滾珠絲桿是將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng),或?qū)⒅本€運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的理想的產(chǎn)品。滾珠絲桿是工具機(jī)械和精密機(jī)械上最常使用的傳動(dòng)元件,其主要功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成線性運(yùn)動(dòng),或?qū)⑴ぞ剞D(zhuǎn)換成軸向反復(fù)作用力,同時(shí)兼具高精度、可逆性和高效率的特點(diǎn)。由于具有很小的摩擦阻力,滾珠絲桿被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)設(shè)備和精密儀器!
滾珠絲桿規(guī)格型號(hào)選型的11個(gè)要點(diǎn):
1、確定定位精度。
2、通過馬達(dá)及對(duì)速度的要求來(lái)確定絲桿導(dǎo)程。
3、查看螺母尺寸確定行程及相關(guān)絲桿軸端數(shù)據(jù)。
4、通過負(fù)載及速度分布(加減速)來(lái)確定平均軸向力和轉(zhuǎn)速。
5、通過平均軸向力確定預(yù)壓力。
6、預(yù)期壽命,軸向負(fù)荷,轉(zhuǎn)速確定動(dòng)額定負(fù)荷。
7、基本動(dòng)額定負(fù)荷,導(dǎo)程,臨界轉(zhuǎn)速,DmN值限制確定絲桿外徑及螺母形式。
8、外徑,螺母,預(yù)壓,負(fù)荷確定剛性(機(jī)臺(tái)設(shè)計(jì))。
9、環(huán)境溫度,螺母總長(zhǎng)確定熱變及累積導(dǎo)程。
10、絲桿剛性,熱變位確定預(yù)拉力。
11、機(jī)床最高速度,溫升時(shí)間,絲桿規(guī)格確定馬達(dá)驅(qū)動(dòng)扭矩及規(guī)格。
滾珠絲桿種類的選擇:
目前滾珠絲桿副的性價(jià)比已經(jīng)相當(dāng)高,無(wú)特別大的載荷要求時(shí),都選擇滾珠絲桿副,它具有價(jià)格相對(duì)便宜,效率高,精度可選范圍廣、尺寸標(biāo)準(zhǔn)化安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。在精度要求不是太高時(shí),通常選擇冷軋滾珠絲桿副,以便降低成本;在精度要求高或載荷超過冷軋絲桿最大規(guī)格額定載荷時(shí)需選擇磨制或旋銑滾珠絲桿副。不管何類滾珠絲桿副,螺母的尺寸盡量在系列規(guī)格中選擇,以降低成本縮短貨期。
滾珠絲桿精度級(jí)別的選擇:
滾珠絲桿副在用于純傳動(dòng)時(shí),通常選用“T”類(即機(jī)械手冊(cè)中提到的傳動(dòng)類),其精度級(jí)別一般可選“T5”級(jí)(周期偏差在1絲以下),“T7”級(jí)或“T10”級(jí),其總長(zhǎng)范圍內(nèi)偏差一般無(wú)要求(可不考慮加工時(shí)溫差等對(duì)行程精度的影響,便于加工)。因而,價(jià)格較低(建議選“T7”,且上述3種級(jí)別的價(jià)格差不大);在用于精密定位傳動(dòng)(有行程上的定位要求)時(shí),則要選擇“P”類(即機(jī)械手冊(cè)中提到的定位類),精度級(jí)別要在“P1”、“P2”、“P3”、“P4”、“P5”級(jí)(精度依次降低),其中“P1”、“P2”級(jí)價(jià)格很貴,一般用于非常精密的工作母機(jī)或要求很高的場(chǎng)合,多數(shù)情況下開環(huán)使用(非母機(jī)),而“P3”、“P4”級(jí)在高精度機(jī)床中用得最多、最廣,需要很高精度時(shí)一般加裝光柵,需要較高精度時(shí)開環(huán)使用也很好,“P5”則使用大多數(shù)數(shù)控機(jī)床及其改造,如數(shù)控車,數(shù)控銑、鏜,數(shù)控磨以及各種配合數(shù)控裝置的傳動(dòng)機(jī)構(gòu),需要時(shí)也可加裝光柵(因“5”級(jí)的“任意300mm行程的偏差為0.023”,且曲線平滑,在很多實(shí)際案例中,配合光柵效果非常好)。
滾珠絲桿規(guī)格的選擇:
首先當(dāng)然是要選有足夠載荷(動(dòng)載和靜載)的規(guī)格。根據(jù)使用狀態(tài),選擇符合條件的規(guī)格。同時(shí)(重點(diǎn)),如果選用的是磨制或旋銑滾珠絲桿副(冷軋的不需要考慮長(zhǎng)徑比),要估算長(zhǎng)徑比(絲桿總長(zhǎng)除以螺紋公稱直徑的比值),但因長(zhǎng)度在設(shè)計(jì)時(shí)已確定,在規(guī)格的確定上需要調(diào)整,原則上使其長(zhǎng)徑比小于50,(理論上長(zhǎng)徑比越小越好,對(duì)“P”類絲桿而言,長(zhǎng)徑比越小越利于加工和保證各項(xiàng)形位公差,故單位價(jià)格越便宜)。所以“規(guī)格越小不等于越便宜”。
滾珠絲桿預(yù)緊方式的選擇:
對(duì)于純傳動(dòng)的情況,一般要求傳動(dòng)靈活,允許有一定返向間隙(不大,一般為幾絲),多選用單螺母,它價(jià)格相對(duì)便宜、傳動(dòng)更靈活;對(duì)于不允許有返向間隙的精密傳動(dòng)的情況,則需選擇雙螺母預(yù)緊,它能調(diào)整預(yù)緊力的大小,保持性好,并能夠重復(fù)調(diào)整;另外,在行程空間受限制的情況下,也可選用變位導(dǎo)程預(yù)緊(俗稱錯(cuò)距預(yù)緊),該方式預(yù)緊力較小,且難以重復(fù)調(diào)整,一般不選。
滾珠絲桿導(dǎo)程的選擇:
選擇導(dǎo)程跟所需要的運(yùn)動(dòng)速度、系統(tǒng)等有關(guān),通常在:4、5、6、8、10、12、20中選擇,規(guī)格較大,導(dǎo)程一般也可選擇較大(主要考慮承載牙厚)。在速度滿足的情況下,一般選擇較小導(dǎo)程(利于提高控制精度);對(duì)于要求高速度的場(chǎng)合,導(dǎo)程可以超過20,對(duì)磨制絲桿而言導(dǎo)程一般可做到約等于公稱直徑(受磨削螺旋升角限制),如32(32*32)、40(40*40)等,當(dāng)然也可以更大(非磨削,但極少考慮)。導(dǎo)程越大,同條件下旋轉(zhuǎn)分力越大,周期誤差被放大,速度越快。故一般速度很高的場(chǎng)合要求的是靈活,而放棄部分精度訴求,對(duì)間隙要求意義變?。▽?dǎo)程精度偏差增大),因此,大導(dǎo)程絲桿一般都是單螺母。
完整的滾珠絲桿副設(shè)計(jì)選型,除了要考慮傳動(dòng)行程(間接影響其他性能參數(shù))、導(dǎo)程(結(jié)合設(shè)計(jì)速度和馬達(dá)轉(zhuǎn)速選?。?、使用狀態(tài)(影響受力情況),額定載荷(尤其是動(dòng)載荷將影響壽命)、部件剛度(影響定位精度和重復(fù)定位精度)、安裝形式(力系組成和力學(xué)模型)、載荷脈動(dòng)情況(與靜載荷一同考慮決定安全性),形狀特性(影響工藝性和安裝)等因素外,還需要對(duì)所選的規(guī)格的重復(fù)定位精度、定位精度、壓桿穩(wěn)定性、極限轉(zhuǎn)速、峰值靜載荷以及循環(huán)系統(tǒng)極限速率(Dn值)等進(jìn)行校核,進(jìn)行修正選擇后才能得到完全適用的規(guī)格,進(jìn)而確定馬達(dá)、軸承等關(guān)聯(lián)件的特征參數(shù)。