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关于滚珠丝杠副选型的若干事项

发布日期:2022-05-18 点击率:105

        简介

        滚珠丝杠副是一种将旋转运动转化为直线运动或将直线运动转化为旋转运动的装置。滚珠丝杠副由滚珠丝杠和含有循环滚珠的螺母组成。丝杠和螺母都有与滚珠配合的滚道,二者通过循环滚珠联接在一起。传递的力均布在大量的滚珠上,这样每个滚珠上承载的力就会相对较小。因为滚珠丝杠副含有滚动体,因此摩擦系数非常小。滚珠丝杠副的机械效率通常大于90%,因此较高的初始安装费用通常可以用降低使用功耗来抵消。滚珠丝杠及其它直线执行器的特点总结如下表所示:

滚珠丝杠及其它直线执行器特点

        滚珠丝杠的重要技术参数
       
可选输入参数
        可选输入参数能够让设计工程师在滚珠丝杠选型的早期就能够根据特定性能来选择具体类型的滚珠丝杠。值得注意的是,指定可选输入参数可能会不必要地限制滚珠丝杠的选择范围。例如,如果你选择了公制产品系列,那就会放弃掉所有的英制系列产品,但英制的滚珠丝杠也很可能很好地适合此应用。
       
系统基本参数
        系统基本参数确定了应用要求的基本几何尺寸。系统的安装方向同样也很重要,因为水平方向放置时负载等于有效载荷重量乘以摩擦系数,而竖直方向放置时负载等于重力。定位精度要求决定了应用所需滚珠丝杠的精度等级。以下表中显示了不同类型滚珠丝杠的定位精度水平。

        背隙是指滚珠丝杠和滚珠螺母间的直线自由运动,可以通过预压螺母进行调节。变导程预压使螺母中的螺纹导程略小于丝杠导程,从而实现精确的预压。这种预压方式典型应用于既需要高重复精度又需要高刚度的场合。双螺母调节预压方式中两个滚珠螺母通过中间的一个压缩弹簧进行轴向预压。这种预压方式典型应用于重复定位要求高的定位应用。如果没有预压,那么丝杠和螺母间的轴向间隙通常为0.002-0.008英寸,具体数值取决于丝杠尺寸。无预压滚珠丝杠通常应用于运输或竖直应用。
        驱动系统类型是另一个基本丝杠参数。在丝杠驱动系统中,螺母是固定的,丝杠用于驱动;在螺母驱动系统中,丝杠是固定的,螺母用于驱动。
        滚珠丝杠末端安装方式有支承和固定两种形式。末端支承形式只在单点对滚珠丝杠进行支承,不能够承受弯矩。末端固定形式能够承受弯矩,因为它通常使用两个充分隔开的轴承进行支承,因此能够保证滚珠丝杠垂直于旋转轴承端面。末端固定形式能够提供较大的裂断强度和更高的临界转速。而另一方面,末端支承形式结构更加紧凑,成本更低。末端支承形式通常比末端固定形式更容易调整和安装,因此安装成本通常更低一些。滚珠丝杠的固定方式通常有:
        ? 一端固定,一端自由
        ? 两端支承
        ? 一端固定一端支承
        ? 两端固定
       
应用参数
        首先要确定的应用参数是负载方向和水平。滚珠丝杠最好只承受轴向负载。滚珠丝杠在压缩载荷下避免屈曲的能力叫做裂断强度。滚珠丝杠必须承受轴向力,这个力与电机扭矩作用在滚珠螺母上的力大小相等,方向相反。总地来说,裂断强度决定了设计参数,因为对于长柱形产品,裂断强度远低于其抗压强度。因为长径比对于裂断屈曲非常重要,于是滚珠丝杠的压缩负载强度将取决于丝杠的长度。在支承相同负载而不发生屈曲的情况下,两端固定滚珠丝杠的长度可以是两端支承滚珠丝杠长度的1.5倍,是一端自由滚珠丝杠长度的2.5倍。

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