滾珠絲杠傳動(dòng)用徑向卸荷結(jié)構(gòu)

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夏向陽(yáng)

1. 問(wèn)題的提出

當(dāng)滾珠絲杠采用同步帶傳動(dòng)方式輸入動(dòng)力時(shí)，一般采用普通的滾珠絲杠傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，如圖1所示，同步帶輪被動(dòng)輪13通過(guò)脹緊套4安裝于絲杠14的端頭，同步帶輪主動(dòng)輪9通過(guò)脹緊套7、壓蓋6安裝在進(jìn)給電動(dòng)機(jī)軸上，兩只同步帶輪通過(guò)同步帶11傳遞動(dòng)力和轉(zhuǎn)矩。為了提高傳動(dòng)剛性和傳動(dòng)精度，同步帶11通過(guò)脹緊座8支緊來(lái)獲得合適的預(yù)緊力，這時(shí)滾珠絲杠一直處于懸臂支撐狀態(tài)，同步帶在傳遞動(dòng)力的同時(shí)也給滾珠絲杠帶來(lái)了不良徑向力，導(dǎo)致滾珠絲杠彎曲變形，降低滾珠絲杠的傳動(dòng)精度和使用壽命，同時(shí)滾珠絲杠的前后主支撐1、2工況也變差，影響滾珠絲杠軸承使用壽命。

圖1 普通滾珠絲杠傳動(dòng)結(jié)構(gòu)圖

2. 問(wèn)題的分析和解決

為了避免同步帶帶來(lái)的不良徑向力對(duì)滾珠絲杠和滾珠絲杠支撐軸承造成的不利影響，設(shè)計(jì)了滾珠絲杠傳動(dòng)用徑向卸荷結(jié)構(gòu)（該結(jié)構(gòu)已獲得國(guó)家實(shí)用新型專(zhuān)利授權(quán)，證書(shū)編號(hào)ZL201220520830.3)。

該卸荷結(jié)構(gòu)的工作原理如圖2所示。和普通的滾珠絲杠傳動(dòng)結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖1）相比較，該卸荷結(jié)構(gòu)對(duì)同步帶輪被動(dòng)輪15的結(jié)構(gòu)作了改進(jìn)，在該帶輪的右端設(shè)計(jì)了一段臺(tái)階中空軸，該帶輪通過(guò)中空臺(tái)階軸的內(nèi)孔定位在滾珠絲杠16的軸上，在該臺(tái)階軸的外圓上安裝一只深溝球軸承作為卸荷軸承17，卸荷軸承的外圈與卸荷軸承座18內(nèi)孔配合，卸荷軸承左端軸向定位在同步帶輪被動(dòng)輪的中空臺(tái)階軸的臺(tái)階右端面上，卸荷軸承的右端用安裝在同步帶輪被動(dòng)輪的中空臺(tái)階軸上的軸用彈性擋圈14定位，卸荷軸承座18通過(guò)螺釘剛性連接到減速箱體5上，減速箱體通過(guò)螺釘剛性連接到絲杠支撐底座3上。為了獲得合適的預(yù)緊力，同步帶11在被脹緊支座8支緊后，同步帶輪主動(dòng)輪9通過(guò)同步帶傳給同步帶輪被動(dòng)輪15的不良徑向力通過(guò)卸荷軸承傳遞到卸荷軸承座上，由于卸荷軸承座與絲杠支撐底座是間接的剛性連接的，最終徑向力卸載到絲杠支撐底座上，從而實(shí)現(xiàn)同步帶在傳遞動(dòng)力和轉(zhuǎn)矩的同時(shí)將不良徑向力有效卸載到絲杠支撐底座上，使?jié)L珠絲杠和滾珠絲杠主支撐軸承前軸承2、滾珠絲杠主支撐軸承后軸承得到了有效保護(hù)。

圖2 滾珠絲杠傳動(dòng)用徑向卸荷結(jié)構(gòu)圖

3. 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)同步帶輪被動(dòng)輪上的卸荷軸承與卸荷軸承座聯(lián)合作用起到了極好的徑向力卸荷效果，避免了同步帶傳遞動(dòng)力和轉(zhuǎn)矩時(shí)帶來(lái)的不良徑向力對(duì)絲杠和絲杠支撐軸承的不利影響，從而提高了絲杠的傳動(dòng)精度，延長(zhǎng)了滾珠絲杠和滾珠絲杠主支撐軸承的使用壽命，提高了整個(gè)絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性。

[1] 陳心昭．現(xiàn)代實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.