第五章 丝杆螺母传动

机电一体化系统设计机电一体化系统设计第四章第四章 丝杠螺母传动丝杠螺母传动1、丝杠螺母传动、丝杠螺母传动（1 1） 丝杠螺母机构的主要构成丝杠螺母机构的主要构成丝杠丝杠 + + 丝杠螺母丝杠螺母 + +减摩介质减摩介质滚动体（回珠装置）滚动体（回珠装置）机电一体化系统设计机电一体化系统设计第四章第四章 丝杠螺母传动丝杠螺母传动作用：作用： 用于机构之间能量的传递和运动形式的传用于机构之间能量的传递和运动形式的传递。递。功能：功能： 实现旋转运动与直线运动之间相互转换或调实现旋转运动与直线运动之间相互转换或调整。整。机电一体化系统设计机电一体化系统设计第四章第四章 丝杠螺母传动丝杠螺母传动（3 3） 丝杠螺母机构的分类及特点丝杠螺母机构的分类及特点1）按功能分）按功能分a) 传递力传递力/能量为主（传力螺旋）能量为主（传力螺旋）千斤顶千斤顶压力机压力机机电一体化系统设计机电一体化系统设计第四章第四章 丝杠螺母传动丝杠螺母传动特点特点： 低速、间歇工作，传递低速、间歇工作，传递轴向力大、能自锁。轴向力大、能自锁。机电一体化系统设计机电一体化系统设计第四章第四章 丝杠螺母传动丝杠螺母传动b) 传递运动为主（传动螺旋）传递运动为主（传动螺旋）机床工作台的进给丝杠机床工作台的进给丝杠特点特点： 速度高、连续工作、精度高。速度高、连续工作、精度高。机电一体化系统设计机电一体化系统设计第四章第四章 丝杠螺母传动丝杠螺母传动c) 调整位置（调整螺旋）调整位置（调整螺旋）特点特点：受力较小且不经常转动：受力较小且不经常转动 。虎钳虎钳微调螺旋微调螺旋机电一体化系统设计机电一体化系统设计第四章第四章 丝杠螺母传动丝杠螺母传动2）按摩擦方式分）按摩擦方式分a）滑动丝杠螺母机构滑动丝杠螺母机构：优点：优点：a) 结构简单结构简单b) 加工方便加工方便c) 成本低成本低d)具有自锁功能具有自锁功能缺点：缺点：a) 摩擦阻力较大摩擦阻力较大b)传动效率低传动效率低(30%40%)机电一体化系统设计机电一体化系统设计第四章第四章 丝杠螺母传动丝杠螺母传动b）滚动丝杠螺母机构滚动丝杠螺母机构：优点：优点：a) 传动效率高（传动效率高（92%98%）b) 摩擦阻力小摩擦阻力小c) 传动精度高传动精度高缺点：缺点：a) 结构复杂结构复杂b)成本高成本高c)无自锁功能无自锁功能机电一体化系统设计机电一体化系统设计第四章第四章 丝杠螺母传动丝杠螺母传动 设螺杆设螺杆2左、右两段螺纹的旋向相同左、右两段螺纹的旋向相同,且导且导程分别为程分别为Ph1和和Ph2 。当螺杆。当螺杆2转动转动角时角时,可动可动螺母螺母1的移动距离的移动距离L为为)(221hhPPL 如果如果Ph1 与与Ph2相差很小相差很小,则则 L很小。因此差很小。因此差动螺旋常用于各种动螺旋常用于各种微动装置微动装置中。中。机电一体化系统设计机电一体化系统设计第四章第四章 丝杠螺母传动丝杠螺母传动 若螺杆若螺杆2左、右两段螺纹的旋向相反左、右两段螺纹的旋向相反,则当则当螺杆螺杆2转动转动角时角时,可动螺母可动螺母1的移动距离为的移动距离为 12()2hhLPP 可见可见,此时差动螺旋变成快速移动螺旋此时差动螺旋变成快速移动螺旋,即螺即螺母母1相对固定端快速趋近或离开。这种螺旋装置相对固定端快速趋近或离开。这种螺旋装置用于要求用于要求快速夹紧的夹具或锁紧装置快速夹紧的夹具或锁紧装置中。中。机电一体化系统设计机电一体化系统设计第四章第四章 丝杠螺母传动丝杠螺母传动机电一体化系统设计机电一体化系统设计第四章第四章 丝杠螺母传动丝杠螺母传动2、滑动丝杠螺母传动、滑动丝杠螺母传动常见的联接结构有下列几种：常见的联接结构有下列几种：刚性连接刚性连接结构结构弹性连接弹性连接结构结构活动连接活动连接结构结构机电一体化系统设计机电一体化系统设计第四章第四章 丝杠螺母传动丝杠螺母传动（2 2）影响螺旋传动精度的因素）影响螺旋传动精度的因素1）螺纹参数误差）螺纹参数误差（1 1）螺距误差。）螺距误差。 （2 2）中径误差。）中径误差。（3 3）牙型半角误差。）牙型半角误差。 机电一体化系统设计机电一体化系统设计第四章第四章 丝杠螺母传动丝杠螺母传动几种常见的消除空回的方法：几种常见的消除空回的方法：利用单向作用力利用单向作用力利用调整螺母利用调整螺母利用塑料螺母利用塑料螺母机电一体化系统设计机电一体化系统设计第四章第四章 丝杠螺母传动丝杠螺母传动机电一体化系统设计机电一体化系统设计第四章第四章 丝杠螺母传动丝杠螺母传动1）按用途）按用途a) a) 定位定位滚珠丝杠滚珠丝杠 通过通过旋转角度旋转角度和导程控和导程控制轴向位制轴向位移量。移量。 称为称为 P P类类 滚珠滚珠丝杠。丝杠。机电一体化系统设计机电一体化系统设计第四章第四章 丝杠螺母传动丝杠螺母传动b) b) 传动传动滚珠丝杠滚珠丝杠 用于用于传动动力传动动力的滚珠丝的滚珠丝杠杠。 称为称为 T T类类 滚珠滚珠丝杠丝杠。机电一体化系统设计机电一体化系统设计第四章第四章 丝杠螺母传动丝杠螺母传动3）按滚珠循环方式）按滚珠循环方式 按滚珠在整个循环过程中与螺杆表面的按滚珠在整个循环过程中与螺杆表面的接触接触情况情况，滚珠的循环方式可分为，滚珠的循环方式可分为内循环内循环和和外循环外循环两两类。类。 机电一体化系统设计机电一体化系统设计第四章第四章 丝杠螺母传动丝杠螺母传动以下列出了四种典型支承方式及其特点。以下列出了四种典型支承方式及其特点。单推单推- -单推单推双推双推- -双推双推双推双推- -简支简支双推双推- -自由自由机电一体化系统设计机电一体化系统设计第四章第四章 丝杠螺母传动丝杠螺母传动单推单推- -单推单推1轴向刚度较高，预拉伸安装时预紧力较大；轴向刚度较高，预拉伸安装时预紧力较大；2预拉伸安装时，须加载荷较大，轴承寿命低；预拉伸安装时，须加载荷较大，轴承寿命低；3适宜中速、精度高，并可用双推适宜中速、精度高，并可用双推单推组合；单推组合；4. 轴承寿命比双推轴承寿命比双推双推式低。双推式低。 机电一体化系统设计机电一体化系统设计第四章第四章 丝杠螺母传动丝杠螺母传动双推双推- -双推双推1轴向刚度最高，预拉伸安装时预紧力较大；轴向刚度最高，预拉伸安装时预紧力较大；2预拉伸安装时，须加载荷较小，轴承寿命高；预拉伸安装时，须加载荷较小，轴承寿命高；3适宜高速、高精度，高刚度的精密丝杠传动系统。适宜高速、高精度，高刚度的精密丝杠传动系统。4. 由于工作时随着温度的升高会造成丝杠的预紧力由于工作时随着温度的升高会造成丝杠的预紧力 增大，因而易造成两端支承的预紧力不对称增大，因而易造成两端支承的预紧力不对称 。 机电一体化系统设计机电一体化系统设计第四章第四章 丝杠螺母传动丝杠螺母传动双推双推- -简支简支机电一体化系统设计机电一体化系统设计第四章第四章 丝杠螺母传动丝杠螺母传动双推双推- -自由自由1轴向刚度和承载能力低，与螺母位置有关；轴向刚度和承载能力低，与螺母位置有关；2双推端可预拉伸安装；双推端可预拉伸安装；3适宜中小载荷与低速，更适宜垂直安装，短丝杠。适宜中小载荷与低速，更适宜垂直安装，短丝杠。