滚珠丝杠滚道截面形状及特性
滚珠丝杠滚道截面形状及特性
Kaiyun电子体育 副主要由丝杠、螺母、滚珠和反向器组成。在具有螺旋槽的丝杠和螺母中间装有中间传动元件,滚珠组成循环的滚珠链。当丝杠旋转时,滚珠沿螺纹滚道滚动,在此运动过程中,滚珠不但绕丝杠公转,其自身还在自转。所以滚珠不但与丝杠、螺母间产生摩擦,而且相互间也产生摩擦。为了防止滚珠从滚道内滚出,在螺母的螺旋槽两端设有回程引导装置,如反向器和挡珠器,它们与螺旋滚道形成循环回路,使滚珠在螺旋滚道内即自转又沿螺旋滚道循环转动。螺纹滚道型面(或法线截型)是指通过滚珠中心做螺旋线的法截面与丝杠、螺母螺纹滚道面的交线。其几何形状、尺寸以及材料的机械性质对滚珠螺旋传动承载能力、摩擦特性、轴向刚度和轴隙调整均有较大的影响。目前国内应用最广泛的滚道型,面有单圆弧形和双圆弧形两种。
滚珠与滚道型面接触点的公法线与通过滚珠中心的丝杠直径线之间,再过接触点的轴平面上的夹角β称之为接触角,接触角β对滚珠丝杠传动的性能有较大的影响。接触角β越大,滚珠螺旋传动的承载能力和刚度就越大,传动效率就越高。反之会使丝杠能承受的轴向力变小,在相同的轴向负荷作用下,使得径向力增大,从而使挤压滚珠的压力加大,降低丝杠的使用寿命。但是过大的接触角β会使滚珠同螺纹滚道接触的部位变陡,磨削时不易达到较高的精度和较低的表面粗糙度,而且该弧形槽边缘比较薄弱,容易破坏。从有利于传动效率、承载能力和滚珠流畅性等提高角度出发,目前国内外均采用β=45°,但是也有才有大于45°。
单圆弧滚道型面:单圆弧形滚道型面特点是:磨削螺纹滚道的砂轮成型比较简便,而且易于获得较高的加工精度。但是单圆弧滚道型面的接触角β不容易控制,它随着初始间隙和轴向载荷大小不同而变化,因为是的传动效率、承载能力以及轴向刚度变得不稳定。
双圆弧滚道型面:双圆弧滚道型面的特点是:磨削螺纹滚道的砂轮成型较为复杂,滚道型面的精加工较为困难,但其接触角β能保持不变,所以其传动效率、承载能力和轴向刚度均较为稳定。
通常,把在一个螺母上所具有的循环回路的数目,称为滚珠的列数。而把滚珠在每 一个循环中绕经滚道的圈数,称之为滚珠的工作圈数。按照滚珠在整个循环过程中与丝杠表面的接触情况,循环方式可以分为内循环和外循环两种。
内循环:滚珠在循环过程中,始终与丝杆个表面保持接触的循环,叫做内循环。内循环架构优点是:滚珠丝杠螺母的外形尺寸较小,方向器固定牢靠、刚性好且不易磨损;滚珠丝杠的反向通道短,滚珠数目少,流畅性好,摩擦损失小,传动效率高。其缺点是不能做成多头螺纹的滚珠丝杠,反向器的回珠槽是三坐标空间曲面,加工较为复杂。
外循环:外循环就是滚珠在循环过程中,不能始终保持与丝杠表面接触,即当滚珠从螺纹滚道终端反向到滚道始端时与丝杠表面脱离接触。外循环又可以分为:插管式、螺旋槽式和端盖式三种。外循环结构制造工艺简单,承载能力较高,但管道的焊接处难以做到平滑,影响滚珠滚动的平稳性,甚至发生卡珠现象,外形尺寸大,噪音大,耐磨性差。
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