第五章 絲桿螺母傳動

1、杭州電子科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院杭州電子科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章第五章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計2 滑動絲杠螺母傳動滑動絲杠螺母傳動3 滾珠絲杠螺母傳動滾珠絲杠螺母傳動1 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動1、絲杠螺母傳動、絲杠螺母傳動（1 1） 絲杠螺母機(jī)構(gòu)的主要構(gòu)成絲杠螺母機(jī)構(gòu)的主要構(gòu)成絲杠絲杠 + + 絲杠螺母絲杠螺母 + +減摩介質(zhì)減摩介質(zhì)滾動體（回珠裝置）滾動體（回珠裝置）機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動作用

2、：作用： 用于機(jī)構(gòu)之間能量的傳遞和運動形式的傳用于機(jī)構(gòu)之間能量的傳遞和運動形式的傳遞。遞。功能：功能： 實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動與直線運動之間相互轉(zhuǎn)換或調(diào)實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動與直線運動之間相互轉(zhuǎn)換或調(diào)整。整。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動（2 2） 絲杠螺母結(jié)構(gòu)及材料絲杠螺母結(jié)構(gòu)及材料1）螺母結(jié)構(gòu)）螺母結(jié)構(gòu)整體螺母整體螺母不能調(diào)整間隙，只能用在輕載且不能調(diào)整間隙，只能用在輕載且精度要求較低的場合精度要求較低的場合組合螺母組合螺母對開螺母對開螺母這種螺母便于操作，一般用于車這種螺母便于操作，一般用于車床溜板箱的螺旋傳動中床溜板箱的螺旋傳動中減少間隙，提高傳動精度減少間隙，

3、提高傳動精度機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計2）螺桿結(jié)構(gòu)）螺桿結(jié)構(gòu)通常采用牙型為：通常采用牙型為： 矩形矩形 梯形梯形 鋸齒形鋸齒形右旋螺紋右旋螺紋特殊情況下也采用特殊情況下也采用左旋螺紋左旋螺紋。第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計3）材料）材料一般一般螺桿螺桿的選用原則如下：的選用原則如下：l高精度傳動時多選碳素工具鋼l需要較高硬度，可采用鉻錳合金鋼 或者采用65Mn鋼l一般情況下可用45、50鋼第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計 鑄造錫青銅，重載低速的場合可選用鑄造鋁鑄造錫青銅，重載低速的場合可選用鑄造鋁鐵

4、青銅，而輕載低速時也可選用耐磨鑄鐵。鐵青銅，而輕載低速時也可選用耐磨鑄鐵。螺母螺母材料可采用材料可采用第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動（3 3） 絲杠螺母機(jī)構(gòu)的分類及特點絲杠螺母機(jī)構(gòu)的分類及特點1）按功能分）按功能分a) 傳遞力傳遞力/能量為主（傳力螺旋）能量為主（傳力螺旋）千斤頂千斤頂壓力機(jī)壓力機(jī)機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動特點特點： 低速、間歇工作，傳遞低速、間歇工作，傳遞軸向力大、能自鎖。軸向力大、能自鎖。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母

5、傳動絲杠螺母傳動b) 傳遞運動為主（傳動螺旋）傳遞運動為主（傳動螺旋）機(jī)床工作臺的進(jìn)給絲杠機(jī)床工作臺的進(jìn)給絲杠特點特點： 速度高、連續(xù)工作、精度高。速度高、連續(xù)工作、精度高。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動c) 調(diào)整位置（調(diào)整螺旋）調(diào)整位置（調(diào)整螺旋）特點特點：受力較小且不經(jīng)常轉(zhuǎn)動：受力較小且不經(jīng)常轉(zhuǎn)動 。虎鉗虎鉗微調(diào)螺旋微調(diào)螺旋機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動2）按摩擦方式分）按摩擦方式分a）滑動絲杠螺母機(jī)構(gòu)滑動絲杠螺母機(jī)構(gòu)：優(yōu)點：優(yōu)點：a) 結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)簡單b) 加工方便加工方便c) 成本低成本低d)具有自

6、鎖功能具有自鎖功能缺點：缺點：a) 摩擦阻力較大摩擦阻力較大b)傳動效率低傳動效率低(30%40%)機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動b）滾動絲杠螺母機(jī)構(gòu)滾動絲杠螺母機(jī)構(gòu)：優(yōu)點：優(yōu)點：a) 傳動效率高（傳動效率高（92%98%）b) 摩擦阻力小摩擦阻力小c) 傳動精度高傳動精度高缺點：缺點：a) 結(jié)構(gòu)復(fù)雜結(jié)構(gòu)復(fù)雜b)成本高成本高c)無自鎖功能無自鎖功能機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動1）螺母固定，絲杠轉(zhuǎn)動并移動螺母固定，絲杠轉(zhuǎn)動并移動： 特點特點：結(jié)構(gòu)簡單，傳動精度較高，螺母支撐：結(jié)構(gòu)簡單，傳動精度較高，螺母支撐

7、桿可消除附加軸向竄動，剛性較差。桿可消除附加軸向竄動，剛性較差。3）按絲杠和螺母相對運動情況分）按絲杠和螺母相對運動情況分機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動2）絲杠轉(zhuǎn)動，螺母移動絲杠轉(zhuǎn)動，螺母移動： 特點特點：結(jié)構(gòu)緊湊，絲桿剛性高。要限制螺母：結(jié)構(gòu)緊湊，絲桿剛性高。要限制螺母轉(zhuǎn)動，故需導(dǎo)向裝置。轉(zhuǎn)動，故需導(dǎo)向裝置。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動3）螺母轉(zhuǎn)動，絲杠移動螺母轉(zhuǎn)動，絲杠移動： 特點特點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占用空間大，傳動時需限：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占用空間大，傳動時需限制螺母移動和絲杠轉(zhuǎn)動。制螺母移動和絲杠轉(zhuǎn)動。機(jī)電一

8、體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動4）絲杠固定，螺母轉(zhuǎn)動并移動絲杠固定，螺母轉(zhuǎn)動并移動： 特點特點：結(jié)構(gòu)簡單，緊湊，絲桿剛性較高，但：結(jié)構(gòu)簡單，緊湊，絲桿剛性較高，但使用不方便，應(yīng)用較少。使用不方便，應(yīng)用較少。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動5）差動傳動差動傳動： 特點特點：調(diào)節(jié)方便，可實現(xiàn)微動或快速移動，：調(diào)節(jié)方便，可實現(xiàn)微動或快速移動，應(yīng)用廣泛。應(yīng)用廣泛。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動 設(shè)螺桿設(shè)螺桿2左、右兩段螺紋的旋向相同左、右兩段螺紋的旋向相同,且導(dǎo)且導(dǎo)程分別為程分別

9、為Ph1和和Ph2 。當(dāng)螺桿。當(dāng)螺桿2轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動角時角時,可動可動螺母螺母1的移動距離的移動距離L為為)(221hhPPL 如果如果Ph1 與與Ph2相差很小相差很小,則則 L很小。因此差很小。因此差動螺旋常用于各種動螺旋常用于各種微動裝置微動裝置中。中。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動 若螺桿若螺桿2左、右兩段螺紋的旋向相反左、右兩段螺紋的旋向相反,則當(dāng)則當(dāng)螺桿螺桿2轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動角時角時,可動螺母可動螺母1的移動距離為的移動距離為 12()2hhLPP 可見可見,此時差動螺旋變成快速移動螺旋此時差動螺旋變成快速移動螺旋,即螺即螺母母1相對固定端快速趨近或離

10、開。這種螺旋裝置相對固定端快速趨近或離開。這種螺旋裝置用于要求用于要求快速夾緊的夾具或鎖緊裝置快速夾緊的夾具或鎖緊裝置中。中。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動（4 4） 絲杠螺母傳遞的基本條件絲杠螺母傳遞的基本條件1）滑動絲杠螺母機(jī)構(gòu)傳遞運動基本條件：）滑動絲杠螺母機(jī)構(gòu)傳遞運動基本條件：a) 足夠的滑移間隙足夠的滑移間隙b) 充分地潤滑充分地潤滑c) 足夠的熱脹冷縮補償空間足夠的熱脹冷縮補償空間因而，存在一定的因而，存在一定的空回間隙空回間隙。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動2）滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)傳遞運動的基本條

11、件：）滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)傳遞運動的基本條件：a) 足夠的潤滑儲油空間足夠的潤滑儲油空間b) 足夠的熱脹冷縮彈性補償能力足夠的熱脹冷縮彈性補償能力c) 滾珠的回珠裝置（內(nèi)或外）滾珠的回珠裝置（內(nèi)或外）可實現(xiàn)可實現(xiàn) 無間隙工作無間隙工作。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動（5 5） 幾個基本概念幾個基本概念2）左旋螺紋和右旋螺紋）左旋螺紋和右旋螺紋 按螺旋線繞行方向，螺紋可分為左旋螺紋和右旋螺紋。 按螺紋的位置，螺紋分為內(nèi)螺紋和外螺紋，二者共同組成螺紋副用于聯(lián)接和傳動。1）內(nèi)螺紋和外螺紋）內(nèi)螺紋和外螺紋機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母

12、傳動絲杠螺母傳動右旋右旋左旋左旋機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動3）單線螺紋和多線螺紋）單線螺紋和多線螺紋 按螺旋線的數(shù)目，螺紋可分為單線螺紋（n=1）、雙線螺紋（n=2）和多線螺紋（n2）。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動單線螺紋和多線螺紋單線螺紋和多線螺紋n=1n=2n=3機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動4）螺紋的主要參數(shù)）螺紋的主要參數(shù)d大徑d1 小徑d2中徑P螺距S導(dǎo)程升角牙型角、 牙型斜角機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳

13、動5）螺紋牙型）螺紋牙型三角形螺紋矩形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋主要用于聯(lián)接主要用于傳動機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動三角形螺紋三角形螺紋普通螺紋 米制三角形螺紋，牙型角為60，同一公稱直徑下有多種螺距，其中螺距最大的稱為粗牙螺紋，其余為細(xì)牙螺紋。 管螺紋 英制螺紋，牙型角為55，公稱直徑是管子內(nèi)徑，可分為圓柱管螺紋和圓錐管螺紋，前者用于低壓場合，后者用于高溫、高壓或密封性高的管連接。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動矩矩形形螺螺紋紋矩形螺紋 牙型為正方形，牙型角為0，傳動效率最高，牙根強(qiáng)度低，傳動精度低，常用于傳

14、力或傳導(dǎo)螺旋，未標(biāo)準(zhǔn)化，逐漸被梯形螺紋所替代。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動梯梯形形螺螺紋紋梯形螺紋 牙型為等腰梯形，牙型角為30，傳動效率低于矩形螺紋，但牙根強(qiáng)度高，對中性好，廣泛用于傳力或傳導(dǎo)螺旋，如機(jī)床的絲杠、螺旋舉重器等。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動鋸鋸齒齒形形螺螺紋紋鋸齒形螺紋 工作面的牙型斜角為3，非工作面的牙型斜角為30，綜合了矩形螺紋效率高和梯形螺紋牙根強(qiáng)度高的特點，但僅用于單向受力的傳力螺旋。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動6) 螺距與導(dǎo)程螺距與

15、導(dǎo)程機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動2、滑動絲杠螺母傳動、滑動絲杠螺母傳動（1 1） 螺旋副零件與滑板連接結(jié)構(gòu)的確定螺旋副零件與滑板連接結(jié)構(gòu)的確定 螺旋副零件與滑板的聯(lián)接結(jié)構(gòu)對螺旋副的磨損有螺旋副零件與滑板的聯(lián)接結(jié)構(gòu)對螺旋副的磨損有直接影響，設(shè)計時應(yīng)注意。直接影響，設(shè)計時應(yīng)注意。常見的聯(lián)接結(jié)構(gòu)有下列幾種：常見的聯(lián)接結(jié)構(gòu)有下列幾種：剛性連接剛性連接結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)彈性連接彈性連接結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)活動連接活動連接結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動1）剛

16、性連接結(jié)構(gòu)）剛性連接結(jié)構(gòu)圖圖4-1 剛性聯(lián)接結(jié)構(gòu)剛性聯(lián)接結(jié)構(gòu)機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動 圖圖4-14-1為剛性聯(lián)接結(jié)構(gòu)，這種聯(lián)接結(jié)構(gòu)的特點是為剛性聯(lián)接結(jié)構(gòu)，這種聯(lián)接結(jié)構(gòu)的特點是牢牢固可靠固可靠。 但當(dāng)螺桿軸線與滑板運動方向不平行時，螺紋工但當(dāng)螺桿軸線與滑板運動方向不平行時，螺紋工作面的壓力增大，磨損加劇，嚴(yán)重（作面的壓力增大，磨損加劇，嚴(yán)重（ 、較大）時較大）時還會發(fā)生卡住現(xiàn)象，剛性聯(lián)接結(jié)構(gòu)多用于還會發(fā)生卡住現(xiàn)象，剛性聯(lián)接結(jié)構(gòu)多用于受力較大受力較大的的螺旋傳動中。螺旋傳動中。 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母

17、傳動2）彈性連接結(jié)構(gòu)）彈性連接結(jié)構(gòu)圖圖4-2 彈性聯(lián)接結(jié)構(gòu)彈性聯(lián)接結(jié)構(gòu)機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動 圖圖4-24-2所示的裝置中，螺旋傳動采用了彈性聯(lián)接結(jié)所示的裝置中，螺旋傳動采用了彈性聯(lián)接結(jié)構(gòu)。構(gòu)。 彈性聯(lián)接結(jié)構(gòu)適用于受力較小的精密螺旋傳動。彈性聯(lián)接結(jié)構(gòu)適用于受力較小的精密螺旋傳動。 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動3）活動連接結(jié)構(gòu)）活動連接結(jié)構(gòu)圖圖4-3 活動聯(lián)接結(jié)構(gòu)活動聯(lián)接結(jié)構(gòu)機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動 圖圖4-34-3所示為活動聯(lián)接結(jié)構(gòu)的原理圖。所示為

18、活動聯(lián)接結(jié)構(gòu)的原理圖。 恢復(fù)力恢復(fù)力F F（一般為彈簧力）使聯(lián)接部分保持經(jīng)常接（一般為彈簧力）使聯(lián)接部分保持經(jīng)常接觸。當(dāng)滑板觸。當(dāng)滑板1 1的運動方向與螺桿的運動方向與螺桿2 2的軸線不平行時，通的軸線不平行時，通過螺桿端部的球面與滑板在接觸處自由滑動（圖過螺桿端部的球面與滑板在接觸處自由滑動（圖4-3a4-3a），或中間桿），或中間桿3 3自由偏斜（圖自由偏斜（圖4-3b4-3b），從而可以避免螺），從而可以避免螺旋副中產(chǎn)生過大的應(yīng)力。旋副中產(chǎn)生過大的應(yīng)力。 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動（2 2）影響螺旋傳動精度的因素）影響螺旋傳動精度的因素1）

19、螺紋參數(shù)誤差）螺紋參數(shù)誤差（1 1）螺距誤差。）螺距誤差。 （2 2）中徑誤差。）中徑誤差。（3 3）牙型半角誤差。）牙型半角誤差。 螺紋實際牙型半角與理論牙型半角之差螺紋實際牙型半角與理論牙型半角之差稱為牙型半角誤差（如圖稱為牙型半角誤差（如圖4-4 4-4 所示）所示）機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動圖圖4-4 牙型半角誤差牙型半角誤差 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動2）螺桿軸向竄動誤差）螺桿軸向竄動誤差 如圖如圖4-54-5所示所示, ,若螺桿軸肩的端面與軸承若螺桿軸肩的端面與軸承的止推面不垂直于螺桿軸

20、線而有的止推面不垂直于螺桿軸線而有11和和22的偏的偏差差, ,則當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動時則當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動時, ,將引起螺桿的軸向竄動誤將引起螺桿的軸向竄動誤差差, ,并轉(zhuǎn)化為螺母位移誤差。螺桿的軸向竄動并轉(zhuǎn)化為螺母位移誤差。螺桿的軸向竄動誤差是周期性變化的誤差是周期性變化的, ,以螺桿轉(zhuǎn)動一周為一個以螺桿轉(zhuǎn)動一周為一個循環(huán)。循環(huán)。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動圖圖4-5 螺桿軸向竄動誤差螺桿軸向竄動誤差機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動最大的軸向竄動誤差為最大的軸向竄動誤差為 maxmax = =D Dtantanminmi

21、n （4-14-1）式中式中: : D Dtantan螺桿軸肩的直徑；螺桿軸肩的直徑； minmin 1 1和和2 2中較小者中較小者, ,對于圖對于圖4-4-5,5,minmin為為2 2。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動3）偏斜誤差）偏斜誤差 在螺旋傳動機(jī)構(gòu)中在螺旋傳動機(jī)構(gòu)中, ,如果螺桿的軸線方如果螺桿的軸線方向與移動件的運動方向不平行而有一個偏斜角向與移動件的運動方向不平行而有一個偏斜角（見圖（見圖4-64-6）時）時, ,就會發(fā)生偏斜誤差。就會發(fā)生偏斜誤差。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動圖圖4-6

22、偏斜誤差偏斜誤差機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動 設(shè)螺桿的總移動量為設(shè)螺桿的總移動量為L,L,移動件的實際移動量移動件的實際移動量為為x,x,則偏斜誤差為則偏斜誤差為L=L-x=LL=L-x=L（1-cos1-cos）=2Lsin=2Lsin2 2 由于由于一般很小一般很小, ,因此因此sin sin (/2)/2,(/2)/2,則則（4-24-2）22LL 2機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動4）溫度誤差）溫度誤差 當(dāng)螺旋傳動的工作溫度與制造溫度不同時當(dāng)螺旋傳動的工作溫度與制造溫度不同時, ,將將使螺桿長度和螺

23、距發(fā)生變化使螺桿長度和螺距發(fā)生變化, ,從而產(chǎn)生傳動誤差從而產(chǎn)生傳動誤差, ,這種這種誤差稱為溫度誤差誤差稱為溫度誤差, ,其大小為其大小為LLt t= =L Latat （3-73-7） 式中式中: : L L螺桿螺紋部分的長度；螺桿螺紋部分的長度； aa螺桿材料的熱膨脹系數(shù)螺桿材料的熱膨脹系數(shù), ,對于鋼對于鋼, ,一般取為一般取為11.611.610-6 /10-6 /。 tt工作溫度與制造溫度之差。工作溫度與制造溫度之差。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動（3 3）消除螺旋傳動空回的方法）消除螺旋傳動空回的方法 當(dāng)螺旋機(jī)構(gòu)中存在間隙，若螺桿的轉(zhuǎn)動

24、方向改當(dāng)螺旋機(jī)構(gòu)中存在間隙，若螺桿的轉(zhuǎn)動方向改變，螺母不能立即產(chǎn)生反向運動，只有螺桿轉(zhuǎn)動某一變，螺母不能立即產(chǎn)生反向運動，只有螺桿轉(zhuǎn)動某一角度后才能使螺母開始反向運動，這種現(xiàn)象稱為角度后才能使螺母開始反向運動，這種現(xiàn)象稱為空回空回。 對于在正反向傳動下工作的精密螺旋傳動，空對于在正反向傳動下工作的精密螺旋傳動，空回將直接引起傳動誤差，必須設(shè)法予以消除?；貙⒅苯右饌鲃诱`差，必須設(shè)法予以消除。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動幾種常見的消除空回的方法：幾種常見的消除空回的方法：利用單向作用力利用單向作用力利用調(diào)整螺母利用調(diào)整螺母利用塑料螺母利用塑料螺母機(jī)電

25、一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動1）利用單向作用力）利用單向作用力 在螺旋傳動中，利用彈簧產(chǎn)生單向恢復(fù)力，使在螺旋傳動中，利用彈簧產(chǎn)生單向恢復(fù)力，使螺桿和螺母螺紋的工作表面保持單面接觸，從而消除螺桿和螺母螺紋的工作表面保持單面接觸，從而消除了另一側(cè)間隙對空回的影響。了另一側(cè)間隙對空回的影響。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動 這種方法除可消除螺旋副中間隙對空回的影響這種方法除可消除螺旋副中間隙對空回的影響外，還可消除軸承的軸向間隙和滑板聯(lián)接處的間隙而外，還可消除軸承的軸向間隙和滑板聯(lián)接處的間隙而產(chǎn)生的空回。產(chǎn)生的空回

26、。 同時，這種結(jié)構(gòu)在螺母上無需開槽或剖分，因同時，這種結(jié)構(gòu)在螺母上無需開槽或剖分，因此螺桿與螺母接觸情況較好，有利于提高螺旋副的壽此螺桿與螺母接觸情況較好，有利于提高螺旋副的壽命。命。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動2）利用調(diào)整螺母）利用調(diào)整螺母圖圖4-74-7所示為徑向調(diào)整法的典型示例。所示為徑向調(diào)整法的典型示例。a）徑向調(diào)整法）徑向調(diào)整法機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動圖圖 4-7 螺紋間隙徑向調(diào)整結(jié)構(gòu)螺紋間隙徑向調(diào)整結(jié)構(gòu) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動 圖圖4-

27、7(a)4-7(a)采用開槽螺母結(jié)構(gòu)采用開槽螺母結(jié)構(gòu), ,擰動螺釘可以調(diào)擰動螺釘可以調(diào)整螺紋間隙。整螺紋間隙。圖圖 4-7（a） 螺紋間隙徑向調(diào)整結(jié)構(gòu)螺紋間隙徑向調(diào)整結(jié)構(gòu) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動 圖圖4-7 (b)4-7 (b)采用卡簧式螺母結(jié)構(gòu)采用卡簧式螺母結(jié)構(gòu), ,在主螺母在主螺母1 1上上銑出縱向槽銑出縱向槽, ,擰緊副螺母擰緊副螺母2 2時時, ,靠主、副螺母的圓錐面靠主、副螺母的圓錐面, ,可迫使主螺母徑向收縮可迫使主螺母徑向收縮, ,以消除螺旋副的間隙。以消除螺旋副的間隙。圖圖 4-7（b） 螺紋間隙徑向調(diào)整結(jié)構(gòu)螺紋間隙徑向調(diào)整結(jié)

28、構(gòu) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動 圖圖4-7 (c)4-7 (c)采用對開螺母結(jié)構(gòu)。為了便于調(diào)整采用對開螺母結(jié)構(gòu)。為了便于調(diào)整, ,螺釘和螺母之間裝有螺旋彈簧螺釘和螺母之間裝有螺旋彈簧, ,這樣可使壓緊力均勻這樣可使壓緊力均勻穩(wěn)定。穩(wěn)定。圖圖 4-7（c） 螺紋間隙徑向調(diào)整結(jié)構(gòu)螺紋間隙徑向調(diào)整結(jié)構(gòu) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動 為了避免螺母直接壓緊在螺桿上而增加摩擦為了避免螺母直接壓緊在螺桿上而增加摩擦力矩力矩, ,加速螺紋磨損加速螺紋磨損, ,可在此結(jié)構(gòu)中裝入緊定螺釘以調(diào)可在此結(jié)構(gòu)中裝入緊定螺釘以調(diào)整

29、其螺紋間隙整其螺紋間隙, ,如圖如圖4-7 (d)4-7 (d)所示。所示。圖圖 4-7（d） 螺紋間隙徑向調(diào)整結(jié)構(gòu)螺紋間隙徑向調(diào)整結(jié)構(gòu) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動圖圖4-84-8為軸向調(diào)整法的典型結(jié)構(gòu)示例。為軸向調(diào)整法的典型結(jié)構(gòu)示例。b）軸向調(diào)整法）軸向調(diào)整法機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動圖圖 4-8 螺紋間隙軸向調(diào)整結(jié)構(gòu)螺紋間隙軸向調(diào)整結(jié)構(gòu)機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動 圖圖4-8(a)4-8(a) 為開槽螺母結(jié)構(gòu)。擰緊螺釘強(qiáng)迫螺為開槽螺母結(jié)構(gòu)。擰緊螺釘強(qiáng)

30、迫螺母變形，使其左、右兩半部的螺紋分別壓緊在螺桿螺母變形，使其左、右兩半部的螺紋分別壓緊在螺桿螺紋相反的側(cè)面上。從而消除了螺桿相對螺母軸向竄動紋相反的側(cè)面上。從而消除了螺桿相對螺母軸向竄動的間隙。的間隙。 圖圖 4-8（a） 螺紋間隙軸向調(diào)整結(jié)構(gòu)螺紋間隙軸向調(diào)整結(jié)構(gòu)機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動圖圖 4-8（b） 螺紋間隙軸向調(diào)整結(jié)構(gòu)螺紋間隙軸向調(diào)整結(jié)構(gòu) 圖圖4-8(b)4-8(b) 為剛性雙螺母結(jié)構(gòu)。主螺母為剛性雙螺母結(jié)構(gòu)。主螺母1 1和副和副螺母螺母2 2之間用螺紋聯(lián)接。聯(lián)接螺紋的螺距之間用螺紋聯(lián)接。聯(lián)接螺紋的螺距P P ，不等于，不等于螺桿螺紋

31、的螺距螺桿螺紋的螺距P P，因此當(dāng)主、副螺母相對轉(zhuǎn)動時，因此當(dāng)主、副螺母相對轉(zhuǎn)動時，即可消除螺桿相對螺母軸向竄動的間隙。調(diào)整后再用即可消除螺桿相對螺母軸向竄動的間隙。調(diào)整后再用緊定螺釘將其固定。緊定螺釘將其固定。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動圖圖 4-8（c） 螺紋間隙軸向調(diào)整結(jié)構(gòu)螺紋間隙軸向調(diào)整結(jié)構(gòu) 圖圖4-8(c)4-8(c)為彈性雙螺母結(jié)構(gòu)。它是利用彈簧的為彈性雙螺母結(jié)構(gòu)。它是利用彈簧的彈力來達(dá)到調(diào)整的目的。螺釘彈力來達(dá)到調(diào)整的目的。螺釘3 3的作用是防止主螺母的作用是防止主螺母1 1和副螺母和副螺母2 2的相對轉(zhuǎn)動。的相對轉(zhuǎn)動。機(jī)電一體化系統(tǒng)

32、設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動3）利用塑料螺母消除空回）利用塑料螺母消除空回 圖圖4-94-9所示是用聚乙烯或聚酰胺所示是用聚乙烯或聚酰胺( (尼龍尼龍) )制作制作螺母，用金屬壓圈壓緊，利用塑料的彈性能很好螺母，用金屬壓圈壓緊，利用塑料的彈性能很好地消除螺旋副的間隙。地消除螺旋副的間隙。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動圖圖4-9 塑料螺母結(jié)構(gòu)塑料螺母結(jié)構(gòu)機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動3、滾動絲杠螺母傳動、滾動絲杠螺母傳動 滑動絲杠螺母傳動存在滑動絲杠螺母傳動存在如下問題如下問題

33、：l 接觸面間存在著較大的滑動摩擦阻力接觸面間存在著較大的滑動摩擦阻力l 傳動效率低傳動效率低l 磨損快磨損快l 精度不高精度不高l 使用壽命短使用壽命短 已不能適應(yīng)機(jī)電一體化設(shè)備在高速度、高效率、已不能適應(yīng)機(jī)電一體化設(shè)備在高速度、高效率、高精度等方面的要求。高精度等方面的要求。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動 滾珠絲杠螺母傳動則是為了適應(yīng)機(jī)電一體滾珠絲杠螺母傳動則是為了適應(yīng)機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的要求而發(fā)展起來的一種新型傳動化機(jī)械系統(tǒng)的要求而發(fā)展起來的一種新型傳動機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計 在螺桿和螺母制建設(shè)有封閉循環(huán)的滾道，在滾在

34、螺桿和螺母制建設(shè)有封閉循環(huán)的滾道，在滾道間填充鋼珠，使螺旋副的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，道間填充鋼珠，使螺旋副的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，提高傳動效率，這種傳動稱為螺旋傳動，又稱為滾珠提高傳動效率，這種傳動稱為螺旋傳動，又稱為滾珠絲杠副。絲杠副。第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動（1 1） 滾珠絲杠螺母的工作原理滾珠絲杠螺母的工作原理機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計滾珠絲杠副由絲杠、螺母、滾動體和滾動體循滾珠絲杠副由絲杠、螺母、滾動體和滾動體循環(huán)裝

35、置組成。環(huán)裝置組成。 工作時，螺母工作時，螺母4 4與需作直線往復(fù)運動的零部件與需作直線往復(fù)運動的零部件相連，絲杠相連，絲杠1 1旋轉(zhuǎn)帶動螺母旋轉(zhuǎn)帶動螺母4 4作直線往復(fù)運動，從而作直線往復(fù)運動，從而帶動零部件作直線往復(fù)運動。帶動零部件作直線往復(fù)運動。 在絲杠在絲杠1 1、螺母、螺母4 4和端蓋和端蓋2 2（滾珠循環(huán)裝置）上（滾珠循環(huán)裝置）上都制有螺旋槽，由這些槽對合起來形成滾珠循環(huán)通都制有螺旋槽，由這些槽對合起來形成滾珠循環(huán)通道，滾珠道，滾珠3 3在此通道內(nèi)循環(huán)滾動。為了防止?jié)L珠在此通道內(nèi)循環(huán)滾動。為了防止?jié)L珠3 3從從螺母中掉出，螺母螺旋槽的兩端應(yīng)封住。螺母中掉出，螺母螺旋槽的兩端應(yīng)封住。

36、第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動（2 2） 滾珠絲杠螺母的分類滾珠絲杠螺母的分類 按用途和制造工藝不同，滾珠螺旋傳動的按用途和制造工藝不同，滾珠螺旋傳動的結(jié)構(gòu)型式有多種，它們的主要區(qū)別在于用途、結(jié)構(gòu)型式有多種，它們的主要區(qū)別在于用途、螺紋滾道法向截形、滾珠循環(huán)方式、消除軸向螺紋滾道法向截形、滾珠循環(huán)方式、消除軸向間隙的調(diào)整預(yù)緊的方法等四方面。間隙的調(diào)整預(yù)緊的方法等四方面。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動1）按用途）按用途a) a) 定位定位滾珠絲杠滾珠絲杠 通過通過旋轉(zhuǎn)角度

37、旋轉(zhuǎn)角度和導(dǎo)程控和導(dǎo)程控制軸向位制軸向位移量。移量。 稱為稱為 P P類類 滾珠滾珠絲杠。絲杠。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動b) b) 傳動傳動滾珠絲杠滾珠絲杠 用于用于傳動動力傳動動力的滾珠絲的滾珠絲杠杠。 稱為稱為 T T類類 滾珠滾珠絲杠絲杠。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動2）按螺紋滾道法向截形）按螺紋滾道法向截形 螺紋滾道法向截形是指通過滾珠中心且垂直于螺紋滾道法向截形是指通過滾珠中心且垂直于滾道螺旋面的平面和滾道表面交線的形狀。滾道螺旋面的平面和滾道表面交線的形狀。 常用的截形有兩種，常用的截形

38、有兩種，單圓弧形單圓弧形和和雙圓弧形雙圓弧形。 滾珠與滾道表面在接觸點處的公法線與過滾珠滾珠與滾道表面在接觸點處的公法線與過滾珠中心的螺桿直徑線間的夾角中心的螺桿直徑線間的夾角叫接觸角。理想接觸叫接觸角。理想接觸角角45450 0。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動a) a) 單單圓弧形圓弧形 螺紋滾道法向截形螺紋滾道法向截形為為單圓弧形單圓弧形。 特點特點：成型比較簡：成型比較簡單，易于得到較高的精單，易于得到較高的精度。但接觸角轉(zhuǎn)動中不度。但接觸角轉(zhuǎn)動中不斷變化，因此，效率、斷變化，因此，效率、承載能力和軸向剛度均承載能力和軸向剛度均不夠穩(wěn)定。一般在

39、輕載不夠穩(wěn)定。一般在輕載條件下工作。條件下工作。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動b) b) 雙雙圓弧形圓弧形 螺紋滾道法向截形為螺紋滾道法向截形為雙圓弧形雙圓弧形。 特點特點：接觸角在工作：接觸角在工作過程中基本保持不變，效過程中基本保持不變，效率、承載能力和軸向剛度率、承載能力和軸向剛度穩(wěn)定，磨損較小，傳遞精穩(wěn)定，磨損較小，傳遞精度高。但雙圓弧形砂輪修度高。但雙圓弧形砂輪修整、加工、檢驗比較困難。整、加工、檢驗比較困難。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動3）按滾珠循環(huán)方式）按滾珠循環(huán)方式 按滾珠在整個循環(huán)過程中

40、與螺桿表面的按滾珠在整個循環(huán)過程中與螺桿表面的接觸接觸情況情況，滾珠的循環(huán)方式可分為，滾珠的循環(huán)方式可分為內(nèi)循環(huán)內(nèi)循環(huán)和和外循環(huán)外循環(huán)兩兩類。類。 滾珠在循環(huán)過程中始終與螺桿滾珠在循環(huán)過程中始終與螺桿保持接觸保持接觸的循的循環(huán)叫內(nèi)循環(huán)。環(huán)叫內(nèi)循環(huán)。 滾珠在返回時與螺桿滾珠在返回時與螺桿脫離接觸脫離接觸的循環(huán)稱為外的循環(huán)稱為外循環(huán)。循環(huán)。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動 內(nèi)循環(huán)的工作圈內(nèi)循環(huán)的工作圈數(shù)是一列只有一圈，數(shù)是一列只有一圈，因而回路短，滾珠少，因而回路短，滾珠少，滾珠的流暢性好，效滾珠的流暢性好，效率高。此外，它的徑率高。此外，它的徑向尺寸小，

41、零件少，向尺寸小，零件少，裝配簡單。裝配簡單。 內(nèi)循環(huán)的缺點是內(nèi)循環(huán)的缺點是反向器的回珠槽具有反向器的回珠槽具有空間曲面，加工較復(fù)空間曲面，加工較復(fù)雜。雜。a) a) 內(nèi)循環(huán)內(nèi)循環(huán)機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動 按結(jié)構(gòu)的不同，外循環(huán)可分為：按結(jié)構(gòu)的不同，外循環(huán)可分為：b) b) 外循環(huán)外循環(huán)螺旋槽式螺旋槽式插管式插管式端蓋式端蓋式機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動 特點特點：結(jié)構(gòu)工藝簡單，易于制造，螺母徑向尺：結(jié)構(gòu)工藝簡單，易于制造，螺母徑向尺寸小。缺點是擋珠器剛度較差，容易磨損。寸小。缺點是擋珠器剛度較差，容

42、易磨損。 螺旋槽式螺旋槽式機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動 特點特點：結(jié)構(gòu)簡單，工藝性好，適于批量生產(chǎn)。：結(jié)構(gòu)簡單，工藝性好，適于批量生產(chǎn)。缺點是彎管突出在螺母的外部，徑向尺寸較大，若缺點是彎管突出在螺母的外部，徑向尺寸較大，若用彎管端部作擋珠器，則耐磨性較差。用彎管端部作擋珠器，則耐磨性較差。 插管式插管式機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動 特點特點：結(jié)構(gòu)緊湊，工藝性好。缺點是滾珠通過：結(jié)構(gòu)緊湊，工藝性好。缺點是滾珠通過短槽時容易卡住。短槽時容易卡住。端蓋式端蓋式機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章

43、 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動4）按消除軸向間隙的調(diào)整預(yù)緊方法）按消除軸向間隙的調(diào)整預(yù)緊方法 滾珠絲杠副除了對本身單一方向的傳動精度有要滾珠絲杠副除了對本身單一方向的傳動精度有要求外，對其軸向間隙也有嚴(yán)格要求，以保證其反向傳求外，對其軸向間隙也有嚴(yán)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間隙的總和。原有間隙的總和。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動 通常采用通常采用雙螺母預(yù)緊雙螺母預(yù)緊或或單

44、螺母單螺母的方法，把彈性變的方法，把彈性變形控制在最小限度內(nèi)，以減小或消除軸向間隙，并可形控制在最小限度內(nèi)，以減小或消除軸向間隙，并可以提高滾珠絲杠副的剛度。以提高滾珠絲杠副的剛度。 常用的常用的雙螺母預(yù)緊雙螺母預(yù)緊調(diào)整方法有三種：調(diào)整方法有三種：墊片調(diào)墊片調(diào)隙式、螺紋調(diào)隙式、齒差調(diào)隙式隙式、螺紋調(diào)隙式、齒差調(diào)隙式。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動墊片調(diào)隙式墊片調(diào)隙式機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動絲杠側(cè)螺母A 螺母B調(diào)整墊片預(yù)拉方向預(yù)拉方向預(yù)緊方向墊片預(yù)緊方向機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章

45、絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動螺紋調(diào)隙式螺紋調(diào)隙式機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動齒差調(diào)隙式齒差調(diào)隙式12211 21 211()()hhzzPzzhz zz zLPP 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動 常用的常用的單螺母單螺母調(diào)整方法有兩種：調(diào)整方法有兩種： 增大滾珠直徑法增大滾珠直徑法 偏置導(dǎo)程法偏置導(dǎo)程法機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動增大滾珠直徑法增大滾珠直徑法絲杠側(cè)螺母側(cè)絲杠側(cè)螺母側(cè)承載滾珠間隔鋼球機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺

46、母傳動偏置導(dǎo)程法偏置導(dǎo)程法導(dǎo)程導(dǎo)程+導(dǎo)程絲杠側(cè)螺母側(cè)預(yù)拉方向預(yù)拉方向機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動（3 3） 滾珠絲杠副的安裝滾珠絲杠副的安裝 絲杠的軸承組合及軸承座、螺母座以及其它零絲杠的軸承組合及軸承座、螺母座以及其它零件的連接剛性，對滾珠絲杠副傳動系統(tǒng)的剛度和精件的連接剛性，對滾珠絲杠副傳動系統(tǒng)的剛度和精度都有很大影響，需在設(shè)計、安裝時認(rèn)真考慮。度都有很大影響，需在設(shè)計、安裝時認(rèn)真考慮。 為了提高軸向剛度，絲杠支承常用推力軸承為為了提高軸向剛度，絲杠支承常用推力軸承為主的軸承組合，僅當(dāng)軸向載荷很小時，才用向心推主的軸承組合，僅當(dāng)軸向載荷很小時，

47、才用向心推力軸承。力軸承。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動以下列出了四種典型支承方式及其特點。以下列出了四種典型支承方式及其特點。單推單推- -單推單推雙推雙推- -雙推雙推雙推雙推- -簡支簡支雙推雙推- -自由自由機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動單推單推- -單推單推1軸向剛度較高，預(yù)拉伸安裝時預(yù)緊力較大；軸向剛度較高，預(yù)拉伸安裝時預(yù)緊力較大；2預(yù)拉伸安裝時，須加載荷較大，軸承壽命低；預(yù)拉伸安裝時，須加載荷較大，軸承壽命低；3適宜中速、精度高，并可用雙推適宜中速、精度高，并可用雙推單推組合；單推組合；4.

48、軸承壽命比雙推軸承壽命比雙推雙推式低。雙推式低。 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動雙推雙推- -雙推雙推1軸向剛度最高，預(yù)拉伸安裝時預(yù)緊力較大；軸向剛度最高，預(yù)拉伸安裝時預(yù)緊力較大；2預(yù)拉伸安裝時，須加載荷較小，軸承壽命高；預(yù)拉伸安裝時，須加載荷較小，軸承壽命高；3適宜高速、高精度，高剛度的精密絲杠傳動系統(tǒng)。適宜高速、高精度，高剛度的精密絲杠傳動系統(tǒng)。4. 由于工作時隨著溫度的升高會造成絲杠的預(yù)緊力由于工作時隨著溫度的升高會造成絲杠的預(yù)緊力 增大，因而易造成兩端支承的預(yù)緊力不對稱增大，因而易造成兩端支承的預(yù)緊力不對稱 。 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系

49、統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動雙推雙推- -簡支簡支機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動雙推雙推- -自由自由1軸向剛度和承載能力低，與螺母位置有關(guān)；軸向剛度和承載能力低，與螺母位置有關(guān)；2雙推端可預(yù)拉伸安裝；雙推端可預(yù)拉伸安裝；3適宜中小載荷與低速，更適宜垂直安裝，短絲杠。適宜中小載荷與低速，更適宜垂直安裝，短絲杠。 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動（4 4） 滾珠絲杠副的標(biāo)注方法滾珠絲杠副的標(biāo)注方法精度等級類型(P/T)承載鋼珠圈數(shù)螺紋旋向公稱導(dǎo)程公稱直徑預(yù)緊方式結(jié)構(gòu)特征循環(huán)方式123456789

50、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動參照的標(biāo)準(zhǔn)參照的標(biāo)準(zhǔn)1ISO 3408-1:2006；2GB/T17587.3-1998機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動滾珠絲杠副的標(biāo)注示例滾珠絲杠副的標(biāo)注示例1234567891011機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動1F：循環(huán)方式（內(nèi)循環(huán)浮動式為循環(huán)方式（內(nèi)循環(huán)浮動式為F，外循環(huán)插管埋入式，外循環(huán)插管埋入式 為為CM，外循環(huán)端蓋式為，外循環(huán)端蓋式為DG）F：法蘭螺母標(biāo)識法蘭螺母標(biāo)識b：防塵條件（帶防塵圈不標(biāo)，不帶防塵圈為防塵條件（帶防塵

51、圈不標(biāo)，不帶防塵圈為b）b：防塵條件防塵條件(帶防塵圈不標(biāo)，不帶防塵圈為帶防塵圈不標(biāo)，不帶防塵圈為b)Z：直筒螺母標(biāo)志直筒螺母標(biāo)志機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動防塵圈防塵圈精密用精密用(迷宮式迷宮式)、冷軋用、冷軋用(刷式刷式)、普通防塵。普通防塵。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動2D：預(yù)緊方式（墊片預(yù)緊為預(yù)緊方式（墊片預(yù)緊為D，變位導(dǎo)程預(yù)緊為，變位導(dǎo)程預(yù)緊為B， 螺紋預(yù)緊為螺紋預(yù)緊為L）機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動32：公稱直徑公稱直徑3常見的公稱直徑有：常見的

52、公稱直徑有：6,8,10,15,16,18,20,25,28,32,36,40,45,50,55,63,70,80機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動公稱直徑公稱直徑滾珠絲杠的名義直徑滾珠絲杠的名義直徑D0是滾珠與螺紋滾道是滾珠與螺紋滾道在理論接觸角狀態(tài)時，在理論接觸角狀態(tài)時，包絡(luò)滾珠球心的圓柱直包絡(luò)滾珠球心的圓柱直徑。徑。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動05：公稱導(dǎo)程公稱導(dǎo)程常見的公稱導(dǎo)程有：常見的公稱導(dǎo)程有：04,05,06,08,10,12,16,20,25,32,50,60,80,1004機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計

53、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動T：特型（與樣本系列不同時標(biāo)，相同時不標(biāo)）特型（與樣本系列不同時標(biāo)，相同時不標(biāo)）5機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動LH：螺紋旋向（右旋不標(biāo)，左旋標(biāo)螺紋旋向（右旋不標(biāo)，左旋標(biāo)LH）6機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動3：負(fù)荷滾珠圈數(shù)（分負(fù)荷滾珠圈數(shù)（分2, 2.5, 3, 3.5, 4, 5六種）六種）7機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動P：類型（類型（P或者或者T）8機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲

54、杠螺母傳動絲杠螺母傳動3：精度等級精度等級9精度等級有：精度等級有：1, 2, 3, 4，5, 7，10七個等級七個等級機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動精度等級精度等級 滾珠絲杠螺母副按其使用范圍及要求滾珠絲杠螺母副按其使用范圍及要求分為分為7個精度等級。個精度等級。1級精度最高，其余級精度最高，其余依次逐級遞減。依次逐級遞減。 數(shù)控機(jī)床和精密機(jī)械可選用數(shù)控機(jī)床和精密機(jī)械可選用1、2、3級精度，一般動力傳動可選級精度，一般動力傳動可選4、5級。級。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動10111500：絲杠全長（絲杠

55、全長（mm）1200：滾珠螺紋長度（滾珠螺紋長度（mm）機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動（5 5） 絲杠的制造工序絲杠的制造工序切削切削熱處理熱處理校直校直磨磨機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠

56、螺母傳動（6 6） 螺母的制造工序螺母的制造工序切削切削熱處理熱處理磨磨機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動（7 7） 滾珠絲杠副的制動裝置滾珠絲杠副的制動裝置 作用作用：在垂直安裝或在高速移動定位時，：在垂直安裝或在高速移動定位時，防止?jié)L珠絲杠副逆轉(zhuǎn)發(fā)生不安全事故或定位不防止?jié)L珠絲杠副逆轉(zhuǎn)發(fā)生不安全事故或定位不可靠（無自鎖能力）?？煽浚o自鎖能力）。 常用的制動裝置常用的制動裝置：超越離合器、雙推式電：超越離合器、雙推式電磁離合器（制動器）。磁離

57、合器（制動器）。 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動 超越離合器超越離合器12345機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動雙雙推推式式電電磁磁離離合合器器123467機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動（8 8） 滾珠絲杠副的選擇及注意事項滾珠絲杠副的選擇及注意事項機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母

58、傳動 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動（9 9）滾珠絲杠副的設(shè)計計算滾珠絲杠副的設(shè)計計算hL機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動mAHFCFKKKF

59、 v 載荷系數(shù)，按表載荷系數(shù)，按表1選?。贿x??；v 硬度系數(shù)，按表硬度系數(shù)，按表2選??；選?。籿 精度系數(shù)，按表精度系數(shù)，按表3選取；選?。籿 平均工作載荷（平均工作載荷（N）。）。FKHKAKmF機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計載載 荷荷 性性 質(zhì)質(zhì)無沖擊平穩(wěn)無沖擊平穩(wěn)運轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)一般運轉(zhuǎn)一般運轉(zhuǎn)有沖擊和振有沖擊和振動運轉(zhuǎn)動運轉(zhuǎn)11.21.21.51.52.5FKHK滾道實際硬滾道實際硬度度HRC58555045401.01.111.562.43.85AK精度系數(shù)精度系數(shù)C、DE、FGH1.01.11.251.43表表1表表2表表3第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電

60、一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動 41067. 1hmCaLnFCmnhLCF 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動aaCC min/10rn 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計第四章第四章 絲杠螺母傳動絲杠螺母傳動例例: 試設(shè)計一數(shù)控銑床工作臺進(jìn)給用滾珠絲杠試設(shè)計一數(shù)控銑床工作臺進(jìn)給用滾珠絲杠副。副。 已知平均工作載荷已知平均工作載荷Fm3800N，絲杠工，絲杠工作長度作長度l1.2m，平均轉(zhuǎn)速，平均轉(zhuǎn)速nm100r/min，最，最大轉(zhuǎn)速大轉(zhuǎn)速nmax10000r/min，使用壽命，使用壽命15000h左右，絲杠材料為左右，絲杠材料