滚珠丝杠副轴向间隙的调整方法(一)
⑦滚珠丝杠副轴向间隙的调整方法
滚珠丝杠副除了对本身单一方向的转动精度有要求外，对其轴向间隙也有严格要求，以保证其反向传动精度。滚珠丝杠副的轴向间隙是承载时在滚珠与滚道型面接触点的弹性变形所引起的螺母位移量和螺母原有的间隙的综合。通常采用双螺母预紧的方法，把弹性变形控制在最小范围内，以减小或消除轴向间隙，并可以提高滚珠丝杠副的刚度。
应用双螺母时预紧方法消除轴向间隙时应注意以下几点：
i.预紧力大小必须合适，过小不能保证无隙传动，过大将使驱动力矩增大，效率降低，寿命缩短。预紧力应不超过最大轴向负载的1/3。
ii.要特别注意减小丝杠安装部分和驱动部分的间隙，这些间隙用预紧的方法消除的，而它对传动精度有直接影响。
这里选用垫片调隙式消除轴向间隙的方法。
垫片调整式是指用螺钉连接滚珠丝杠两个螺母的凸缘，并在凸缘间加垫片。调整垫片的厚度使螺母产生微量的轴向位移，以达到消除轴向间隙和产生 预紧力的目的。该形式结构紧凑，工作可靠，调整方便，应用广。缺点是不很准确，并且当滚道磨损时不能随意调整，除非更换垫圈。
⑧滚珠丝杠副的安装
i.支承方式的选择
为了保证滚珠丝杠副传动的刚度和精度，应选择合适的支承方式，选用高刚度、小摩擦力矩、高运转精度的轴承，并保证支承座有足够的刚度。
滚珠丝杠副的支承按其限制丝杠轴的轴向窜动情况，分为三种形式。这里选用一端固定、一端游动(F-S) 形式的安装方法，固定端采用深沟球轴承和双向推力球轴承，可分别承受径向和轴向负载，螺母、挡圈、轴肩、支承座台肩、端盖提供轴向限位，垫圈可调节推力轴承的轴向预紧力。游动端需要径向约束，轴向无约束。采用深沟球轴承，其内圈由挡圈限位，外圈不限位，以保证丝杠在受热变形后可在游动端自由伸缩。
ii.制动装置
由于滚动丝杠副的传动效率高，又无自锁能力，故需安装制动装置以满足其传动要求。本装置使用摩擦离合器制动。
iii.润滑和密封
a.润滑
润滑剂可提高滚珠丝杠副的耐磨性和传动效率。润滑剂分为润滑油、润滑脂两大类。润滑油为一般机油或90~180号透平油或140号主轴油，可通过螺母上的油孔将其诸如螺纹滚道；润滑脂可采用锂基油脂，它加在螺纹滚道和安装螺母的壳体空间内。
b.密封
滚珠丝杠副在使用时常采用一些密封装置进行防护。为防止杂质和水进入丝杠(否则会增加摩擦或造成损坏)，对于预计会带进杂质之处使用波纹管或伸缩罩，以完全盖住丝杠轴，对于螺母，应在其两端进行密封。密封材料必须具有防腐蚀和耐油性能。
减速器的选择
根据丝杠的尺寸、转速及转矩的要求，选择XB1－50型谐波减速器，减速比为46，输出力矩为。
谐波减速器的工作原理是，波发生器凸轮在高速轴的带动下，经柔性轴承是柔轮的齿在产生弹性变形同时，与刚轮的齿相互作用，完成减速功能。
谐波减速器的特点是传动侧隙小，空程小，传动精度高，体积小，噪声低。
联轴器的选择
(1).减速器与电动机间的联轴器选择
i.类型选择：
选用半圆键套筒联轴器。
ii.载荷计算：
公称转矩
计算转矩按下式计算：
(2-8)
式中，T为公称转矩，单位为N·m；为工作情况系数。
查表得，，则
iii.强度校核：
(2-9)
合格。
(2).减速器与丝杠间的联轴器的选择
i.类型选择：
选用平键套筒联轴器。
ii.载荷计算：
公称转矩T=0.1N·m，查表得，则
iii.校核强度：
合格。
7、导轨的设计
(1)、导轨的功用
机电一体化产品要求其机械系统的各运动机构必须得到安全的支承，并能准确地完成其特定方向的运动。这个任务就由导向机构来完成。机电一体化产品的导向机构是导轨，其作用是支承和导向。
(2)、导轨的分类和特点
一副导轨主要由两部分组成，在工作时一部分固定不动，称为支承导轨(或导动轨)，另一部分相对支承导轨作直线或回转运动，称为动导轨(或滑座)。根据导轨副(简称导轨)之间的摩擦情况，导轨分为:
1)滑动导轨
2)滚动导轨
(3)、导轨的基本要求
1)导向精度
导向精度主要是指动导轨沿支承导轨运动的直线度或圆度。影响它的因素有：导轨的几何精度、结构形式、刚度、热变形、装配质量以及液体动压和静压导轨的油膜厚度、油膜刚度等。
2)耐磨性
是指导轨在长期使用过程中能否保持一定的导向精度。因导轨在工作过程中难免有所磨损，所以应力求减少磨损量，并在磨损后能自动补偿或便于调整。
3)疲劳和压溃
导轨面由于过载或接触应力不均匀而使导轨表面产生弹性变形，反复运行多次后就会行程疲劳点，呈塑性变型，表面形成龟裂、剥落而出现凹坑，这种现象就是压溃。疲劳和压溃使滚动导轨试销的主要原因，为此应控制滚动导轨承受的最大载荷和受载的均匀性。
4)刚度
导轨受力变形会影响导轨的导向精度及部件之间的相对位置，因此要求导轨应有足够的刚度。为减轻或平衡外力的影响，课采用加大导轨尺寸或添加辅助导轨的方法提高刚度。
5)低速运动平稳性
低速运动时，作为运动部件的动导轨容易产生爬行现象。低速运动的平稳性与导轨的结构和润滑，动、静摩擦系数的差值，以及导轨的刚度等有关。
6)结构工艺性
设计导轨时，要注意到制造、调整和维修方便，力求结构简单，工艺性及经济性好。
(4)、导轨设计计算
已知载荷，滑座个数M=4，单向行程长度，没分钟往复次数为4，使用寿命小时，由
(2-10)
式中，为工作单行程长度(m)；
n为每秒往复次数
得：
因滑座数M=4，所以每根导轨上使用2个滑块座，查表确定，由式
(2-11)
式中，K为寿命系数，一般取K=50km；
F为滑座工作载荷(N);
为硬度系数；
为温度系数；
为接触系数；
为负荷系数；
为额定动载荷
得：
(2-12)
其中，
则，
选用汉江机床厂的HJG－D25型滚动导轨，其值为17500N，满足要求。
(5)、滚动直线导轨的特点
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