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滚珠丝杠圆弧型面对丝杠载荷的影响

2020-03-15 20:08:40

螺纹滚道型面是指通过滚珠中心作螺旋线的法截平面与丝杆、螺母螺纹滚道面的交线的形状。这个型面也称为螺纹法向截形。这个滚道型面的几何形状、尺寸以及材料的机械性质,对滚珠螺旋传动的承载能力、摩擦特性、轴向刚度和轴隙调整均有较大影响。基于上述各因素的考虑,目前国内应用得最广的滚道型面,有单圆弧形和双圆弧形两种。如图1-10所示


滚珠与滚道型面接触点的公法线与通过滚珠中心的丝杆直径线之间,在过接触点的轴平面上的夹角φ称为接触角。应该指出,接触角φ对滚珠丝杆副传动的性能有较大的影响。接触角φ越大,滚珠螺旋传动的承载能力和刚度就越大,传动效率越高。

接触角φ很小时,丝杆能承载的轴向力变小,同时在相同的轴向负荷的作用下,会使径向力增大,即使挤压滚珠的压力加大,这将会降低丝杆的使用寿命。所以,设计时所选用的接触角φ要大些;但接触角太大又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,而且由于该弧形槽边缘较薄弱,故容易破坏。

综上所述,从有利于传动效率、承载能力和滚珠流畅性等提高的观点来看,目前国内外均采用φ=45º。但也有采用φ<45°

1) 单圆弧形滚道型面的特点是,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。但其接触角β随着初始间隙和轴向载荷的大小不同而变化,不容易控制,因而使传动效率、承载能力及轴向刚度等变得不稳定。单圆弧形滚道型面的参数如下:

2) 双圆弧形滚道型面
所谓双圆弧是由具有相同半径和偏心距的两个圆弧组成的曲线。双圆弧滚道型面的特点是:滚道型面的精加工较困难些,因为砂轮成型较复杂,若使精加工达到较高的精度,必须在机床上设置专门修磨砂轮的机构。由于接触角在工作过程中能基本保持不变,因而传动效率、承载能力和轴向刚度均较稳定,不过磨削这种结构型面时砂轮成型较为复杂。有些工厂用靠模或偏心机构来修磨砂轮,效果较好。国内外还研制了两坐标数控砂轮修正装置。同时在滚道底部加工出沟槽,螺旋槽底部不与滚珠接触,可容存一定的润滑油和脏物,并对滚珠流畅性大有好处,有利于减小磨损,提高滚珠丝杆副的寿命。

综上所述可见双圆弧形滚道型面的优势相对明显,山东理工精密机械有限公司始终坚持把质量放在首位,目前所有滚珠丝杠全部采用双圆弧形滚道型面,从而极大提高了滚珠丝杠的使用寿命

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