滚珠丝杆副的装配调整

2017/3/14
二、二维工作台的装配与调整
2、二维工作台的机械装配步骤 • （7）将杠杆式百分表吸在直线导轨的滑块上，百分表的测量头接触在基 准面上，沿直线导轨滑动滑块，通过橡胶锤调整导轨，使得导轨与基准 面之间的平行度符合要求，将导轨固定。
2017/3/14
二、二维工作台的装配与调整
2、二维工作台的机械装配步骤 （1）将丝杆螺母支座固定在丝杆的螺母上。
2017/3/14
二、二维工作台的装配与调整
2、二维工作台的机械装配步骤
• （2） 用轴承安装套筒将两个角接触轴承和深沟球轴承安装在丝杆 上。注：两角接触轴承之间加内、外轴承隔圈。安装两角接触轴承 之前，应先把轴承座透盖装在丝杆上。
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数控机床滚珠丝杆副的装配调整
滚珠丝杠专用轴承
图1-18 滚珠丝杠专用轴承
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数控机床滚珠丝杆副的装配调整
滚珠丝杠专用轴承 (5)滚珠丝杠专用轴承 如图1-18所示，这是一种能承受很大轴 向力的特殊角接触球轴承，与一般的角接触球轴承相比，其 接触角加大到60°，增加了滚珠数目并相应减少了滚珠直径， 其轴向刚度比一般推力轴承提高了2倍以上，使用也极为方便. 5.滚珠丝杠副的防护和润滑 (1)滚珠丝杠副的防护 滚珠丝杠副和其他滚动摩擦的传动器件 一样，应避免硬质灰尘或切屑污物进入，故须有防护装置。 (2)滚珠丝杠副的润滑 润滑剂可提高滚珠丝杠副耐磨性及传动 效率。
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数控机床滚珠丝杆副的装配调整
• （1）滚珠丝杠副的循环方式 • 内循环和外循环
图1-2 滚珠丝杠副的内循环方式 1—丝杠 2—螺母 3—滚珠 4—返向器
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图1-3 滚珠丝杠副的外循环方式 1—弯管 2—压板 3—丝杠 4—滚珠 5—螺纹管道
数控机床滚珠丝杆副的装配调整
• （1）滚珠丝杠副的循环方式
• 滚珠丝杠副的结构与滚珠的循环方式有关，按滚珠在整个循环过程中 与丝杠表面的接触情况，滚珠丝杠可分为内循环和外循环两种方式。
1）内循环方式 • 如图1-2所示，内循环方 式的滚珠在循环过程中始终 与丝杠表面保持接触。滚珠 循环的回路短，流畅性好， 效率高，螺母的径向尺寸也 较小。 图1-2 滚珠丝杠副的内循环方式 1—丝杠 2—螺母 3—滚珠 4—返向器
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数控机床滚珠丝杆副的装配调整
滚珠丝杆常用支承方式
图1-17 滚珠丝杠常用支承方式
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数控机床滚珠丝杆副的装配调整
滚珠丝杠常用支承方式
(1)一端装推力轴承 如图9-17a所示，这种安装方式的承载能力小， 轴向刚度低。 (2)一端装推力轴承，另一端装深沟球轴承 如图9-17b所示，此方式 可用于丝杠较长的情况。 (3)两端装推力轴承 如图9-17c所示，把推力轴承装在滚珠丝杠的两 端，并施加预紧力，有助于提高传动刚度，但这种安装方式对丝 杠的热变形较为敏感。 (4)两端装推力轴承及深沟球轴承 如图9-17d所示，为了提高丝杠的 刚度，它的两端采用双重支承，即推力轴承和深沟球轴承，并施 加预紧力。
机
床
加工机床等精密机床
的工作台、头架、滑 座的进给丝杠副 镗床、铣床升降台的升降丝杠副 液压仿形铣床工作台进给丝杠副
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数控机床滚珠丝杆副的装配调整
• 二、数控车床的进给传动系统
1．进给传动副的作用 数控车床的进给运动采用无级调速的伺服驱动方式，伺服电动机经 过进给运动系统将动力和运动传动给工作台等运动执行部件。 直接将伺服电动机与滚珠丝杠连接，滚珠丝杠副的作用是将旋转运动转 换为直线运动。 2．数控车床对进给传动机构的要求 由于数控机床的进给运动是数字控制的直接对象，被加工工件的最终 位置精度和轮廓精度都与进给运动的传动精度、灵敏度和稳定性有关。 摩擦阻力小、传动精度和传动刚度高、传动零件的惯量小、系统具有适 度阻尼、稳定性好、寿命长、使用维护方便。 3．滚珠丝杠副 普通丝杠副采用滑动摩擦，滚珠丝杠副采用滚动摩擦。因此，滚珠丝杠 副的传动要比普通丝杠副灵敏且传动效率高。
图1-12 成对安装角接触球轴承
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数控机床滚珠丝杆副的装配调整
轴组的装配
图1-13 用垫圈预紧
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数控机床滚珠丝杆副的装配调整
滚动轴承检测方法
图1-14 测量滚动轴承外圈径向圆跳动
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数控机床滚珠丝杆副的装配调整
• 滚动轴承检测方法
图1-15 测量内圈径向圆跳动
数控铣床、车床、
镗床、磨床、及自动 换刀的自动机床、数 控电加工机床精密机 床
2017/3/14
数控机床滚珠丝杆副的装配调整
应用方面 采用滚珠丝杠的目的 用途举例 精密车床、坐标镗 精 密 1．滚珠丝杠副的进给精度高，可满足数控机床移动部 件的正确定位和均匀位移的要求 2．滚珠丝杠副的工作寿命长，可使数控机床长期工作 仍保持精度不变 3．滚珠丝杠副经预紧后进给刚度高 滚珠丝杠副传动效率高，运转轻快，可减轻操作者劳 动强度 一 般 机 床 利用滚珠丝杠的运动同步性，保证运动平稳 双柱横梁式镗床、龙门创床，龙 门铣床、立式车床等机床的横梁 升降丝杠副 利用滚珠丝杠副运动可逆性、将直线运动转换为旋转 运动 床、齿轮磨床、螺纹 磨床、坐标磨床、电
2017/3/14
二、二维工作台的装配与调整
1、二维工作台的结构 与组成
• 由底板、中滑板、上滑板、 直线导轨副、滚珠丝杆副、 轴承座、轴承内隔圈、轴承 外隔圈、轴承预紧套管、轴 承透盖、轴承闷盖、丝杆螺 母支座、圆螺母、限位开关、 手轮、齿轮、等高垫块、轴 端挡片、轴用弹性挡圈、角 接触轴承（7202AC）、深 沟球轴承（6202）等组成。
2017/3/14
数控机床滚珠丝杆副的装配调整
轴组的装配
1.装配件误差的检查方法
(1)轴承外圈径向圆跳动量检测 如图1-14所示，测量时，转动外圈 并沿百分表方向压迫外圈，百分表的最大读数则为外圈最大径向圆跳 动量。 (2)滚动轴承内圈径向圆跳动测量 如图1-15所示，测量时外圈固定 不转，内圈端面上加以均匀的测量负荷F(不同于滚动轴承实现预紧时 的预加负荷)，旋转内圈一周以上，便可测得内圈内孔表面的径向圆 跳动量及其方向。
2017/3/14
数控机床滚珠丝杆副的装配调整
• （3）滚珠丝杠副的应用
表1－1 滚珠丝杠副在机床上的应用
应用方面
采用滚珠丝杠的目的
用途举例
数 控 机 床
1．滚珠丝杠副的传动效率高，使机床进给机构的起动 转矩和运动转矩大大减小，以适应采用小容量的步进 电动机 2．滚珠丝杠副的进给精度高，可满足数控机床移动部 件的正确定位和均匀位移的要求 3．滚珠丝杠副的工作寿命长，可使数控机床长期工作 仍保持精度不变 4．滚珠丝杠副经预紧后进给刚度高
图1－9 丝杠水平方向与导轨 的平行度误差
数控机床滚珠丝杆副的装配调整
图1－10 轴承座孔轴心线与导 轨的平行度误差（垂直方向）
2017/3/14
图1－11 轴承座孔轴心线与导轨 的平行度误差（水平方向）
数控机床滚珠丝杆副的装配调整
轴组的装配
一、滚动轴承游隙的调整（参阅精密轴承装配讲义） 二、滚动轴承的预紧 1)成对使用角接触球轴承的预紧。
数控机床滚珠丝杆副的装配调整
图1-5 所示的结构是利用螺纹来调整实 现预紧的结构
图1-6 齿差式调整间隙结构
图1-5 螺纹调整式的滚珠丝杠螺母副 1、5—螺母 2—返向器 3—垫圈 4—锁紧螺母
图1-6 所示为双螺母齿差式调整间隙结构
这种调整的方式的结构复杂，但调整方便，通过简单的计算便可获得精确的调整量， 可实现定量精密微调，是目前应用较广的一种结构这种调整的方式的结构复杂，但调整方 便，通过简单的计算便可获得精确的调整量，可实现定量精密微调，是目前应用较广的一 种结构。
2017/3/14
数控机床滚珠丝杆副的装配调整
滚珠丝杠副的装配
3.滚珠丝杠螺母副间隙调整方法
2017/3/14
图1-16 滚珠丝杠螺母副的间隙调整机构
数控机床滚珠丝杆副的装配调整
滚珠丝杠副的装配
(1)垫片调隙式 如图1-16a所示，调整垫片3的厚度，从而 改 变螺母1、2之间的距离，以达到消除间隙，并产生一定的 预紧力的目的。 (2)螺纹调隙式 如图9-16b所示，左螺母1固定于螺母座上，右 螺母2的外圆上有螺纹，转动圆螺母4时，可调整螺母之间轴 向之间隙和进行预紧，然后用螺母4右边的圆螺母锁紧。 (3)齿差调隙式 如图9-16c所示两螺母1、2的端部加工有圆柱 齿轮z1、z2。
数控机床滚珠丝杆副的装配调整
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数控机床滚珠丝杆副的装配调整
学习目标
1.滚珠丝杆副的传动特点及应用。 2.滚珠丝杆副的支承和支承轴承的配合。 3.滚珠丝杆副的装配工艺。
2017/3/14
数控机床滚珠丝杆副的装配调整
一、滚珠丝杠副的装配调整 • 1．滚珠丝杠副的传动特点及应用
（1）结构原理 滚珠丝杠副是回转运动与直线运动相互转换的新型传动装置。
2017/3/14
数控机床滚珠丝杆副的装配调整
2．滚珠丝杠副的支承和支承轴承的配合 （1）支承方式 1）一端装角接触球轴承。 • 这种安装支承方式只适合于短丝杠。它承载能力小，轴向刚度低， 一般用于数控机床的调整环节或小规格升降台铣床的垂直坐标中。 2）一端装组合式角接触球轴承，另一端为深沟球轴承 • 一般用于要求中等速度的回转轴中。 3）两端装深沟球轴承 • 一般用于中等速度回转及轴向载荷较小的轴中。 4）两端装角接触球轴承 • 适用于高速度、高精度回转坐标轴中。
2017/3/14
二、二维工作台的装配与调整
2、二维工作台的机械装配步骤 • （3） 轴承安装完成
2017/3/14
二、二维工作台的装配与调整
2、二维工作台的机械装配步骤 （4） 用游标卡尺测量两轴承座的中心高、直线导轨、等高块的高度进行记录，并计算差值。
2017/3/14
二、二维工作台的装配与调整
• 2、二维工作台的机械装配步骤
（5） 将轴承座安装在丝杆上。
2017/3/14
二、二维工作台的装配与调整
2、二维工作台的机械装配步骤 • • （6）将直线导轨放到底板上，用M4×16的内六角螺丝预紧该 导轨用深度游标卡尺测量导轨与基准面距离，调整导轨与 基准面的距离使导轨到基准面A距离达到图纸要求。
201Leabharlann Baidu/3/14
图1-3 滚珠丝杠副的外循环方式 1—弯管 2—压板 3—丝杠 4—滚珠 5—螺纹管道
数控机床滚珠丝杆副的装配调整
• （2）滚珠丝杠螺母副的预紧方法预紧方法的基本原理都是使两个 螺母产生轴向位移，以消除它们之间的间隙和施加预紧力。
2017/3/14
图1-4 垫片调整方式 这种调整方法具有结构简单可靠、刚性好和装卸方便等优点， 但调整较费时间，很难在一次修磨中完成调整
2017/3/14
数控机床滚珠丝杆副的装配调整
2) 外循环方式 外循环方式中的滚 珠在循环返回时，离开 丝杠螺纹滚道，在螺母 体内或体外作循环运动。 如图1-3所示插管式外 循环，弯道1两端插入 与螺纹滚道5相切的两 个孔内，弯道两端部引 导滚珠4进入弯管，形 成一个循环回路，再用 压板2和螺钉将弯管固 定。
图1-1 滚珠丝杠副的内循环方式 1—丝杠 2—螺母 3—滚珠 4—返向器
2017/3/14
数控机床滚珠丝杆副的装配调整
（2）传动特点 1）传动效率高，摩擦损失小。（效率-0.92~0.96，比普通提高3~4倍、 普通-0.2~0.4） 2）传动转矩小，传动平稳，无爬行现象，传动精度高，同步性好。 3）有可逆性，可以将旋转运动转换成直线运动；也可以将直线运动转 换成旋转运动，即丝杠和螺母均可以作为主动件。 4）施加适当预紧力，可消除丝杠和螺母的间隙，从而提高刚性，消除 反向时的空程死区，提高定位精度和重复定位精度。 5）磨损小，使用寿命长，精度保持性好。 6）制造工艺复杂，滚珠丝杠和螺母等元件的加工精度高，对表面粗糙 度的要求低，制造成本高。 7）不能自锁，特别是在用于升降的场合，由于重力作用，下降时当传 动切断后，不能停止运动，故常需在传动系统中增加制动装置。
2017/3/14
数控机床滚珠丝杆副的装配调整
图1－7 滚珠丝杠的支承方式
2017/3/14
数控机床滚珠丝杆副的装配调整
2）支承轴承的配合公差 表1－2 支承方法与推荐配合
2017/3/14
数控机床滚珠丝杆副的装配调整
3．滚珠丝杠副的装配工艺
图1－8 丝杠垂直方向与导 轨的平行度误差
2017/3/14