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滾珠絲杠副安裝形式及受力

來源：m.liweikang.com.cn 發布時間：2021-09-27 返回列表

一、滾珠絲杠副安裝形式及受力
控機床進給軸常見的滾珠絲杠支撐有如下幾種形式：
1、一端固定——一端自由

滾珠絲杠一端固定，另一端自由。固定端軸承同時承受軸向力和徑向力，這種支承方式用于行程小的短絲杠或者用于全閉環的機床，因為這種結構的機械定位精度是不穩定的，特別是對于長徑比大的絲杠（滾珠絲杠相對細長），熱變性是很明顯的，1.5m長的絲杠在冷、熱的不同環境下變化0.05~0.10mm是很正常的。但是由于他的結構簡單，安裝調試方便，許多高精度機床仍然采用這種結構，但是必須加裝光柵，采用全閉環反饋。

滾珠絲杠

2、一端固定——另一端支承
絲杠一端固定，另一端支承。固定端同時承受軸向力和徑向力；支承端只承受徑向力，而且能作微量的軸向浮動，可以減少或避免因絲杠自重而出現的彎曲，同時絲杠熱變形可以自由的向一端伸長。這種結構使用廣泛，目前國內中小型數控車床、立式加工中心等均采用這種結構。
3、兩端固定
絲杠兩端均固定。固定端軸承都可以同時承受軸向力，這種支承方式，可以對絲杠施加適當的預緊力，提高絲杠支承剛度，可以部分補償絲杠的熱變形。
對于大型機床、重型機床以及高精度鏜銑床常采用此種方案。但是，這種絲杠的調整比較繁瑣，如果兩端的預緊力過大，將會導致絲杠終的行程比設計行程要長，螺距也要比設計螺距大。如果兩端鎖母的預緊力不夠，會導致相反的結果，并容易引起機床震動，精度降低。所以，這類絲杠在拆裝時一定要按照原廠商說明書調整，或借助儀器（雙頻激光測量儀）調整。
二、滾珠絲杠軸承的排列與命名
首先我們了解典型的進給軸傳動鏈，終支撐滾珠絲杠的是近端支承軸承和遠端支承軸承，這兩組軸承通過相互的作用，將軸向力頂住，也就是絲杠軸成巧妙地運用了“角接觸軸承”即可以承受徑向力，又可以承受軸向力的雙向受力特點。
當軸承內擋圈和外擋圈受到一組相反方向的作用力時，軸承鋼珠承受著一對互為相反的作用力，從靜力學的角度上看，當物體靜止時，這一對作用力大小相等，方向相反。
作為機床絲杠傳動，來自工作臺的軸向力是作用在軸承的內圈上，如果我們約束絲杠不竄動，只要在軸承外圈上作用一個方向相反、大小相等的力即可，這樣軸向受力是平衡的。又由于內、外圈之間是滾動摩擦，因而保了絲杠靈活的轉動。
對于數控機床絲杠傳動，需要根據不同的情況控制軸承的游隙（鋼珠與內外環之間的間隙），對于低速大轉矩的傳動，需要這一游隙是過盈的，即要使鋼珠在滾到內受擠壓變形，從配合角度講，間隙是負值。而對于高速小一點的負載，則需要游隙大一點，預留出高速運行后鋼珠和內圈的熱膨脹系數。
絲杠的約束是通過近端軸承及遠端軸承的軸向和徑向約束來完成，不同安裝形式下的絲杠受力情況以及滾珠絲杠軸承安裝形式，對于今后日常維護，特別是傳動鏈的精度調整有所幫助。

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