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執(zhí)行機構

關于滾珠絲杠副選型的若干事項

2025China.cn   2013年02月27日

        簡介

        滾珠絲杠副是一種將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動或?qū)⒅本€運動轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運動的裝置。滾珠絲杠副由滾珠絲杠和含有循環(huán)滾珠的螺母組成。絲杠和螺母都有與滾珠配合的滾道,二者通過循環(huán)滾珠聯(lián)接在一起。傳遞的力均布在大量的滾珠上,這樣每個滾珠上承載的力就會相對較小。因為滾珠絲杠副含有滾動體,因此摩擦系數(shù)非常小。滾珠絲杠副的機械效率通常大于90%,因此較高的初始安裝費用通??梢杂媒档褪褂霉膩淼窒L珠絲杠及其它直線執(zhí)行器的特點總結如下表所示:

滾珠絲杠及其它直線執(zhí)行器特點

        滾珠絲杠的重要技術參數(shù)
       
可選輸入?yún)?shù)
        可選輸入?yún)?shù)能夠讓設計工程師在滾珠絲杠選型的早期就能夠根據(jù)特定性能來選擇具體類型的滾珠絲杠。值得注意的是,指定可選輸入?yún)?shù)可能會不必要地限制滾珠絲杠的選擇范圍。例如,如果你選擇了公制產(chǎn)品系列,那就會放棄掉所有的英制系列產(chǎn)品,但英制的滾珠絲杠也很可能很好地適合此應用。
       
系統(tǒng)基本參數(shù)
        系統(tǒng)基本參數(shù)確定了應用要求的基本幾何尺寸。系統(tǒng)的安裝方向同樣也很重要,因為水平方向放置時負載等于有效載荷重量乘以摩擦系數(shù),而豎直方向放置時負載等于重力。定位精度要求決定了應用所需滾珠絲杠的精度等級。以下表中顯示了不同類型滾珠絲杠的定位精度水平。

        背隙是指滾珠絲杠和滾珠螺母間的直線自由運動,可以通過預壓螺母進行調(diào)節(jié)。變導程預壓使螺母中的螺紋導程略小于絲杠導程,從而實現(xiàn)精確的預壓。這種預壓方式典型應用于既需要高重復精度又需要高剛度的場合。雙螺母調(diào)節(jié)預壓方式中兩個滾珠螺母通過中間的一個壓縮彈簧進行軸向預壓。這種預壓方式典型應用于重復定位要求高的定位應用。如果沒有預壓,那么絲杠和螺母間的軸向間隙通常為0.002-0.008英寸,具體數(shù)值取決于絲杠尺寸。無預壓滾珠絲杠通常應用于運輸或豎直應用。
        驅(qū)動系統(tǒng)類型是另一個基本絲杠參數(shù)。在絲杠驅(qū)動系統(tǒng)中,螺母是固定的,絲杠用于驅(qū)動;在螺母驅(qū)動系統(tǒng)中,絲杠是固定的,螺母用于驅(qū)動。
        滾珠絲杠末端安裝方式有支承和固定兩種形式。末端支承形式只在單點對滾珠絲杠進行支承,不能夠承受彎矩。末端固定形式能夠承受彎矩,因為它通常使用兩個充分隔開的軸承進行支承,因此能夠保證滾珠絲杠垂直于旋轉(zhuǎn)軸承端面。末端固定形式能夠提供較大的裂斷強度和更高的臨界轉(zhuǎn)速。而另一方面,末端支承形式結構更加緊湊,成本更低。末端支承形式通常比末端固定形式更容易調(diào)整和安裝,因此安裝成本通常更低一些。滾珠絲杠的固定方式通常有:
        ? 一端固定,一端自由
        ? 兩端支承
        ? 一端固定一端支承
        ? 兩端固定
       
應用參數(shù)
        首先要確定的應用參數(shù)是負載方向和水平。滾珠絲杠最好只承受軸向負載。滾珠絲杠在壓縮載荷下避免屈曲的能力叫做裂斷強度。滾珠絲杠必須承受軸向力,這個力與電機扭矩作用在滾珠螺母上的力大小相等,方向相反。總地來說,裂斷強度決定了設計參數(shù),因為對于長柱形產(chǎn)品,裂斷強度遠低于其抗壓強度。因為長徑比對于裂斷屈曲非常重要,于是滾珠絲杠的壓縮負載強度將取決于絲杠的長度。在支承相同負載而不發(fā)生屈曲的情況下,兩端固定滾珠絲杠的長度可以是兩端支承滾珠絲杠長度的1.5倍,是一端自由滾珠絲杠長度的2.5倍。

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