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滚动丝杠选型需要考虑的几个重要因素

发布日期:2021-07-13 09:43:46浏览次数:84

各种类型的丝杠,因设计各异而具有不同的特性。由于丝杠的具体安装部位以及应用场合的多变性与复杂性,丝杠类型选择无固定模式可循,为适应某种主机特定的安装部位和应用条件进行丝杠类型选择时,建议依据以下几个主要因素综合考虑。

允许空间

机械设计时,一般先确定轴的尺寸,然后根据轴的尺寸选择丝杠。通常,小轴选用球丝杠;大轴选用圆柱滚子丝杠、调心滚子丝杠、圆锥滚子丝杠(有时也可选用球丝杠)。若丝杠安装部位的径向空间受到限制,应采用径向截面高度较小的丝杠。如滚针丝杠、某些系列的深沟球丝杠、角接触球丝杠、圆柱滚子或调心滚子丝杠以及薄壁丝杠。若丝杠安装部位的轴向空间受到限制,可采用宽度尺寸较小的丝杠。

丝杠载荷

载荷大小。滚子丝杠比具有相同外形尺寸的球丝杠承载能力大,通常球丝杠适用于轻或中载荷、滚子丝杠适用于承受重载荷。

载荷方式。纯径向载荷可选用深沟球丝杠、圆柱滚子丝杠。纯轴向载荷可选用推力球丝杠、推力圆柱滚子丝杠。有径向载荷又有轴向载荷(联合载荷)时,一般选用角接触球丝杠或圆锥滚子丝杠。若径向载荷较大而轴向载荷较小时,可选用深沟球丝杠和内、外圈都有挡边的圆柱滚子丝杠。如同时还存在轴或壳体变形大以及安装对中性差的情况,可选用调心球丝杠、调心滚子丝杠。若轴向载荷较大而径向载荷较小时可选用推力角接触球丝杠、四点接触球丝杠,如还要求调心性能,可选用推力调心滚子丝杠。

转速

滚动丝杠的工作转速主要取决于其允许运转温度。摩擦阻力低,内部发热较少的丝杠适用于高速运转的场合。仅承受径向载荷时,选用深沟球丝杠和圆柱滚子丝杠可以达到较高的转速,若承受联合载荷时,宜选用角接触球丝杠。采用特殊设计的高精度角接触球丝杠,可以达到极高的转速。各种推力丝杠的转速均低于径向丝杠。

旋转精度

对于大多数机械,选用0级公差的丝杠足以满足主机要求,但对轴的旋转精度有严格要求时,如机床主轴,精密机械和仪表等,则应选用较高公差等级的深沟球丝杠、角接触球丝杠、圆锥滚子丝杠、圆柱滚子丝杠和推力角接触球丝杠,如P4或者P2。

刚性

滚动丝杠的刚性由其承受载荷时发生的弹性变形量来决定,一般情况下,这种变形量很小,可以忽略不计,但在某些机械中,如机床主轴系统,丝杠的静态刚度和动态刚度对系统的特性影响很大。一般来说,滚子丝杠比球丝杠具有较高的刚度。各类丝杠通过适当地“预紧”也可以不同程度地提高刚性。

噪声与振动

丝杠本身的噪声与振动一般都很低。但对于中小电机、办公机械、家用电器和仪表等对噪声与运转平稳性有特殊要求的机械,通常选用低噪声丝杠。

轴向移动

丝杠最普遍的配置方式是在轴的一端安装一套轴向定位的“固定丝杠”,而在另一端安装一套轴向可移动的“游动丝杠”,以防止由于轴热胀冷缩而产生卡死现象。经常用的“游动丝杠”是内圈或外圈无挡边的圆柱滚子丝杠,此时内圈与轴的配合或外圈与外壳孔的配合可采用过盈配合。有时也可选用不可分离型深沟球丝杠或调心滚子丝杠作游动丝杠,但在安装时内圈与轴或外圈与外壳孔配合应选择间隙配合,以确保内圈或外圈有足够的轴向移动的自由。

摩擦力矩

球丝杠的摩擦阻力较滚子丝杠小,纯径向载荷作用时,径向接触丝杠的摩擦阻力小;纯轴向载荷作用时,轴向接触丝杠的摩擦阻力小;联合载荷作用时,丝杠接触角与载荷角相近的角接触丝杠摩擦阻力最小。在需要低摩擦力矩的仪器和机械中,选用球丝杠或圆柱滚子丝杠较适宜。此外,低摩擦力矩丝杠应避免采用接触式密封,同时,建议采用滴油润滑,油气润滑或其他有利于减磨的润滑方式。

安装与拆卸

具有圆柱形内孔的丝杠用于安装拆卸较频繁的机械中,应优先选用分离型角接触球丝杠、圆锥滚子丝杠、可分离的圆柱滚子丝杠、滚针丝杠和推力丝杠等。具有圆锥形内孔的丝杠可安装在轴颈上,或借助紧定套或退卸套装在圆柱形轴颈上,安装拆卸很方便。


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