滾珠絲杠軸承的排列與命名:首先我們了解典型的進(jìn)給軸傳動鏈,終支撐滾珠絲杠的是近端支承軸承和遠(yuǎn)端支承軸承,這兩組軸承通過相互的作用,將軸向力頂住,也就是絲杠軸成巧妙地運(yùn)用了“角接觸軸承”即可以承受徑向力,又可以承受軸向力的雙向受力特點(diǎn)。
當(dāng)軸承內(nèi)擋圈和外擋圈受到一組相反方向的作用力時,軸承滾珠承受著一對互為相反的作用力,從靜力學(xué)的角度上看,當(dāng)物體靜止時,這一對作用力大小相等,方向相反,作為機(jī)床絲杠傳動,來自工作臺的軸向力是作用在軸承的內(nèi)圈上,如果我們約束絲杠不竄動,只要在軸承外圈上作用一個方向相反、大小相等的力即可,這樣軸向受力是平衡的。又由于內(nèi)、外圈之間是滾動摩擦,因而保證了絲杠靈活的轉(zhuǎn)動。
對于數(shù)控機(jī)床絲杠傳動,需要根據(jù)不同的情況控制軸承的游隙,對于低速大轉(zhuǎn)矩的傳動,需要這一游隙是過盈的,即要使?jié)L珠在滾到內(nèi)受擠壓變形,從配合角度講,間隙是負(fù)值,而對于高速小一點(diǎn)的負(fù)載,則需要游隙大一點(diǎn),預(yù)留出高速運(yùn)行后滾珠和內(nèi)圈的熱膨脹系數(shù),絲杠的約束是通過近端軸承及遠(yuǎn)端軸承的軸向和徑向約束來完成,不同安裝形式下的絲杠受力情況以及滾珠絲杠軸承安裝形式,對于今后日常維護(hù),特別是傳動鏈的精度調(diào)整有所幫助。
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我國大多數(shù)滾珠絲桿副的設(shè)計、制造單位所采用的雙圓弧型滾珠絲桿副, 其初始接觸角一般都設(shè)計成45度,由于各項(xiàng)誤差的綜合影響, 絲桿與螺母的公稱直徑如完全一致,則在不施加予緊力的情況下, 很難組裝起來,并且即令裝起來后, 根據(jù)螺母要能在絲桿上自行滾落滑下的技術(shù)條件,也很難符合要求。
一般采取使螺母的螺紋公稱直徑比絲桿的公稱直徑略大一些的措施,這樣帶來了實(shí)際接觸角偏大而影響滾珠在循環(huán)中出入回珠孔時的流暢性,使得質(zhì)量和壽命下降,單圓弧型的滾珠絲桿副, 如果放松對公稱直徑的控制,也會出現(xiàn)類似現(xiàn)象減小初始接觸角后, 能起到抵消因滾珠絲桿副公稱直徑差引起的部分接觸角偏大影響, 對于提高滾珠絲桿付的使用質(zhì)量及壽命延長, 都有一定的積極意義。
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滾珠絲杠副可進(jìn)行預(yù)緊并消除間隙,因而軸向剛度高,反向時無空行程,定位精度比較高,由于靜、動摩擦系數(shù)小,且二者差值也很小,因而起動轉(zhuǎn)矩小,動作靈敏,不會出現(xiàn)低速爬行現(xiàn)象,一般傳動效率可達(dá)0.92-0.96,比普通滑動絲杠副提高3-4倍,因此驅(qū)動轉(zhuǎn)矩儀為滑動絲杠副的1/4。
由于滾珠絲杠副摩擦系數(shù)小,不能自鎖,傳動具有可逆性,即不僅可把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動,也可將直線運(yùn)動轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,因此在某些場合,如傳動垂直運(yùn)動時必需附加制動裝置或防止逆轉(zhuǎn)裝置,以防止工作臺等因自重而自動下降,磨損小,壽命長,維護(hù)簡單,結(jié)構(gòu)和工藝性均較復(fù)雜,成本較高。
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