螺距P 由螺纹标准选择P=6mm 牙顶间隙ac ;25.0,55.1=-=ac p ;5.0,126=-=ac p ;1,4414=-=ac p 外螺纹 大径(公称直径)，根据各企业自行制定的行业标准（或自行设计加工)取d=44mm 中径mm p d d 415.02=-= 小径mm h d d 37231=-= 牙高mm ac p h 5.35.03=+= 内螺纹 大径mm ac d D 452=+= 中径mm d D 1422== 小径mm p d D 381=-= 牙高mm h H 5.334== 牙顶宽mm p f 196.2366.0==

牙槽底宽mm ac p w9145 .1 0563 . 366 .0= - = 螺纹升角447 0.0 tan 2 = = d np π ψ 因此选用6 44? T的螺杆，其参数为： 公称直径（mm） d 螺距（mm） P 中径（mm） 2 2 D d= 大径（mm） D 小径（mm） 1 d 1 D 44 6 41 45 37 38 2、螺纹牙强度计算 螺纹牙的剪切和弯曲破坏多发生在螺母。 螺纹牙底宽mm p t8.3 6 634 .0 634 .0 1 = ? = = 螺母旋合长度94.3 1 4 3.2 2 '= ? = =d Hφ 相旋合螺纹圈数16 6 94.3 ≈ = ' = P H z 剪切强度条件 MPa z Dt F 4.06 8.3 61 45 14 .3 34912.5 1 = ? ? ? = π MPa 40 30 ] [- = ≤τ 弯曲强度条件 MPa MPa z Dt Fh b 60 40 ] [ 9.62 61 8.3 45 14 .3 3 34912.5 3 3 2 2 1 - = ≤ = ? ? ? ? ? =σ π

滚珠丝杠螺母副的结构简图

滚珠丝杠螺母副结构图及其工作原理本次观察了实训车间的数控车床、数控铣床、加工中心，作为它们进给伺服 系统机械传动结构中的滚珠丝杠螺母副的结构都是一样的。 滚珠丝杠螺母副的结构原理图 ·组成：主要由丝杆、螺母、滚珠和滚道（回珠器）、螺母座等组成。 ·工作原理：在丝杆和螺母上加工有弧行螺旋槽，当它们套装在一起时便形成螺旋滚道，并在滚道内装满滚珠。而滚珠则沿滚道滚动，并经回珠管作周而复始的循环运动。回珠管两端还起挡珠的作用，以防滚珠沿滚道掉出。 特点： ·传动效率高：机械效率可高达92%~98%。 ·摩擦力小：主要是用滚珠的滚动代替了普通丝杆螺母副的滑动。 ·轴向间隙可消除：也是由于滚珠的作用，提高了系统的刚性。经预紧后可消除间隙。 ·使用寿命长、制造成本高：主要采用优质合金材料，表面经热处理后获得高的硬度。 滚珠丝杠螺母副的滚珠循环方式有两种：滚珠在循环过程中有时与丝杠脱离接触的成为外循环（如图b），始终与丝杠保持接触的成为内循环（如图a）。 (a) 内循环（b）外循环 (1)外循环外循环是常用的一种外循环方式。这种结构是在螺母体上轴向相隔数个半导程处钻两个孔与螺旋槽相切，作为滚珠的进口与出口。再在螺母的外表面上铣出回珠槽并沟通两孔。另外，在螺母内进出口处各装一挡珠器，并在螺母外表面装一套筒，这样构成封闭的循环滚道。外循环结构制造工艺简单，使用较广泛。其缺点是滚道接缝处很难做得平滑，影响滚珠滚动的平稳性，甚至发生卡珠现象，噪声也较大。 (2)内循环内循环均采用反向器实现滚珠循环，数控机床反向器有两种型式。圆柱凸键反向器，反向器的圆柱部分嵌入螺母内，端部开有反向槽。反向槽靠圆柱外圆面及其上端的凸键定位，以保证对准螺纹滚道方问。扁圆镶块反向器，反向器为一半圆头平键形镶块，镶块嵌入螺母的切槽中，其端部开有反向槽。两种反向器比较，后者尺寸较小，从而减小了螺母的栏手向尺寸及缩短了轴向尺寸。

丝杆螺母的选择之欧阳家百创编

滑动螺旋工作时，主要承受转矩及轴向拉力（或者压力）的作用，同时在螺杆和螺母的旋合螺纹间有较大的相对滑动，其失效形式主要是螺纹磨损，因此，滑动螺旋的基本尺寸，通常的根据耐磨性条件确定。下面计算丝杆的耐磨性。 欧阳家百（2021.03.07） 已知：F=41048（N ） 查《机械设计》有： d 2≥ ] [P h p F φπ??? 对于梯形螺纹有h=0.5P ，《查机械设计》有[]p =22MP 则[] p F d φ8 .02≥ 式中：φ在传动精度较高，载荷较大，寿命长时，取4=φ ][P 为材料的许用压力，查《机械设计》[]1可得][P =22Mpa []p F d φ8 .02≥=17.28mm 可以取d 2=50.5mm ，满足d 2的要求。

其公称直径d=55mm 外螺纹mm d 453= 内螺纹 mm D mm D 465614== 螺距p=9mm 螺母高度H=202mm （3）丝杆强度计算 由扭矩 T=F 0tan （V ??+） 2 2 d 查《机械设计》[]1得，对于M10~M16普通螺纹取tan v ?=0.17 cos ?= D d D 2- 已知D=100mm t=25mm cos ?= D d D 2-=0.5 所以 tan ?=1.732 T=F 0tan （V ??+）2 2d =41048? 2 5 .50732.117.01732.117.0? ?-+=2794023(Pa) 危险截面 ca σ= 212)4(31d T F A +][σ≤=4 s σ 式中：A---是丝杆的最小截面积 A=214 d π ca σ= 21 2)4(31d T F A +MPa 26≈

滚珠丝杠螺母工作原理

滚珠丝杆螺母副工作原理 滚珠丝杆螺母副是数控机床中回转运动转换为直线运动常用的传动装置。它以滚珠的滚动代替丝杆螺母副中的滑动，摩擦力小，具有良好的性能。 1.组成及工作原理： ·组成：主要由丝杆、螺母、滚珠和滚道（回珠器）、螺母座等组成。 ·工作原理：在丝杆和螺母上加工有弧行螺旋槽，当它们套装在一起时便形成螺旋滚道，并在滚道内装满滚珠。而滚珠则沿滚道滚动，并经回珠管作周而复始的循环运动。回珠管两端还起挡珠的作用，以防滚珠沿滚道掉出。 2．特点： ·传动效率高：机械效率可高达92%~98%。 ·摩擦力小：主要是用滚珠的滚动代替了普通丝杆螺母副的滑动。 ·轴向间隙可消除：也是由于滚珠的作用，提高了系统的刚性。经预紧后可消除间隙。 ·使用寿命长、制造成本高：主要采用优质合金材料，表面经热处理后获得高的硬度。 3．滚珠丝杆螺母副的消隙 ·双螺母垫片调隙：

滚珠丝杆螺母副采用双螺母结构（类似于齿轮副中的双薄片齿轮结构）。通过改变垫片的厚度使螺母产生轴向位移，从而使两个螺母分别与丝杆的两侧面贴合。当工作台反向时，由于消除了侧隙，工作台会跟随CNC的运动指令反向而不会出现滞后。 ·双螺母螺纹调隙：

图示为利用两个锁紧螺母调整预紧力的结构。两个工作螺母以平键与外套相联，其中右边的一个螺母外伸部分有螺纹。当两个锁紧螺母转动时，正是由于平键限制了工作螺母的转动，才使得带外螺纹的工作螺母能相对于锁紧螺母轴向移动。间隙调整好后，对拧两锁紧螺母即可。结构紧凑，工作可靠，应用较广。 ·双螺母齿差调隙： 在两个工作螺母的凸缘上分别切出齿数为Z 1、Z 2的齿轮，且Z 1、Z 2相差一个齿，即： 112=?Z Z 两个齿轮分别与两端相应的内齿圈相啮合，内齿圈紧固在螺母座上。 设其中的一个螺母Z 1转过一个齿时，丝杆的轴向移动量为为S 1，则有： 11:1:S T Z = 则11Z T S = 如果两个齿轮同方向各转过一个齿，则丝杆的轴向位移为： 212121Z Z T Z T Z T S S S =?=?=Δ 例：当Z 1=99，Z 2=100时，m S μ1≈Δ。可以达到很高的调整精度。 4．滚珠丝杆螺母副的安装 滚珠丝杆螺母副所承受的主要是轴向载荷。它的径向载荷主要是卧式丝杆的自重。安装时，要保证螺母座的孔与工作螺母之间的良好配合，并保证孔与端面的垂直度等。这时主要是根据载荷的大小和方向选择轴承。另外安装和配置的形式还与丝杆的长短有关，当丝杆较长时，采用两支撑结构；当丝杆较短时，采用单支撑结构。

双齿轮消隙减速箱的结构及装配

双齿轮消隙减速箱的结构及装配 【摘要】大行程数控机床的进给传动由于受到行程和丝杠临界转速等一系列因素的限制与传统的机床进给结构就不可能一致了，本文讨论了一种在大行程数控机床进给传动中代替滚珠丝杠传动的一种新型结构。 【关键词】大行程、数控机床、进给、丝杠、齿轮、齿条、消隙、工作间隙；无间隙啮合 滚珠丝杠具有传动效率高、运动平稳、寿命高及可预紧消除间隙并提高系统刚度等特点，所以旋转伺服电机+滚珠丝杠副的传动结构是大多数数控机床进给运动选用的结构，但当机床的工作行程很大时，采用齿轮齿条或者蜗母齿条传动来实现进给运动（通常在行程超过5000mm时不使用丝杠传动）。 下面将结合我安装过的机床论述齿轮齿条的传动结构。 我事业部生产HTC系列、HTCmiddle系列HTCtriple系列数控车床，其Z 轴长度规格从3000mm至18000mm，其中6000mm以下规格用滚珠丝杠传动，6000mm以上规格用齿轮齿条传动。其传动系统图见图1。 1、2直齿轮3蜗轮4蜗杆5、7斜齿轮6、8斜齿轮9、10输出端斜齿轮11斜齿条12伺服电机 图1 传动系统图 由图1可以看出伺服电机经一系列降速后，将动力传至输出端的一对相关联的斜齿轮，斜齿轮与安装在床身上的斜齿条啮合，驱动床鞍沿床身运动，从而实现机床的Z轴进给。 我们知道数控机床的运动精度和位置精度在很大程度上取决于进给传动链的精度。在滚珠丝杠传动中，其传动链误差主要来源于滚珠丝杠副的轴向间隙，通常我们选择双螺母调整垫片的方式预紧，或采用变丝母螺距预紧来消除轴向间隙。齿轮消隙方法有很多种，常用的有直齿轮双片齿轮错齿法、斜齿轮轴向垫片调整法等。 本文讨论的是双传动链弹簧预紧消隙。这种方法调整简便，并可自动补偿间隙，具有随时消隙的特点。 从传动系统图和结构图可以看出，伺服电机通过胀套与电机轴上的小齿轮相连，降速后传至Ⅰ轴，再通过蜗轮蜗杆降速后传至Ⅱ轴。在装配中先要将这组弹簧齿轮安装好，并且让弹簧有压缩量。在与电机输入齿轮啮合后，让其弹簧涨紧并用0.02塞尺检查组合齿轮是否与电机输入齿轮完全啮合。这是在装配双齿轮消隙减速箱要注意的第一步。

丝杆及螺母常用材料

根据丝杠在机械上所起的作用、对精度的要求以及它随载荷的大小，可分为普通丝杠（梯形丝杠精度为7～9级，滚珠丝杠为D～H级）和精密丝杠（梯形丝杠精度6级以下，滚珠丝杠为C级）。根据热处理情况又可分为淬硬丝杠（硬丝杠）和不淬硬丝杠（软丝杠）。丝杠加工认准钛浩，品质保障，丝杠材料首先要严原材料的验收，应按照国家标准逐项进行检验，特别是原材料的表面质量（主要是对原材料的外观、形状、表面缺陷）检验、化学成分检验和内部质量（即内部组织缺陷，如疏松、夹渣、偏析、脱碳等）检验，合格后方能投产。 普通精度软丝杠，应用很普遍，如机床上7～8级的定位丝杠、手动进给丝杠等，由于其加工方便、制造成本低，故对使用材料的性能要求不高，多用于一些觉的中碳碳钢和中碳低合金钢。 对于高精度精密软丝杠，其精度在6级以上、硬度在35HRC以下的精密丝杠，多用于轻载荷、工作频率低、润滑条件好的结构中。它常用碳含量较高的钢，如T10A、T12A等，它对材料的要求，除与普通精度软丝杠相似的条件外，还要求材料的磨削加工性能好、不易磨焦表面、产生磨裂的敏感性低、磨削表面粗糙度低等。 对于高精度精密硬丝杠而言，要求其心部具有一定的强度和朔韧性，表面滚道要有高硬度（一般为58～63HRC），以保证有足够的承载能力，能够带动很重的载荷作自由的精确运动，这就要求所使用材料的抗拉强度要达到700～

1000Mpa，还应有一定的韧性和精度稳定性，工件在制造过程中还要求有良好的冷热加工的工艺性能。 梯形丝杠用材： ①普通精度（指7～9级）丝杠对于轻载荷常用非合金中碳结构钢（如45、50钢）制造，经正火、调质处理，或用冷轧易切削钢（如Ｙ45ＭnＶ）直接机械加工而成。对于有耐磨性要求的可选用调质非合金结构钢（如45、40Cr钢），制造，经氮碳共渗处理后直接使用。用于测量、受力不大的丝杠可选用调质非合金结构钢（如45、40Cr钢），经感应加热表面淬火后使用。 ②高精度（指6级以上）丝杠对轻载荷常用非合金（碳素）或低合金工具钢（如T10A、T12A或9Mn2V、CrWMn钢）制造，经调质或球化退火处理。对工作频繁的丝杠常用低合金工具钢（如9Mn2V、CrWMn钢）制造、整体淬火，还可采用高级渗氮专用钢（如38CrMoA1A、35CrMo钢）制造并经渗氮处理，用于承受较高温度场合。对要求耐磨的小规格丝杠可用渗碳低合金钢（如20CrMnTi钢）制造，经渗碳＋淬火＋低温回火后使用。对于在高温下工作的丝杠可采用沉淀硬化不锈钢（如0Cr17Ni4Cu4Nb）制造，经固溶＋时效处理后使用。

滚珠丝杠副传动系统

滚珠丝杠副传动系统 滚珠丝杠螺母副的特点 滚珠丝杠螺母副是一种低摩擦、高精度、高效率的机构。滚珠丝杠螺母副其它特点如下: 1.运动极灵敏，低速时不会出现爬行； 2.可以完全消除间隙并可预紧，故有较高的轴向刚度，反向定位精度高； 3.滚珠丝杠螺母副摩擦系数小，无自锁，能实现可逆传动； 4.滚珠丝杠螺母副的滚珠循环方式一般分外循环和内循环两种，如图7.3所示。 预紧是指它在过盈的条件下工作，把弹性变形量控制在最小限度。滚珠丝杠多采用双螺母调隙结构。用双螺母加预紧力消除轴向间隙时，必须注意：预紧力不宜过大或过小，要特别减小丝杠安装部分和驱动部分的间隙。 双螺母调隙结构分为螺纹式、垫片式和齿差式等，如图7.4所示。 內絹环方式 图7.3滚珠丝杠螺母副 （分别点击图片进入仿真页 a.螺纹式 b.垫片式

c.齿差式 图7.4双螺母调隙结构 滚珠丝杠的主要技术参数 滚珠丝杠的主要技术参数如图7.5所示。 1）名义直径DO 滚珠丝杠的名义直径DO是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。它是滚珠丝杠螺母副的特征尺寸。名义直径与承载能力有直接关系，DO越大，承载能力和刚度越大。 2）基本导程Ph 导程是丝杠相对于螺母旋转一圈时，螺母上基准点的轴向位移。导程的大小是根据机床的加工精度要求确定的。导程过小势必使滚珠直径变小，滚珠丝杠螺母副的承载能力亦随之减小。 3）滚珠直径dO 一般取d0=0.6Ph 4）滚珠的工作圈数j和工作滚珠总数N 工作圈数j 一般取2.5?3.5圈，而工作滚珠总数N以不大于150个为宜。 5）列数K 要求工作圈数较多的场合，可采用双列或多列式螺母的结构形式

齿轮消隙机构

．齿轮齿条副 齿轮齿条传动常用于行程较长的大型机床上，可以得到较大的传动比，还易得到高速直线运动，刚度及机械效率也高；但传动不够平稳，传动精度不够高，而且还不能自锁。 采用齿轮齿条副传动时，必须采取措施消除齿侧间隙。当传动负载小时，也可采用双片薄齿轮调整法，将两齿轮分别与齿条齿槽的左、右两侧贴紧，从而消除齿侧间隙。当传动负载大时，可采用双片厚齿轮传动的结构，图 5-45 是这种消除间隙方法的原理图。进给运动由轴 2 输入，该轴上装有两个螺旋线方向相反的斜齿轮，当在轴 2 上施加轴向力 F 时，能使斜齿轮产生微量的轴向移动。此时，轴 1 和轴 3 便以相反的方向转过微小的角度，使齿轮 4 和5 分别与齿条齿槽的左、右侧面贴紧，从而消除齿侧间隙。 图5-45 消除间隙的原理图 1 、 2 、 3 —轴； 4 、 5 —齿轮 三、进给系统传动齿轮间隙的消除

对于数控机床进给系统中的减速齿轮，除了要求其本身具有很高的运动精度和工作平稳性以外，还必须尽可能消除配对齿轮之间的传动间隙；否则，在进给系统每次反向之后就会使运动滞后于指令信号，这将对加工精度产生很大影响。所以，对于数控机床的进给系统，必须采用各种方法去减少或消除齿轮传动间隙。 1 ．刚性调整法 刚性调整法是指调整之后齿侧间隙不能自动补偿的调整方法。它要求严格控制齿轮的齿第五章数控机床的结构与传动厚及周节公差，否则传动的灵活性将受到影响。但用这种方法调整的齿轮传动有较好的传动刚度，而且结构比较简单。 图5 — 46 是最简单的偏心轴套式消除间隙结构。电机 1 是通过偏心轴套2 装到壳体上，通过转动偏心轴套就能够方便地调整两齿轮的中心距，从而消除了齿侧间隙。 图5-46 偏心轴套式消除间隙结构图5-47 带锥度齿轮的消除间隙结 构 1 —电机； 2 —偏心轴套 1 、 2 —齿轮； 3 —垫片

双齿轮齿条消隙结构的实验研究

?60? 齐 齐 哈 尔 大 学 学 报 2012年(6). The compound 3 was isolated from this plant for the first time. Key word: Portulaca oleracea L.；DL-epiloliolide；sitosterol 双齿轮齿条消隙结构的试验研究 1 试验装置工艺实施措施 试验装置工艺实施措施：（1）齿条的安装调试。采取与CK611250E×70/18J-1工艺文件中齿条安装工艺略有不同的方法。为保证齿条安装精度，调整齿条背面。把紧齿条，使把合面0.03塞尺不入。将头2块齿条卸下，在工装上将它们对接，并对它们施加一定预紧力，用牙条样板检查对接处的齿间距，若不能满足要求，刮研两接头处，使对接处合格，将它们作为第1，2节。按同样方法将第2，3节齿条的接头处调刮，使之合格，以下依次进行，并标出顺序号。齿条全部调刮后，按顺序号再将在床身上把紧一端第1节齿条，钻铰销钉孔并装销钉，轻微松开第2节到最后一节的把合螺钉，从最后一节齿条对齿条施加预紧力，施加预紧力为该机床最大轴向驱动力，使齿条对接紧密接触，把紧各个齿条，并在最后一节齿条上装上销钉。（2）纵向大刀架的安装调试。将大刀架与导轨合研，大刀架与导轨接触的滑动面（A面）研点12点/25 mm×25mm，刮研斜铁。用0.03塞尺检验各滑动面，插入深度不大于15mm，并使大刀架下底（E面）垂直于床身斜齿条把合面（0.01mm）， 示意图见图1。（3）溜板箱的安装调试。将溜板箱用垫铁、千斤顶支起找中，推紧溜板箱使小齿轮与齿条紧密接触，反号大刀架螺孔。先将大刀架与溜板箱把紧，在双齿轮齿条没有预紧力的情况下，检查2个小齿轮与齿条的接触情况。若接触面不均匀，调刮溜板箱与大刀架的把合面，使小齿轮与齿条接触面保持均匀接触，溜板箱与大刀架连接紧固，并装销钉。保证滑动面0.03塞尺插入深度不超过15mm，结合面0.03塞尺不入。 2 消隙试验 （1）无反向间隙补偿下的导轨行程上分段测量。在导轨整个行程上 选取3段，用光栅尺做测量元件，测量双齿轮齿条在施加一定预紧力，没 有进行反向间隙补偿的条件下大刀架的定位精度。 由图2和图3的曲线可见，在同一进给速度，双齿轮齿条在不同预紧 力的条件下，每段的定位精度变化差异不大。其数值远小于双齿轮齿条未 加预紧力时的参数量值。由此可见，对双齿轮齿条施加预紧力，消除了小 齿轮与齿条的间隙，使定位精度提高。而施加预紧力的大小变化，对定位 精度改善影响不大，这是由于在大刀架没有切削力作用时，碟簧施加不大 的预紧力即可消除了小齿轮与齿条的间隙，这时即使预紧力增加也不会改 变溜箱传动链中其它环节的间隙，消除间隙后再施加预紧力只起到接触刚 度变化，因此对定位精度的改善影响不大。随着进给速度的提高，定位精 度相应的逐渐提高。这与碟簧预紧力放松状态下的变化情况是一致的。 （2）导轨行程全长范围内的定位精度测量。为确定大刀架在导轨全 长范围内的位置精度，采用激光干涉仪对大刀架进行全长测量。测量分为 有螺距补偿和没有螺距补偿2种情况进行。有螺距补偿的情况：反向量差64.2μm，重复度58.6 μm，定位精度138.6μm。没有螺距补偿的情况：反向量差77.6μm，重复度245.9μm，定位精度303.3μm。由此可见，进行螺距补偿后，提高了进给运动的准确性，使大刀架的重复度、定位精度明显提高。从全长范围内的定位精度测量来看，数控系统进行螺距补偿的情况下，所测的定位精度、重复度比没有进行螺距补偿的情况下所测得大刀架的定位精度、重复度基本上都有相应的提高，但对反向量差没有什么影响。 （3）大刀架加负载溜车连续移动后的定位精度测量。为检验双齿轮齿条在大刀架上加负载情况下的可靠性，大刀架上放置13t的重物，每天连续溜车，一天溜车8h，共计移动120h，15d后选出3种预紧力的情况作为对比，再次测量大刀架的位置精度。将加载后的数值与加载前的数值进行对比，从定位精度上看基本上是变差的趋势，而从反向量差、重复度的数值上看，数值变化没有规律。观察齿条接触表面磨损情况，加载前后未见什么变化。 3 结束语 （1）采用上述试验装置工艺实施措施，可保证大刀架的定位精度，并能减少啃齿现象。（2）双齿轮齿条在碟簧施加预紧力后，预紧力大小的变化对大刀架的定位精度、重复度没有大的影响。（3）为保证切削过程中大刀架的位置精度，碟簧上施加预紧力必须使它传递到与齿条接触的小齿轮的力应大于主切削力分解到垂直导轨面上的垂直分力以及大刀架系统重量共同产生的摩擦力和主切削力水平分立的合力。（4）齿条进行热处理，提高硬度并磨齿提高精度。（5）提高溜板箱中齿轮精度，使传动精度提高间隙稳定。（6）适当提高调整齿轮与其啮合齿轮的螺旋角，利于保证消除这对啮合齿轮的间隙。（7）在大刀架移动过程中小齿条啮合处应注适当机油润滑，以减少其磨损。 （王金龙，上海齐达重型装备有限公司，上海 200000） 图1 纵向大刀架的安装调试示意图

丝杆螺母的选择

丝杆螺母的选择 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020

滑动螺旋工作时，主要承受转矩及轴向拉力（或者压力）的作用，同时在螺杆和螺母的旋合螺纹间有较大的相对滑动，其失效形式主要是螺纹磨损，因此，滑动螺旋的基本尺寸，通常的根据耐磨性条件确定。下面计算丝杆的耐磨性。 已知：F=41048（N ） 查《机械设计》有： d 2≥ ][P h p F φπ??? 对于梯形螺纹有h=，《查机械设计》有[]p =22MP 则[] p F d φ8.02≥ 式中：φ在传动精度较高，载荷较大，寿命长时，取4=φ ][P 为材料的许用压力，查《机械设计》[]1可得][P =22Mpa [] p F d φ8.02≥= 可以取d 2=，满足d 2的要求。 其公称直径d=55mm 外螺纹mm d 453= 内螺纹mm D mm D 465614== 螺距p=9mm 螺母高度 H=202mm （3）丝杆强度计算 由扭矩

T=F 0tan （V ??+）2 2d 查《机械设计》[]1得，对于M10~M16普通螺纹取tan v ?= cos ?= D d D 2- 已知D=100mm t=25mm cos ?= D d D 2-= 所以 tan ?= T=F 0tan （V ??+）22d =41048?25.50732.117.01732.117.0??-+=2794023(Pa) 危险截面 ca σ=212)4(31d T F A +][σ≤=4 s σ 式中：A---是丝杆的最小截面积 A=214d π ca σ=21 2)4(31d T F A +MPa 26≈ 查《机械设计》[]1得，s σ=320~360Mpa 所以ca σ][σ≤ 结论是之前取的丝杆数据符合强度要求 （4）螺母强度计算 由于螺母的材料强度小于丝杆，故只需要校核螺母螺纹牙的强度 选取螺母高度H=202mm 螺纹牙危险截面a —a 的弯曲强度条件为

丝杠螺母机构的选择与计算

丝杠螺母机构的选择与计算 5.2.1 确定滚珠丝杠副的导程 滚珠丝杠副的导程按下式计算： (5-1) 式中 h P —滚珠丝杠副的导程，（mm ）； Vmax —工作台最高移动速度，（min /m ）； max n —电机最高转速，（min /r ）； 由进给系统设计要求知： Vmax=2.5min /m 查阅《机械设计手册》[13]得： 步进电机110BF003的最高转速n max =500min /r 。 将数值代入上式(5-1)可得：P h ≥5mm 。 故取P h =S=6mm 。 5.2.2 强度计算 动载强度计算 1）对于燕尾型导轨的牵引力计算 F m =KF X +f(F z +2F Y +G) (5-2) 取 K=1.4 f=0.2 考虑工作台在移动过程中只受G 影响 故 F 1m =fG (5-3) =0.2×30×9.8 =58.8(N ) 考虑工作台在加工时静止只受F X 影响 故 F 2m = KF X (5-4) =1.4×9.8×130 max max n V P h

=1783.6(N ) 故F m = F 1m ＋ F 2m =58.8N ＋1783.6N =1842.4N 2）.计算最大动载荷 C 当转速 min 10r n ≥时，滚珠丝杠螺母的主要破坏形式是工作表面的疲 劳点蚀，因此要进行动载强度计算，其计算动载荷)(N c C 应小于或等于滚珠丝杠螺母副的额定动载荷，即 r eq H d c F F f f T C ≤=3' (5-5) 式中 d f —动载荷系数； H f —硬度影响系数； eq F —当量动载荷，N ； r F —滚珠丝杠螺母副的额定动载荷，N ； 'T —寿命，以r 610为一个单位。 (5-6) 式中 T —使用寿命，h ； N —循环次数； eq n —滚珠丝杠的当量转速，min r 。 取 T=15000h min 667.4166 1000 5.2max r s v n eq =?== (5-7) 代入数据可得： 取2.1=d f 取f H =1.0 当工作载荷单调连续或周期性单调连续变化时，则 N T n T eq 661010 60'-==

滚珠丝杠螺母副的设计要点

目录 一成绩评定表………………………………………………………………………二课程设计任务书………………………………………………………………三前言……………………………………………………………………………………四滚珠丝杠螺母副的设计……………………………………………………五轴承选择……………………………………………………………………………六电机选择……………………………………………………………………………七设计总结……………………………………………………………………………八参考文献……………………………………………………………………………

成绩评定表 学生姓名李洋班级学号1001012116 专业机械设计制 造及其自动 化课程设计题目数控车床伺服进给系统 结构与控制设计（8） 评 语 组长签字： 成绩 日期201 年月日

课程设计任务书 学院机械学院专业机械设计制造及其自动化学生姓名李洋班级学号1001012116 课程设计题目数控车床伺服进给系统结构与控制设计（8） 实践教学要求与任务: 1、设计内容 （1）运动设计：确定最佳传动比，计算选择滚珠丝杠螺母副、伺服电动机、导轨及丝杠的支承； （2）结构设计：完成进给系统装配图设计（0#图1张）； （3）验算：完成系统刚度计算，验算定位误差等； （4）设计单片机控制交流电机变频调速的原理图（多速开关）； （5）按照加速-匀速1-减速-匀速2-减速停的速度曲线，设计单片机控制程序； （6）撰写设计计算说明书。 2、主要技术参数： X轴：进给行程 400 mm；进给速度 1-6000mm/min，快移速度 10m/min,；最大进给力：5500 N；定位精度:0.012mm/300mm, 定位精度:0.006mm，横向滑板上刀架重量： 80 Kg。 工作计划与进度安排:（共2周） （1）集中讲授设计内容、步骤及要求，下发设计题目及任务书，理解题目要求，查阅资料，确定结构设计方案（第16周的周一～周二） （2）指导学生进行设计计算及确定设计方案、装配图结构设计（第16周的周三～周五） （3）结构部分说明书撰写及答辩验收（第16周的周六～第17周的周一上午）（4）控制方案确定及原理图设计、控制程序设计（第17周的周一下午～周四）（5）控制部分说明书撰写及答辩验收（第17周的周四～周五） 指导教师： 201 年月日专业负责人： 201 年月日 学院教学副院长： 201 年月日

滚珠丝杠螺母副的计算和选型

Δ3 一、进给传动部件的计算和选型 进给传动部件的计算和选型主要包括:确定脉冲当量、计算切削力、选择滚珠丝杠螺母副、计算减速器、选择步进电机等。 1、脉冲当量的确定 根据设计任务的要求，X方向的脉冲当量为δx=0.005mm/脉冲，Z 方向为δz=0.01mm/脉冲。 2、切削力的计算 切削力的分析和计算过程如下： 设工件材料为碳素结构钢，σb=650Mpa；选用刀具材料为硬质合金YT15；刀具几何参数为：主偏角κr=60°，前角γo=10°，刃倾角λs=-5°；切削用量为：背吃刀量a p=3mm，进给量f=0.6mm/r，切削速度vc=105m/min。 查表得：C Fc=2795，x Fc=1.0，y Fc=0.75，n Fc=-0.15。 =0.94；刃倾角、前角和刀尖圆查表得：主偏角κr的修正系数k κrFc 弧半径的修正系数均为1.0。 由经验公式（3—2）,算得主切削力F c=2673.4N。由经验公式F c：F f： F p=1：0.35：0.4，算得进给切削力F f=935.69N，背向力F p=1069.36N。 3、滚珠丝杠螺母副的计算和选型 （1）工作载荷F m的计算 已知移动部件总重G=1300N；车削力F c=2673.4N，F p=1069.36N，F f=935.69N。根据F z=F c，F y=F p，F x=F f的对应关系，可得：F z=2673.4N，F y=1069.36N，F x=935.69N。 选用矩形—三角形组合滑动导轨，查表，取K=1.15，μ=0.16，代入F m=KF x+μ（F z+G），得工作载荷F m=1712N。 （2）最大动载荷F Q的计算 设本车床Z向在最大切削力条件下最快的进给速度v=0.8m/min，初选丝杠基本导程P h=6mm，则此时丝杠转速n=1000v/P h=133r/min。取滚珠丝杠的使用寿命T=15000h，代入L0=60nT/106，得丝杠系数

丝杠的选型及计算

丝杠的选型及计算 3.1丝杠的介绍 3.1.1丝杠螺母机构基本传动形式： 丝杠螺母机构又称螺旋传动机构。它主要用来将旋转运动变为直线运动或将直线运动变为旋转运动，有以传递能量为主的（如螺旋压力机），也有以传递运动为主的（如工作台的进给丝杠）。 丝杠螺母机构有滑动摩擦和滚动摩擦之分。滑动丝杠螺母机构结构简单，加工方便，制造成本低，具有自锁功能。但其摩擦阻力大，传动效率低（30%~40%）。滚动丝杠螺母机构虽然结构复杂制造成本高。但其最大优点是摩擦阻力小，传动效率高（92%~98%），因此选用滚动丝杠螺母机构。 根据工作台运动情况，应选择丝杠传动螺母移动的形式，该传动形式需要限制螺母的转动，故需导向装置。其特点是结构紧凑，丝杠刚性较好，适用于工作行程较大的场合。 3.1.2滚珠丝杠副的组成及特点: 滚珠丝杠副是一种新型螺旋传动机构，其具有螺旋槽的丝杠与螺母之间装有中间传动元件—滚珠。滚珠丝杠螺母机构由丝杠，螺母，滚珠，和反向器等四部分组成。当丝杠转动时，带动滚珠沿螺纹滚道滚动，为防止滚珠从滚道端面掉出，在螺母的螺旋槽两端设有滚珠回程引导装置构成滚珠的循环返回通道，从而形成滚珠流动的闭合通路。 滚珠丝杠副与滑动丝杠副相比，除上述优点外，还具有轴向刚度高，运动平稳，传动精度高，不易磨损，使用寿命长等优点。但由于不能自锁，具有传动的可逆性，在用做升降传动机构时，需要采取制动等措施。 3.1.3滚珠丝杠的结构形式 按照用途和制造工艺的不同,滚珠丝杠副的结构形式很多。一般,根据钢球的循环形式,消除轴向间隙和调整预紧的方法以及螺纹滚道法向截面形状的不同,将其区分成不同的结构形式进行研究。 1)钢球循环方式 按钢球返回时是否脱离丝杠表面可分为内循环和外循环两大类，见表3-1[1]。若钢球在循环过程中，始终与丝杠表面保持接触，称内循环；否则，称外循环。通常，把在同一螺母上所具有的循环回路的数目，称为钢球的列数，常用的有2~4列。而把每一循环回路中钢球所经过的螺纹滚道圈数（导程数）称为工作圈。

丝杠螺母副计算校核2

丝杠螺母副设计计算及校核 每个轴承座单边采用两个丝杠进行锁紧，故每根丝杠承受 KN F F 915.432 3 5== 2、螺纹副耐磨性计算 《机械设计（第四版）》公式（6.20），螺纹中径计算公式： ] [2P h Fp d φπ≥ 式中， N F 轴向力，- 2.1=-φφ整体式螺母取 1.3,81][表许用压强MPa P - 6mm 螺距，-p mm p h h 365.05.0=?==-螺纹工作高度， 螺母为整体式并且磨损后间隙不能调整，2.1,5.22.1=-=φφ取；该螺旋机构为人力驱动，因此][P 提高20%，MPa P 6.212.118][=?=。 mm P h FP d 3.296 .212.1314.36 49153][2=????=≥ φπ 表3.1 滑动螺旋副材料的许用压力[ P] 螺杆—螺母的材料 滑动速度 许用压力 钢—青铜 低速 18-25 ≤3.0 11-18 6 12 7-10 >15 1-2 钢—钢 低速 10-13 钢—铸铁 <2.4 13-18 6 12 4-7 注：当ф＜2.5或人力驱动时，[p]值可提高20％；若为剖分螺母时则[p]值应降低15～20％。

图3.？ 螺旋副受力图 牙型角α=30°，螺距P 由螺纹标准选择P=6mm 牙顶间隙ac ;25.0,55.1=-=ac p ;5.0,126=-=ac p ;1,4414=-=ac p 外螺纹 大径(公称直径)，根据各企业自行制定的行业标准（或自行设计加工)取d=44mm 中径mm p d d 415.02=-= 小径mm h d d 37231=-= 牙高mm ac p h 5.35.03=+= 内螺纹 大径mm ac d D 452=+= 中径mm d D 1422== 小径mm p d D 381=-= 牙高mm h H 5.334== 牙顶宽mm p f 196.2366.0==