機(jī)械傳動(dòng)部件的選擇與設(shè)計(jì)

機(jī)械傳動(dòng)部件(bùjiàn)的選擇與設(shè)計(jì)第二節(jié)精品資料一、機(jī)械傳動(dòng)(jīxièchuándònɡ)部件及其功能要求常用的機(jī)械傳動(dòng)(chuándòng)部件包括：螺旋傳動(dòng)(chuándòng)齒輪傳動(dòng)(chuándòng)同步帶傳動(dòng)(chuándòng)高速帶傳動(dòng)(chuándòng)各種非線性傳動(dòng)(chuándòng)等精品資料傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(jīgòu)及其功能基本功能傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的變換動(dòng)力的變換形式行程方向速度大小形式絲杠螺母√√√齒輪√√√齒輪齒條√√鏈輪鏈條√帶、帶輪√√杠桿機(jī)構(gòu)√√√凸輪機(jī)構(gòu)√√√√蝸輪蝸桿√√√間歇機(jī)構(gòu)√精品資料應(yīng)設(shè)計(jì)和選擇傳動(dòng)間隙小、精度高、體積小、重量輕、運(yùn)動(dòng)(yùndòng)平穩(wěn)、傳遞轉(zhuǎn)矩大的傳動(dòng)部件。精品資料機(jī)械傳動(dòng)部件(bùjiàn)的功能要求：1、精密化2、高速化3、小型化、輕量化精品資料二、滾珠絲杠副傳動(dòng)(chuándòng)部件1、滾珠(gǔnzhū)絲杠副的組成及特點(diǎn)（1）組成精品資料螺母滾珠絲杠螺旋槽螺旋槽回路管道精品資料精品資料滾珠(gǔnzhū)絲杠螺母副的組成：帶螺紋槽的絲杠帶螺紋槽的螺母(luómǔ)滾珠反向器精品資料（2）特點(diǎn)(tèdiǎn)優(yōu)點(diǎn)(yōudiǎn)：1）傳動(dòng)效率高（>0.9)2）軸向剛度高3）運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，傳動(dòng)精度高4）磨損小，壽命長(zhǎng)精品資料缺點(diǎn)(quēdiǎn)：1）不能自鎖2）結(jié)構(gòu)復(fù)雜精品資料2、滾珠絲杠副的典型結(jié)構(gòu)(jiégòu)類型（1）螺紋滾道型面的形狀及主要(zhǔyào)尺寸雙圓弧型單圓弧型精品資料主要(zhǔyào)尺寸：理想(lǐxiǎng)接觸角=450R=1.04rbe=sin(R-rb)精品資料單圓弧型特點(diǎn)(tèdiǎn)：接觸角隨軸向載荷的變化而變化精品資料雙圓弧型特點(diǎn)(tèdiǎn)：角基本保持不變，加工成本高精品資料（2）滾珠的循環(huán)(xúnhuán)方式內(nèi)循環(huán)(xúnhuán)外循環(huán)(xúnhuán)精品資料1）內(nèi)循環(huán)(xúnhuán)滾珠在循環(huán)的過(guò)程中始終沒(méi)有(méiyǒu)脫離絲杠。絲杠螺母滾珠反向器精品資料浮動(dòng)式反向(fǎnxiànɡ)器的循環(huán)絲杠螺母滾珠反向器精品資料特點(diǎn)(tèdiǎn)：滾珠(gǔnzhū)循環(huán)回路短，流暢性好，效率高；精品資料螺母(luómǔ)的徑向尺寸小，加工困難，裝配調(diào)整不易；適用于高速、高靈敏度、高剛度的精密進(jìn)給系統(tǒng)。精品資料2）外循環(huán)(xúnhuán)滾珠(gǔnzhū)在循環(huán)過(guò)程中脫離過(guò)絲杠螺母滾珠絲杠螺旋槽螺旋槽回路管道精品資料特點(diǎn)(tèdiǎn)：滾珠(gǔnzhū)循環(huán)回路長(zhǎng)，流暢性差，效率低；精品資料工藝(gōngyì)簡(jiǎn)單，螺母的徑向尺寸大，易于制造；擋珠器剛性差，易磨損。精品資料①螺旋(luóxuán)槽式精品資料②插管式插管精品資料③端蓋式特點(diǎn)：應(yīng)用(yìngyòng)較少，常以單螺母形式用作升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。蓋板螺母精品資料3、滾珠絲杠副的主要(zhǔyào)尺寸參數(shù)公稱(gōngchēng)直徑絲杠大徑絲杠小徑滾珠直徑螺母小徑螺母大徑精品資料（1）公稱(gōngchēng)直徑do指滾珠與螺紋滾道在理論(lǐlùn)接觸角狀態(tài)時(shí)包絡(luò)滾珠球心的圓柱直徑，它是滾珠絲杠副的特征尺寸。精品資料（2）基本(jīběn)導(dǎo)程Ph定義：絲杠相對(duì)(xiāngduì)螺母旋轉(zhuǎn)2π弧度時(shí)，螺母上基準(zhǔn)點(diǎn)的軸向位移;導(dǎo)程小→精度高→承載能力小精品資料（3）行程(xíngchéng)λ絲杠相對(duì)(xiāngduì)螺母旋轉(zhuǎn)任意弧度時(shí)，螺母上基準(zhǔn)點(diǎn)的軸向位移。精品資料（4）滾珠(gǔnzhū)直徑db滾珠直徑大，則承載能力也大。應(yīng)根據(jù)(gēnjù)軸承廠提供的尺寸選用精品資料（5）滾珠(gǔnzhū)個(gè)數(shù)NN過(guò)多，流通(liútōng)不暢，易產(chǎn)生阻塞；N過(guò)少，承載能力小，滾珠自載加距磨損和變形一般?。篘<150精品資料（6）滾珠(gǔnzhū)的工作圈（或列）數(shù)j由于第一(dìyī)、第二、第三圈（或列）分別承受軸向載荷的50%、30%、15%左右，因此工作圈（或列）數(shù)一般取:j=2.5~3.5精品資料4、滾珠絲桿副的精度等級(jí)及標(biāo)注(biāozhù)方法（1）精度(jīnɡdù)等級(jí)根據(jù)GB/T17587.3-1998（與ISO3408-3：1992同）標(biāo)準(zhǔn)：將滾珠絲杠副的精度(jīnɡdù)分成為七個(gè)等級(jí)1、2、3、4、5、7、10，1級(jí)為最高

按實(shí)際使用要求，在每一精度等級(jí)內(nèi)指定了導(dǎo)程精度的驗(yàn)收檢驗(yàn)項(xiàng)目，未指定的檢驗(yàn)項(xiàng)目其導(dǎo)程誤差不得低于下一級(jí)精度的規(guī)定值。精品資料行程偏差的驗(yàn)收(yànshōu)檢驗(yàn)項(xiàng)目精品資料（2）標(biāo)注(biāozhù)方法精品資料（3）尺寸(chǐcun)系列公稱(gōngchēng)直徑系列（mm）6、8、10、12、16、20、25、32、40………公稱(gōngchēng)導(dǎo)程系列（mm）1，2，2.5，3，4，5，6，8，10，12…..注意：盡可能優(yōu)先選用公稱導(dǎo)程為4、5、6、8系列的滾珠絲杠螺母副精品資料（4）推薦采用(cǎiyòng)的精度等級(jí)數(shù)控機(jī)床、精密(jīngmì)機(jī)床和精密(jīngmì)儀器等用于開(kāi)環(huán)和半閉環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)，根據(jù)定位精度和重復(fù)定位精度的要求可選用1、2、3級(jí)；一般傳動(dòng)可選用4、5級(jí)；全閉環(huán)系統(tǒng)可選用2、3、4級(jí)。精品資料5、滾珠(gǔnzhū)絲杠副軸向間隙的調(diào)整與預(yù)緊預(yù)緊目的：提高剛度保證反向傳動(dòng)精度軸向間隙調(diào)整的目的：精品資料采用(cǎiyòng)方法：（1）雙螺母(luómǔ)螺紋預(yù)緊調(diào)整法鎖緊螺母調(diào)整螺母左螺母右螺母精品資料特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，剛性(ɡānɡxìnɡ)好，預(yù)緊可靠，使用中調(diào)整方便，但不能精確定量調(diào)整精品資料（2）雙螺母(luómǔ)齒差預(yù)緊調(diào)整法套筒絲杠內(nèi)齒輪外齒輪精品資料特點(diǎn)(tèdiǎn)：可實(shí)現(xiàn)(shíxiàn)定量調(diào)整，使用中調(diào)整方便；兩邊齒輪同向旋轉(zhuǎn)一個(gè)齒時(shí)，螺母的軸向位移量為：精品資料（3）雙螺母(luómǔ)墊片預(yù)緊調(diào)整法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單(jiǎndān)，剛性高，預(yù)緊可靠，但使用中調(diào)整不方便1-墊片；2-螺母精品資料（4）彈簧式自動(dòng)(zìdòng)調(diào)整預(yù)緊式能消除在使用過(guò)程中由于磨損或彈性變形產(chǎn)生(chǎnshēng)的間隙，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，軸向剛度低；適用于輕載場(chǎng)合。精品資料（5）單螺母(luómǔ)變位導(dǎo)程自預(yù)緊式和單螺母(luómǔ)滾珠過(guò)盈預(yù)緊式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊(jǐncòu)，但使用中不能調(diào)整，制造困難精品資料6、滾珠絲杠副支承(zhīchénɡ)方式的選擇采用推力軸承為主的軸承組合(zǔhé)來(lái)提高軸向剛度。精品資料1）雙推-自由式特點(diǎn)：軸向剛度(ɡānɡdù)和承載能力低，多用于輕載、低速的垂直安裝絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)；當(dāng)絲杠垂直安裝時(shí)，必須采用制動(dòng)裝置。（1）支承(zhīchénɡ)方式精品資料2）雙推-簡(jiǎn)支式特點(diǎn)：預(yù)緊力小，軸承壽命(shòumìng)較高，適用于中速、精度較高的長(zhǎng)絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)精品資料3）單推-單推式特點(diǎn)：軸向剛度(ɡānɡdù)較高，預(yù)緊力大，壽命低精品資料4）雙推-雙推式特點(diǎn)：適合于高剛度(ɡānɡdù)，高速度，高精度的精密絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)。精品資料軸承的組合安裝支承示例(shìlì)

簡(jiǎn)易單推-單推式支承精品資料雙推-簡(jiǎn)支支承(zhīchénɡ)方式精品資料雙推-自由式支承(zhīchénɡ)精品資料四種支承(zhīchénɡ)方式的比較：雙推-雙推無(wú)單推-單推雙推-簡(jiǎn)支有低高低高雙推-自由失穩(wěn)承載能力剛度支承方式精品資料（2）制動(dòng)(zhìdònɡ)裝置因滾珠絲杠傳動(dòng)效率高，無(wú)自鎖作用，故在垂直安裝狀態(tài)，必須設(shè)置防止因驅(qū)動(dòng)力中斷而發(fā)生逆?zhèn)鲃?dòng)的自鎖、制動(dòng)或重力平衡裝置(zhuāngzhì)。常用的制動(dòng)裝置(zhuāngzhì)有體積小、重量輕、易于安裝的超越離合器。超越離合器1-外圈；2-星輪；3-滾柱：4-活銷；5-彈簧精品資料電機(jī)絲杠主軸摩擦離合器彈簧電磁線圈鐵心精品資料7、滾珠絲杠副的密封(mìfēng)與潤(rùn)滑（1）密封(mìfēng)1）絲杠的密封(mìfēng)精品資料伸縮(shēnsuō)套筒精品資料2）螺母(luómǔ)的密封精品資料（2）潤(rùn)滑(rùnhuá)一般(yībān)采用脂潤(rùn)滑或滴油潤(rùn)滑，絲杠高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)采用噴霧潤(rùn)滑。精品資料8、滾珠絲杠副的選擇(xuǎnzé)方法（1）滾珠(gǔnzhū)絲杠副結(jié)構(gòu)的選擇根據(jù)防塵防護(hù)條件以及對(duì)調(diào)隙及預(yù)緊的要求，選擇適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)型式。精品資料（2）滾珠(gǔnzhū)絲杠副結(jié)構(gòu)尺寸的選擇1）公稱(gōngchēng)直徑d0公稱直徑應(yīng)根據(jù)軸向最大載荷按滾珠絲杠副尺寸系列選擇；公稱直徑的大小與承載能力有關(guān)，一般推薦精品資料2）基本(jīběn)導(dǎo)程PhPh應(yīng)按承載能力及傳動(dòng)精度(jīnɡdù)、傳動(dòng)速度選取；要求傳動(dòng)速度快時(shí)，可選用較大導(dǎo)程的滾珠絲杠副。Ph大，承載能力大Ph小，傳動(dòng)精度高精品資料基本導(dǎo)程的選擇(xuǎnzé)原則：在滿足數(shù)控機(jī)床加工精度(jīnɡdù)的條件下，導(dǎo)程應(yīng)盡可能取大些.精品資料（3）滾珠絲杠副的選擇(xuǎnzé)步驟已知條件：最大工作載荷(zàihè)F（N）或平均工作載荷(zàihè)Fm；使用壽命T；絲杠的工作長(zhǎng)度（或螺母的有效行程）L（m）；絲杠的轉(zhuǎn)速n（平均轉(zhuǎn)速nm或最大轉(zhuǎn)速nmax）（r/min）；滾道硬度HRC和運(yùn)轉(zhuǎn)情況。精品資料1）承載能力選擇(xuǎnzé)計(jì)算作用于絲杠軸向最大動(dòng)載荷(zàihè)Q，然后根據(jù)Q值選擇絲杠副的型號(hào)。精品資料式中：

L----滾珠絲杠壽命(shòumìng)系數(shù)T---使用壽命時(shí)間（h）普通機(jī)械為5000~10000，數(shù)控機(jī)床(shùkònɡjīchuánɡ)及其它機(jī)電一體化設(shè)備及儀器裝置為15000航空機(jī)械為1000精品資料fw---運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)fH----硬度(yìngdù)系數(shù)

Pmax----最大工作載荷精品資料從手冊(cè)或樣本的滾珠絲杠副的尺寸(chǐcun)系列表中可以找出相應(yīng)的額定動(dòng)載荷Qa的滾珠絲杠螺母副的尺寸(chǐcun)規(guī)格和結(jié)構(gòu)類型，選用時(shí)應(yīng)使Qa>Q精品資料注意(zhùyì)：當(dāng)絲杠轉(zhuǎn)速n<10r/min時(shí)，以最大靜載荷(zàihè)Q0為設(shè)計(jì)依據(jù)。精品資料2）傳動(dòng)(chuándòng)效率的驗(yàn)算精品資料3）剛度(ɡānɡdù)驗(yàn)算剛度的驗(yàn)算(yànsuàn)主要是確定絲杠的變形量精品資料絲杠的變形(biànxíng)量包括：①絲杠的拉伸或壓縮變形量1②滾珠(gǔnzhū)與螺紋滾道間接觸變形2③支承滾珠(gǔnzhū)絲杠的軸承的軸向接觸變形3④滾珠(gǔnzhū)絲杠的扭轉(zhuǎn)變形引起的導(dǎo)程的變化量4⑤螺母座及軸承支座的變形5精品資料因此(yīncǐ):滾珠絲杠副剛度(ɡānɡdù)的驗(yàn)算，主要是驗(yàn)算1、2、3之和不應(yīng)大于機(jī)床精度要求允許變形量的一半，否則，應(yīng)考慮選用較大直徑的滾珠絲杠副。精品資料在實(shí)際設(shè)計(jì)中，由于預(yù)緊的作用，可將原機(jī)床的剛度(ɡānɡdù)提高4倍。因此只要1+2+3=機(jī)床(jīchuáng)精度要求即可認(rèn)為該絲杠剛度合格。精品資料4）穩(wěn)定性驗(yàn)算(yànsuàn)對(duì)已選定尺寸的絲杠在給定的支承條件下，承受(chéngshòu)最大軸向負(fù)載時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算其有沒(méi)有產(chǎn)生縱向彎曲（失穩(wěn)）的危險(xiǎn)。精品資料產(chǎn)生(chǎnshēng)失穩(wěn)的臨界負(fù)載PK可用下式計(jì)算：式中：精品資料絲杠的