滾珠絲桿的結(jié)構(gòu)和用途
滾珠絲桿的結(jié)構(gòu)和用途
滾珠絲桿是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的理想產(chǎn)品。
原則
滾珠絲桿機(jī)構(gòu)的工作原理與螺母與絲杠之間的傳動(dòng)原理基本相同。如果螺釘可以旋轉(zhuǎn)而螺母不能旋轉(zhuǎn)，請(qǐng)旋轉(zhuǎn)螺釘。由于螺母和負(fù)載滑塊與導(dǎo)向段（直線導(dǎo)軌、直線軸承）相連，螺母的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度受到限制，螺母轉(zhuǎn)動(dòng)。載荷只能在導(dǎo)向部件的作用下一起線性移動(dòng)。
分類
按制造方法區(qū)分：
目前市場上有兩種主要類型的滾珠絲桿機(jī)構(gòu)，具體取決于制造方法和精度。
磨削滾珠絲桿采用精密磨削方法加工（精度從CO-C7分為6個(gè)等級(jí)），精度高，但制造成本高，價(jià)格也高。
滾珠絲桿采用精密滾壓成型法制造（精度可分為C7至C10三個(gè)階段），雖然精度稍差，但制造成本也較低，因此價(jià)格低廉。
根據(jù)球循環(huán)
內(nèi)循環(huán)
外循環(huán)
內(nèi)循環(huán)式螺母徑向尺寸比外循環(huán)式螺母小，結(jié)構(gòu)緊湊，剛性高，但制造困難。由于反向器制造困難，價(jià)格高。
滾珠絲桿機(jī)構(gòu)端部固定方法
為了提高進(jìn)給系統(tǒng)的工作精度，需要設(shè)計(jì)具有高傳動(dòng)剛度的滾珠絲杠機(jī)構(gòu)。除了提高滾珠絲杠本體的剛性外，滾珠絲杠機(jī)構(gòu)還必須設(shè)計(jì)有足夠剛性的支撐結(jié)構(gòu)。而且必須正確完成。安裝。影響支撐結(jié)構(gòu)剛度的因素包括軸承剛度、軸承座剛度、軸承座與機(jī)械結(jié)構(gòu)的接觸面積、軸承剛度等。
1、滾珠絲杠載荷及載荷方向
滾珠螺母是滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的核心部件。注意滾珠絲杠機(jī)構(gòu)運(yùn)行時(shí)，滾珠螺母不能承受徑向或扭矩載荷，只能承受沿絲杠軸向的載荷。對(duì)的軸向載荷通過絲杠軸。在設(shè)計(jì)過程中，徑向和扭矩載荷不會(huì)直接施加到螺母上。否則會(huì)延長滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的壽命。施加徑向負(fù)載和扭矩負(fù)載，可能會(huì)縮短或發(fā)生故障。絲杠彎曲，螺母內(nèi)滾珠過載，傳動(dòng)不穩(wěn)定，精度降低，壽命明顯縮短。螺桿的徑向載荷主要是螺桿的自重。
滾珠絲杠機(jī)構(gòu)通常與導(dǎo)向部件（直線導(dǎo)軌、直線軸承等）一起使用。滾珠絲杠通過螺母僅提供沿導(dǎo)向方向所需的軸向力，其所承受的各種徑向和扭矩載荷的載荷和工作臺(tái)由剛性導(dǎo)向件支撐。
2、絲桿端部支撐結(jié)構(gòu)
螺桿有兩個(gè)基本的支撐結(jié)構(gòu)。
(1) 固定端
固定端又稱固定端，是制造商為方便用戶而設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，形成一個(gè)支撐單元，供用戶直接作為標(biāo)準(zhǔn)件訂購。圖為最典型的固定端結(jié)構(gòu)
固定端支撐單元集成了軸承座、軸承、軸承外端蓋、調(diào)整環(huán)、鎖緊螺母、密封圈等部件。軸承座中使用兩個(gè)角接觸球軸承來支撐絲杠的端部。軸承允許螺桿在固定端受到軸向和徑向約束。裝配時(shí)，可將軸承的內(nèi)圈和外圈用螺母和軸承外端蓋壓緊，以調(diào)整預(yù)緊力。
固定端支撐單元結(jié)構(gòu)
1-鎖緊螺母；2-保護(hù)墊圈；3-鎖緊螺釘；4-軸承外端蓋；1-擋圈；2-軸承座；3-軸承
5軸承座；6-密封圈；7-調(diào)節(jié)環(huán)；8-軸承
(2) 終止支持
支撐端的結(jié)構(gòu)比較簡單，僅由軸承片、彈性擋圈和軸承組成，螺桿的端部由支撐片的常用徑向球軸承支撐。這種類型的軸承徑向受約束，軸向不受約束，因此沒有限制。如果螺紋桿因熱變形而輕微拉伸，則支撐端可能會(huì)在軸向上輕微浮動(dòng)。確保螺桿仍然是直的。
為方便用戶，廠家針對(duì)不同情況設(shè)計(jì)制造了不同形狀的螺桿端部支撐單元，作為用戶選擇的標(biāo)準(zhǔn)件。用戶可以直接從制造商的樣品中選擇合適的規(guī)格并立即組裝。交貨快，價(jià)格低，降低成本。照片顯示了常用的方形和圓形支撐單元的概述。
方形和圓形支撐單元之間的主要區(qū)別在于安裝方法。方形支撐單元可以用螺釘上下固定，也可以用螺釘附接固定在端面。圓形支撐單元可以直接安裝在上面。用安裝孔和法蘭固定。
(a) 方形固定端支撐單元 (b) 方形支撐端支撐單元 (c) 圓形固定端支撐單元 (d) 圓形支撐端支撐單元
用于絲杠端部支撐單元的軸承
滾珠絲杠機(jī)構(gòu)是一種精密傳動(dòng)部件。整個(gè)機(jī)構(gòu)的剛度對(duì)傳動(dòng)精度非常重要，兩端支撐的結(jié)構(gòu)剛度直接影響整個(gè)機(jī)構(gòu)的剛度。除了軸承座本身的優(yōu)良剛性外，選用高剛性、高精度的滾動(dòng)軸承也是提高支撐結(jié)構(gòu)軸向剛性的一個(gè)非常重要的手段。
滾珠絲杠一般使用兩種軸承：
(1)推力角接觸球軸承
推力角接觸球軸承是高剛性、低扭矩、高精度的特種角接觸球軸承，能承受較大的軸向載荷，用于支撐螺桿的固定端。
單個(gè)角接觸球軸承只能承受一個(gè)方向的軸向載荷，因此通常兩對(duì)或四對(duì)應(yīng)與第二個(gè)角接觸球軸承配對(duì)。由于軸承安裝方向的原因，成對(duì)使用的軸承通常標(biāo)有V字形，以避免裝配和裝配錯(cuò)誤。如果這對(duì)軸承可以組合成V形，則放置是正確的。
成對(duì)使用的角接觸球軸承
(2)深溝球軸承
通過使用滾珠絲杠機(jī)構(gòu)，除了角接觸球軸承外，還可以使用深溝球軸承。深溝球軸承用于支撐螺紋桿的支撐端并承受徑向載荷。支撐端軸向自由，以補(bǔ)償螺桿熱變形的影響。
滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的典型安裝方法
滾珠絲杠機(jī)構(gòu)兩端的支撐結(jié)構(gòu)有四種不同的安裝方式，視使用情況而定。
一端固定，一端支撐
兩端固定
兩端支撐
一端固定，另一端自由
所謂固定支撐，是指利用一對(duì)角接觸球軸承對(duì)螺紋端進(jìn)行軸向和徑向約束。
所謂的支持，也簡稱支持。采用深溝球軸承，僅徑向受約束，軸向不受約束。如果絲杠因熱變形而略微拉伸，可將絲杠端沿軸向略微抬起。
所謂自由支撐，是指懸空的導(dǎo)螺紋末端沒有支撐結(jié)構(gòu)。
(1)一端固定，另一端支撐
滾珠絲杠機(jī)構(gòu)最常見、最常用的安裝方式就是所謂的安裝方式，即一端固定，一端支撐。即螺桿的一端采用固定端，另一端采用支架。結(jié)束。
申請(qǐng)機(jī)會(huì)：
這種方法適用于中速、高剛度和高精度，也適用于導(dǎo)程和水平導(dǎo)程螺紋。
(2)兩端固定
兩端固定安裝方式是用兩個(gè)角接觸球軸承支撐絲杠兩端，使絲杠受到軸向和徑向的約束。環(huán)被壓縮。
在這種安裝方式下，螺桿和軸承之間沒有軸向間隙，允許在兩端的軸承上施加預(yù)載荷。調(diào)整預(yù)緊后，螺桿的軸向剛度約為螺桿和軸承軸向剛度的四倍。一端固定，一端支撐。由于壓桿穩(wěn)定性問題和固有頻率高于單端固定端支撐安裝方法，螺桿的臨界速度顯著提高。但是，這種安裝方式也存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、對(duì)導(dǎo)螺紋熱變形敏感等缺點(diǎn)。
申請(qǐng)機(jī)會(huì)：
這種方法適用于高速旋轉(zhuǎn)、高精度和長螺紋。
(3)兩端支撐
雙端支撐安裝方式中，螺桿兩端由深溝球軸承支撐，兩端軸承只限制螺桿的徑向，不限制軸向。
申請(qǐng)機(jī)會(huì)：
這種方法結(jié)構(gòu)簡單，屬于通用且易于安裝的方法，適用于對(duì)中速、剛性、精度要求不高的一般場合。
(4)一端固定，另一端自由
一端固定而另一端可自由連接的事實(shí)意味著絲杠的一端采用固定支撐單元，而另一端在空氣中保持自由。
這種安裝方式還在固定端使用了兩個(gè)角接觸球軸承，因此螺桿不受軸向和徑向約束，軸承的內(nèi)外圈由鎖緊螺母和軸承座壓緊。每個(gè)端蓋。螺桿的另一端是完全自由的，沒有應(yīng)用支撐結(jié)構(gòu)。
申請(qǐng)機(jī)會(huì)：
這種方法結(jié)構(gòu)簡單，軸向剛度和臨界轉(zhuǎn)速低，絲桿穩(wěn)定性低，因此一般絲桿長度較短，轉(zhuǎn)速較慢，如垂直放置時(shí)，只能使用如果。螺桿。這種支撐方式的設(shè)計(jì)應(yīng)使導(dǎo)螺紋盡可能工作，以保證機(jī)構(gòu)的工作精度。即引出螺紋的自由端在底部，固定端在頂部。這取決于引線和負(fù)載。重量使螺釘保持拉伸。
一般情況下，盡量采用兩端固定或一端支撐的安裝方式，支撐軸承為接觸角大（60°）、剛性高的特種角接觸球軸承。