机械系统设计

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1-,*,学习目标,1,了解机械系统部件的种类及其各自的类型,2,掌握常用的机械传动部件的特点及选型设计,3,掌握常用的导向支承部件的选择与设计,第,2,章 机械系统设计,9/17/2024,1,1-,机电一体化系统的机械系统的主要功能是：,完成一系列机械运动，每一个机械运动可单独由控制电动机、传动机构和执行机构组成的子系统来完成，而这些子系统要由计算机协调和控制，以完成整个系统的功能要求。,其设计要从系统的角度进行合理化和最优化设计。除了考虑一般机械设计要求外，还必须考虑机械结构因素与整个伺服系统的性能参数及电气参数的匹配，以获得良好的伺服性能。,除,要求具有较高的定位精度之外，,还应,具有良好的动态响应特性，就是说响应要快、稳定性要好。,2.1,概 述,9/17/2024,2,1-,第,2,章 机械系统设计,典型的机电一体化系统，通常由控制部件、接口电路、功率放大电路、执行元件、机械传动部件、导向支承部件，以及检测传感部件等部分组成。,机械系统一般由减速装置、丝杠螺母副、蜗轮蜗杆副等各种线性传动部件及连杆机构、凸轮机构等非线性传动部件、导向支承部件、轴系及机架或箱体等组成。,2.1,机械系统部件的设计要求,9/17/2024,3,1-,2.1.1,机械系统的组成,概括地讲，机电一体化机械系统主要包括传动机构,导向机构,执行机构这三大机构。,1.,传动机构,不仅是转速和转矩的变换器，而且已成为伺服系统的一部分，它要根据伺服控制的要求进行选择设计，以满足整个机械系统良好的伺服性能。,因此传动机构除了要满足传动精度的要求外，还要满足,小型、轻量、高速、低噪声和高可靠性,的要求。,9/17/2024,4,1-,2.,导向机构 其作用是支承和导向，为机械系统中各运动装置能安全、准确地完成其特定方向的运动提供保障，一般指导轨、轴承等。,3.,执行机构 用来完成操作任务的直接装置。其根据操作指令的要求在动力源的带动下完成预定的操作。一般要求它具有,较高的灵敏度、精确度以及良好的重复性和可靠性,。 由于计算机的强大功能，使传统的作为动力源的电动机发展为具有动力、变速与执行等多重功能的伺服电动机，从而大大简化了传动和执行机构。,除以上三部分外，机电一体化系统的机械部分通常还包括机座、支架、壳体等。,9/17/2024,5,1-,为确保机械系统的传动精度和工作稳定性，提出,无间隙、低摩擦、低惯量、高刚度、高谐振频率、适当的阻尼比,等要求。采取措施：,1),低摩擦,采用低摩擦阻力的传动部件和导向支承部件；,2),短传动链,缩短传动链，提高传动与支承刚度；,3),最佳传动比,选用最佳传动比，以达到提高系统分辨率、减少等效到执行元件输出轴上的等效转动惯量，尽可能提高加速能力；,4),反向死区误差小,缩小反向死区误差，如采取消除传动间隙、减少支承变形的措施；,5),高刚性,改进支承及架体的结构设计以提高刚性、减少振动、降低噪声。,2.1.2,对机械系统的要求,除要求具有较高的定位精度之外，还应具有良好的动态响应特性，就是说响应要快、稳定性要好。,9/17/2024,6,1-,常用的机械传动部件有螺旋传动、齿轮传动、同步带传动、高速带传动、各种非线性传动部件等。,主要功能是传递转矩和转速；实质上是一种转矩、转速变换器。,目的是使执行元件与负载之间在转矩与转速方面得到最佳匹配。,其传动类型、传动方式、传动刚性以及传动的可靠性对机电一体化系统的精度、稳定性和快速响应性有重大影响。,应设计和选择,传动间隙小、精度高、体积小、重量轻、运动平稳、传递转矩大,的传动部件。,2.1.2,机械系统设计的任务,9/17/2024,7,1-,随着机电一体化技术的发展，要求传动机构不断适应新的技术要求。,1),精密化,根据其性能的需要提出适当的精密度要求。,2),高速化,机械传动机构应能适应高速运动的要求。,3),小型化、轻量化,提高运动灵敏度,(,快速响应性,),、,减小冲击、降低能耗。,第,2,章 机械系统设计,2.1.2,对机械系统的要求,9/17/2024,8,1-,高精度，高响应速度，稳定性好及足够的功率。,1),传动精度,由传动部件的,制造误差，装配误差，传动间隙和弹性变形,引起。,2),响应速度,对于伺服系统来说，数据的运算和处理速度远比机械装置的运动速度快，机械系统的响应主要取决于加速度，从传动机构角度看，主要,减小摩擦力矩，减小电动机的负载和转动惯量，提高传动效率,。,3),稳定性,稳态误差小，动态特性好，,提高传动系统的的固有频率同时提高系统的阻尼,。,第,2,章 机械系统设计,2.1.2,伺服系统的设计要求,9/17/2024,9,1-,表,2-1,传动机构及其功能,基本功能,运动的变换 动力的变换,传动机构形式行程方向速度大小形式,丝杠螺母,齿轮,齿轮齿条,链轮链条,带、带轮,缆绳、绳轮,杠杆机构,连杆机构,凸轮机构,摩擦轮,万向节,软轴,蜗轮蜗杆,间歇机构,9/17/2024,10,1-,在机械传动中，从驱动元件，传动部件到执行机构，系统各部分的惯性都是考虑的。惯性不但影响传动系统的启停特性，也影响控制的快速性，位置偏差和速度偏差。,第,2,章 机械系统设计,2.1.3,机械参数对系统性能的影响,在不影响刚度的条件下，机械部件的惯性要小，就要减小和合理分配机械的质量，以减小机械部件的惯量和转动惯量。,惯量和转动惯量增大，使系统的机械常数增大，固有频率降低，使机械负载增大；使系统响应速度变慢，降低灵敏度，伺服特性变差使系统的固有频率下降，容易产生谐振,使电气驱动部件的谢振频率减低，而阻尼增加。,一 惯量对系统性能的影响,9/17/2024,11,1-,（二）刚度,(,指抵抗变形的能力,),采用弹性模量高的材料，合理选择零件的截面形状和尺寸，对齿轮、丝杠、轴承施加预紧力等方法提高系统的刚度。,对于伺服机械传动系统，,增大系统的传动刚度有以下好处,：,（,1,）减少机构弹性变形，从而减少伺服系统的动力损失即可以减少系统的死区误差（失动量），有利于提高传动精度,可达到明显的节能效果；,（,2,）可以提高系统的固有频率，不易产生共振,有利于系统的抗振性；,（,3,）可以增加闭环控制系统的稳定性。,第,2,章 机械系统设计,2.1.3,机械参数对系统性能的影响,9/17/2024,12,1-,(,三,),、摩擦,:,静摩擦力、库仑摩擦力和粘性摩擦力（动摩擦力,=,库仑摩擦力,+,粘性摩擦力）。,负载处于静止状态时，摩擦力为静摩擦力，随着外力的增加而增加，最大值发生在运动前的瞬间。运动一开始，静摩擦力消失，静摩擦力立即下降为库仑摩擦力，大小为一常数,F=,mg,，随着运动速度的增加，摩擦力成线性的增加，此时的摩擦力为粘性摩擦力（与速度成正比的阻尼称为粘性阻尼）。,摩擦对机电一体化伺服系统的主要影响是：降低系统的响应速度；引起系统的动态滞后和产生系统误差；在接近非线性区，即低速时产生爬行。,根据经验，克服摩擦力所需的电机转矩,Tf,与电动机额定转矩,TK,的关系为,0.2TK,Tf,0.3 TK,9/17/2024,13,1-,爬行就产生在这非线形区。,在使用中应尽可能减小静摩擦力与动摩擦力的差值；并使动摩擦力尽可能小且为正斜率较小的变化 。,9/17/2024,14,1-,爬行,当丝杠,1,作极低的匀速运动时，工作台,2,可能会出现,快一慢或跳跃式的运动，这种现象称为,爬行,。,9/17/2024,15,1-,由上述分析可知，,低速进给爬行现象的产生主要取决于下列因素：, 静摩擦力与动摩擦力之差，这个差值越大，越容易产生爬行。, 进给传动系统的刚度,K,越小、越容易产生爬行。, 运动速度太低。,9/17/2024,16,1-,消除爬行现象的途径（实际做法）, 提高传动系统的刚度,a,在条件允许的情况下，适当提高各传动件或组件的刚度，减小各传动轴的跨度，合理布置轴上零件的位置。如适当的加粗传动丝杠的直径，缩短传动丝杠的长度，减少和消除各传动副之间的间隙。,b,尽量缩短传动链，减小传动件数和弹性变形量。,c,合理分配传动比，使多数传动件受力较小，变形也小。,d,对于丝杠螺母机构，应采用整体螺母结构，以提高丝杠螺母的接触刚度和传动刚度。, 减少摩擦力的变化,a,用滚动摩擦、流体摩擦代替滑动摩擦，如采用滚珠丝杠、静压螺母、滚动导轨和静压导轨等。从根本上改变摩擦面间的摩擦性质，基本上可以消除爬行。,b,选择适当的摩擦副材料，降低摩擦系数。,c,降低作用在导轨面的正压力，如减轻运动部件的重量，采用各种卸荷装置，以减少摩擦阻力。,d,提高导轨的制造与装配质量，采用导轨油等都可以减少摩擦力的变化。,9/17/2024,17,1-,（五）谐振频率,对于闭环系统，要求机械传动系统中的最低固有频率（最低共振频率）必须大于电气驱动部件的固有频率。,对于机械传动系统，它的固有频率取决于系统各环节的刚度及惯量，因此在机械传动系统的结构设计中，应尽量降低惯量，提高刚度，达到提高传动系统固有频率的目的。,一般要求机械传动系统最低固有频率,WOI300rad,s,，其他机械系统,WOI600rad,s,。,（四）阻尼,大阻尼能抑制振动的最大振幅，且使振动快速衰减，但同时也使系统的稳态误差增大，精度降低，因此阻尼应适中。在系统设计时，考虑综合性能指标，一般取,0.5 0.8,之间。,9/17/2024,18,1-,（六）间隙,对于系统闭环以外的间隙,，对系统稳定性无影响，但影响到伺服精度。,对于系统闭环内的间隙，,在控制系统有效控制范围内对系统精度、稳定性影响较小，但反馈通道上的间隙要比前向通道上的间隙对系统影响较大。,9/17/2024,19,1-,螺旋传动是机电一体化系统中常用的一种传动形式。它利用螺杆与螺母的相对运动， 将旋转运动变为直线运动，其运动关系为,L,=,式中,:,L,螺杆,(,或螺母,),的位移； ,P,h,导程； ,螺杆和螺母间的相对转角。,2.2,传动机构设计,2.2.1,丝杠螺母机构基本传动形式,9/17/2024,20,1-,2.2,传动机构设计,2.2.1,丝杠螺母机构基本传动形式,实现将旋转运动变换为直线运动或将直线运动变换为旋转运动,用于机构之间能量的传递和运动形式的传递,9/17/2024,21,1-,丝杠螺母的分类,特点：,低速，间歇工作，传递轴向力大，能自锁,9/17/2024,22,1-,丝杠螺母的分类,9/17/2024,23,1-,丝杠螺母的分类,9/17/2024,24,1-,丝杠螺母的分类,9/17/2024,25,1-,丝杠螺母的分类,9/17/2024,26,1-,2.2,传动机构设计,2.2.1,丝杠螺母机构基本传动形式,实现将旋转运动变换为直线运动或将直线运动变换为旋转运动,用于机构之间能量的传递和运动形式的传递,9/17/2024,27,1-,螺母本身就起着支承作用，从而简化了结构，消除了螺杆与轴承之间可能产生的轴向窜动，容易获得较高的传动精度。缺点是所占轴向尺寸较大,(,螺杆行程的两倍加上螺母高度,),，刚性较差。因此该形式仅适用于行程短的情况。,9/17/2024,28,1-,适用于工作行程较长的情况。,9/17/2024,29,1-,9/17/2024,30,1-,9/17/2024,31,1-,9/17/2024,32,1-,设丝杆,2,左、右两段螺纹的旋向相同，且导程分别为,Ph1,和,Ph2,。当螺杆转动,角时，可动螺母,1,的移动距离为,L=,(Ph1-Ph2),如果,Ph1,与,Ph2,相差很小，则,L,很小。因此差动螺旋常用于各种微动装置中。,9/17/2024,33,1-,若丝杆,2,左、右两段螺纹的旋向相反，则当丝杆转动,角时，可动螺母,2,的移动距离为,L=,(Ph1+Ph2),可见，此时差动螺旋变成快速移动螺旋，即螺母,1,相对固定螺母快速趋近或离开。这种螺旋装置用于要求快速夹紧的夹具或锁紧装置中。,9/17/2024,34,1-,9/17/2024,35,1-,9/17/2024,36,1-,9/17/2024,37,1-,9/17/2024,38,1-,9/17/2024,39,1-,9/17/2024,40,1-,9/17/2024,41,1-,9/17/2024,42,1-,9/17/2024,43,1-,滑动螺旋传动的特点,滑动螺旋传动具有传动比大、驱动负载能力强和自锁等特点。,1.,降速传动比大 螺杆,(,或螺母,),转动一转，螺母,(,或螺杆,),移动一个螺距,(,单头螺纹,),。因为螺距一般很小，所以在转角很大的情况下，能获得很小的直线位移量，可以大大缩短机构的传动链，因而螺旋传动结构简单、紧凑，传动精度高，工作平稳。,9/17/2024,44,1-,2.,具有增力作用 只要给主动件,(,螺杆,),一个较小的输入转矩，从动件即能得到较大的轴向力输出，因此螺旋传动带负载能力较强。,3.,能自锁 当螺旋线升角小于摩擦角时，螺旋传动具有自锁作用。,4.,效率低、磨损快 由于螺旋工作面为滑动摩擦，致使其传动效率低,(,约,30,40,),，磨损快，因此不适于高速和大功率传动。,9/17/2024,45,1-,第,2,章 机械系统设计,2.2.2,滚珠丝杠传动部件,滑动螺旋传动的接触面间存在着较大的滑动摩擦阻力，传动效率低，磨损快、精度不高，使用寿命短，已不能适应机电一体化设备在高速度、高效率、高精度等方面的要求。滚珠螺旋传动则是为了适应机电一体化机械系统的要求而发展起来的一种,新型传动机构。,9/17/2024,46,1-,第,2,章 机电一体化系统的机械系统部件选择与设计,2.2.2,滚珠丝杠传动部件,9/17/2024,47,1-,2.,滚珠丝杠副的特点滚珠丝杠副是滑动丝杠副的发展与延伸，属于螺旋机构。与滑动丝杠相比，滚珠丝杠具有以下特点：（,1,）传动效率高：以滚动摩擦代替了滑动摩擦，整个传动副的驱动力矩减少至滑动丝杠的,1/3,左右，传动效率达到,90%,以上，发热率大幅降低。（,2,）定位精度高：由于发热率低，温升小，可以采取预拉伸（预紧）消除轴向间隙等措施，因此滚珠丝杠副具有高的定位精度和重复定位精度。（,3,）传动可逆性：能够实现两种传动方式，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并传递动力。,9/17/2024,48,1-,（,4,）使用寿命长：由于对丝杠滚道形状的准确性、表面硬度、材料的选择等方面加以严格控制，因而滚珠丝杠副的实际寿命远高于滑动丝杠副。（,5,）同步性能好：由于滚珠丝杠副具有运转顺滑、消除了轴向间隙以及制造的一致性等特点，因此，当采用多套滚珠丝杠副驱动同一装置或多个相同部件时，可获得很好的同步性能。但是，与滑动丝杠副相比较，滚珠丝杠副的缺点是结构和制造工艺比较复杂、成本较高；另外，滚珠丝杠副不具有自锁性，尤其是垂直安装时需增加制动装置。,9/17/2024,49,1-,1.,滚珠丝杠副的工作原理,滚珠丝杠副是指在丝杠（具有螺旋槽的螺杆）与螺母之间，连续填满滚珠等作为中间体的丝杠副。滚珠丝杠副由丝杠、螺母、滚动体和滚动体循环装置组成。右图为滚珠丝杠副的结构原理图。,工作时，螺母,4,与需作直线往复运动的零部件相连，丝杠,1,旋转带动螺母,4,作直线往复运动，从而带动零部件作直线往复运动。在丝杠,1,、螺母,4,和端盖,2,（滚珠循环装置）上都制有螺旋槽，由这些槽对合起来形成滚珠循环通道，滚珠,3,在此通道内循环滚动。为了防止滚珠,3,从螺母中掉出，螺母螺旋槽的两端应封住。,9/17/2024,50,1-,9/17/2024,51,1-,第,2,章 机电一体化系统的机械系统部件选择与设计,2.2.2,滚珠丝杠传动部件,9/17/2024,52,1-,2.,滚珠丝杠副的典型结构类型,从,螺纹滚道的截面形状,、,滚珠的循环方式,和,消除轴向间隙的调整方法,进行区别。,螺纹滚道型面,(,法向,),的形状及主要尺寸,a),单圆弧形,滚道形面与滚珠,接触点之法线与丝,杠轴向之垂线间的,夹角,被称为接触,角，一般为,45,。,增大时，传动效率,、周向刚度及承载能力也随之增大。易得到较高加工精度。,但其接触角随着初始间隙和轴向力的变化而变化，因此，其效率、承载能力和轴向刚度均不够稳定。,b,),双圆弧形：,在工作过程中基本不变。两弧相交之处有一小空隙，可使滚道底部与滚珠不接触，并能存储一定的润滑油以减少磨擦摩损。加工成本较高。,9/17/2024,53,1-,滚珠的循环方式有内循环和外循环二种,。,第,2,章 机电一体化系统的机械系统部件选择与设计,2.2.2,滚珠丝杠传动部件,内循环,-,滚珠在循环过程中始终与丝杆表面保持接触。,在螺母,2,的侧面孔内装有接通相邻滚道的反向器,4,，利用反向器引导滚珠,3,越过丝杆,1,的螺纹顶部进入相邻滚道，形成一个循环回路。一般在同一螺母上装有,2-4,个滚珠用反向器，并沿螺母圆周均匀分布。,优点是滚珠循环的回路短、流畅性好、效率高、螺母的径向尺寸也较小。其不足是反向器加工困难、装配调整也不,方便。,9/17/2024,54,1-,浮动式反向器的内循环滚珠丝杠副,结构特点是反向器,l,上的安装孔有,0.010.015mm,的配合间隙，反向器弧面上加工有圆弧槽，槽内安装拱形片簧,4,，外有弹簧套,2,，藉助拱形片簧的弹力，始终给反向器一个径向推力，使位于回珠圆弧槽内的滚珠与丝杆,3,表面保持一定的压力，从而使槽内滚珠代替了定位键而对反向器起到自定位作用。,第,2,章 机电一体化系统的机械系统部件选择与设计,2.2.2,滚珠丝杠传动部件,优点：在高频浮动中达到回珠圆弧槽进出口的自动对接，通道流畅、摩擦特性较好，更适用于高速、高灵敏度、高刚性的精密进给系统。,9/17/2024,55,1-,外循环,-,外循环方式中的滚珠在循环返向时，离开丝杆螺纹滚道，在螺母体内或体外作循环运动。,第,2,章 机电一体化系统的机械系统部件选择与设计,2.2.2,滚珠丝杠传动部件,滚珠在每一循环中绕经螺纹滚道的圈数称为工作圈数。内循环的工作圈数是一列只有一圈，因而回路短，滚珠少，滚珠的流畅性好，效率高。此外，它的径向尺寸小，零件少，装配简单。内循环的缺点是反向器的回珠槽具有空间曲面，加工较复杂。,9/17/2024,56,1-,螺旋槽式,是指直接在螺母,1,外圆柱面上铣出螺旋线形的凹槽作为滚珠循环通道，凹槽的两端钻出两个通孔分别与螺纹滚道相切，同时用两个挡珠器,4,引导滚珠,3,通过这两通孔，用套筒,2,或螺母座内表面盖住凹槽，从而构成滚珠循环通道。,特点,;,工艺简单、,易于制造、,螺母径向尺寸小、,档珠器刚性差，易磨损。,9/17/2024,57,1-,插管式,是指用管,2,代替螺旋槽式中的凹槽，把弯管的两端插入螺母,3,上与螺纹滚道相切的两个通孔内，外加压板,1,用螺钉固定，用弯管的端部或其他形式的挡珠器引导滚珠,4,进出弯管，以构成循环通道。,特点：,结构简单，容易制造。,工艺性好，适于批量生产。,弯管突出在螺母的外部，径向尺寸较大。,若用弯管端部作挡珠器，则耐磨性较差。,9/17/2024,58,1-,插管式,插管式,9/17/2024,59,1-,端盖式,在螺母,1,上钻有一个纵向通孔作为滚珠返回通道，螺母两端装有铣出短槽的端盖,2,，短槽端部与螺纹滚道相切，并引导滚珠返回通道，构成滚珠循环回路。,端盖式的优点是结构紧凑，工艺性好。缺点是滚珠通过短槽时容易卡住。,9/17/2024,60,1-,3,、结构中的几个名词：,列数：钢珠每一个循环为一列。,圈数,;,每一列内每个导程为一圈。,增加圈数和列数，可以提高承载能力和刚度。,外循环圈数：,1.5,；,2.5,；,3.5,等,9/17/2024,61,1-,滚珠丝杠副的主要尺寸参数,公称直径,d,0,:,指滚珠与螺纹滚道在理论接触角状态时包络滚珠球心的圆柱直径,是滚珠丝杠副的特征（或名义）尺寸。,基本导程,l,0,(,或螺距,t,),：,它指滚珠螺母相对于滚珠丝杆旋转,2,弧度时的行程（螺母上基准点的轴向位移）。,行程,l,：转动滚珠丝杆或螺母时，滚珠丝杆或滚珠螺母的轴向位移量。,还有滚珠丝杆螺纹外（大）径,d,、滚珠丝杆螺纹底径,d,1,、滚珠直径,d,b,、滚珠螺母体螺纹底径,D,1,、,螺母螺纹大径,D,、滚珠丝杆螺纹全长,1,等。,9/17/2024,62,1-,滚珠丝杠副的精度等级,根据,JB3162.2-1982,标准，对滚珠丝杠副的精度分成,C,、,D,、,E,、,F,、,G,、,H,六个等级，最高精度为,C,级，最低精度为,H,级；而,JB316-2.2-1991,为,1,、,2,、,3,、,4,、,5,、,7,、,10,共七个等级，,最高级为,1,级，最低级为,10,级,。,数控机床、精密仪器等用于开环和半闭环进给系统，根据定位精度和重复定位精度的要求,精度等级可选用,1,、,2,、,3,级，一般动力传动可选,4,、,5,级，全闭环系统可选,2,、,3,、,4,级。,基本导程的大小应根据精度要求确定。精度要求高时应选取较小的基本导程。有试验可知，第一、第二和第三圈（或列）分别承受轴向载荷的,50%,、,30%,和,20%,左右。因此，工作圈（或列）数一般取,2.5,（或,2,）,-3.5,（或,3,）。滚珠总数,N,一般不超过,150,个,.,9/17/2024,63,1-,消除轴向间隙的调整预紧方法,如果滚珠螺旋副中有轴向间隙或在载荷作用下滚珠与滚道接触处有弹性变形，则当螺杆反向转动时，将产生空回误差。为了消除空回误差，在螺杆上可装配两个螺母,1,和,2,，调整两个螺母的轴向位置，使两个螺母中的滚珠在承受载荷之前就以一定的压力分别压向与螺杆螺纹滚道相反的侧面，使其产生一定的变形。这样既可消除轴向间隙，提高传动精度,也可提高轴向刚度。,9/17/2024,64,1-,1,双螺母垫片调整预紧式,调整垫片,l,的厚度，可使两螺母,2,产生相对位移，以达到消除间隙、产生预紧拉力之目的。,其特点是结构简单,刚度高、预紧可靠，但使用中调整不方便。其缺点是精确调整比较困难，并且当滚道磨损时不能随意调整，除非更换垫圈。因此，该方法适用于一般精度的传动机构。,9/17/2024,65,1-,2,双螺母螺纹预紧式,螺母,3,的外端有凸缘，而螺母,4,的外端虽无凸缘，但制有螺纹，并通过二个圆螺母固定。调整时旋转圆螺母,2,消除轴向间隙并产生一定的预紧力，然后用锁紧螺母,1,锁紧。预紧后两个螺母中的滚珠相向受力，从而消除轴向间隙。,结构简单、刚性好、预紧可靠，使用中调整方便，但不能精确定量,地进行调整。,9/17/2024,66,1-,3,双螺母齿差预紧式,两个螺母的两端分别制有圆柱齿轮,3,，两者齿数相差一个齿，通过两端的两个内齿轮,2,与上述圆柱齿轮相啮合并用螺钉和定位销固定在套简,1,上。,调整时先取下两端的内齿轮,2,，当两个滚珠螺母相对于套筒同一方向转动同一个齿后固定，则一个滚珠螺母相对于另一个滚珠螺母产生相对角位移，使两个滚珠螺母产生相对移动，从而消除间隙并产生一定的预紧力。其特点是可实现定量调整即可进行精密微调。,9/17/2024,67,1-,调整时，先取下内齿轮，将两个螺母相对螺母座同方向转动一定的齿数，然后把内齿轮复位固定。 此时，两个螺母之间产生相应的轴向位移，从而达到调整的目的。当两个螺母按同方向转过一个齿时，其相对轴向位移为,L=,Ph=,Ph=,式中，,Ph,为导程。如果,z1=99,，,z2=100,，,Ph=8 mm,，则,L=0.8,m,。可见，这种方法的特点是调整精度很高，工作可靠,但结构复杂，加工工艺和装配性能较差。,在螺母,1,和,2,的凸缘上切出齿数相差一个齿的外齿轮,(z2,z1+1),，把其装入螺母座中分别与具有相应齿数,(z1,和,z2),的内齿轮,3,和,4,啮合。,9/17/2024,68,1-,9/17/2024,69,1-,止推轴承分别装在滚珠丝杠的两端并施加预紧力。特点：轴向刚度较高，预拉伸安装时，预紧力较大，但轴承寿命比双推一双推式低。,滚珠丝杠副的支承方式,滚珠丝杠副的支承形式不同（安装方式不同），将影响到丝杠的轴向刚度和传动精度，各种安装方式各有优缺点，应视不同需要而定，在设计安装时应认真考虑。为了提高轴向刚度，常用以止推轴承为主的轴承组合来支承丝杠，当轴向载荷较小时，也可用向心推力轴承来支承丝杠。常用轴承的组合方式有：,9/17/2024,70,1-,(2),双推,-,双推式,：两端分别安装止推轴承与深沟球轴承的组合，并施加预紧力，其轴向刚度最高。该方式适合于高刚度、高转速、高精度的精密丝杠传动系统。但随温度的升高会使丝杠的预紧力增大，易造成两端支承的预紧力不对称。,9/17/2024,71,1-,(3),双推,-,简支式：,一端安装止推轴承与深沟球轴承的组合，另一端仅安装深沟球轴承，其轴向刚度较低，使用时应注意减少丝杠热变形的影响。双推端可预拉伸安装，预紧力小，轴承寿命较高，适用于中速、传动精度较高的长丝杠传动系统。,9/17/2024,72,1-,(4),双推,-,自由式,：一端安装止推轴承与深沟球轴承的组合，另一端悬空呈自由状态，故轴向刚度和承载能力低，多用于轻载、低速的垂直安装的丝杠传动系统。,9/17/2024,73,1-,轴承的组合安装支承示例,(1),简易单推,-,单推式支承,9/17/2024,74,1-,(3),双推,-,自由式支承,9/17/2024,75,1-,(4),双推,-,双推式支承,9/17/2024,76,1-,滚珠丝杠支撑形式,1,、两端固定,2,、一端固定一端简支,2,、两端支承,4,、一端固定一端自由,9/17/2024,77,1-,滚珠丝杠支撑形式,9/17/2024,78,1-,