滾珠絲杠軸承選擇和支撐方式對定位精度的影響
滾珠絲杠軸承選擇和支撐方式對定位精度的影響
- 2025/7/3 10:42:08
滾珠絲杠是將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，或?qū)⒅本€運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的理想的產(chǎn)品，滾珠絲杠由于摩擦阻力小，效率高、精度高，被廣泛地用于工業(yè)設(shè)備和精密儀器中。
由于絲杠在工作過程中主要承受軸向力，軸向力的大小和滾珠絲杠的軸向剛度，對絲杠的重復(fù)定位精度影響較大，影響絲杠軸向剛度的因素有很多，主要包括：絲杠的軸向剛度、絲杠支撐軸承的軸向剛度、滾珠螺母的軸向剛度、絲杠軸承座的軸向剛度等。這里主要討論絲杠支撐軸承和絲杠的軸向剛度。各種軸承的軸向剛度對比尺寸相當(dāng)推力軸承的軸向剛度大約是角接觸球軸承和圓錐滾子軸承軸向剛度的兩倍，推力圓柱滾子軸承的軸向剛度最大，絲杠支撐用軸承的軸向剛度介于圓錐滾子軸承和推力圓柱滾子軸承中間。軸向剛度大也意味著啟動(dòng)扭矩較大。
絲杠的支撐方式及對軸向剛度的影響絲杠的支撐方式及剛度的影響：一般情況下絲杠驅(qū)動(dòng)端選擇固定支撐結(jié)構(gòu)，這樣可以減少或消除絲杠與驅(qū)動(dòng)元件連接處不對中（軸向不對中、角度不對中、平行不對中）對絲杠定位精度的影響。下面就以具體的實(shí)例看看相同的絲杠用不同的支撐方法對軸向剛度的影響。數(shù)控銑床進(jìn)給機(jī)構(gòu)用滾珠絲杠，平均載荷Fa=3000N，選用CM5006-5滾珠絲杠，絲杠長度L=1.0m.試計(jì)算絲杠在不同支撐條件下軸向剛度對精度的影響。Ks=絲杠軸軸向剛度（KN/μm）d1=45.2mm絲杠底徑（mm）L0=1000mm 絲杠長度L1=68mm 螺母安裝尺寸E=2.06*10^5MPa（絲杠彈性模量）As=絲杠有效截面積（mm^2）這里分析在距固定端100mm 到800mm范圍內(nèi)工作時(shí)絲杠軸向剛度對定位精度的影響。固定----自由 支撐方式這種結(jié)構(gòu)，適用于定位精度要求不高，絲杠轉(zhuǎn)速較低且滾珠螺母不受或受很小的徑向力的工況下。
固定----簡支 支撐方式這種結(jié)構(gòu)，適用于定位精度要求太高，承受徑向力較小的工況，由于另一端有簡支支撐，臨界轉(zhuǎn)速高于固定--自由支撐方式。
由于簡支支撐可以沿軸向方向在小范圍內(nèi)滑動(dòng)，因此這種支撐方式對軸向剛度的影響和固定--自由支撐方式一樣。固定----固定 支撐結(jié)構(gòu)這種支撐方式軸向剛度大，重復(fù)定位精度高，可以承受較大的徑向載荷，通常情況下這種結(jié)構(gòu)還要對絲杠施加一定的預(yù)拉力，這樣絲杠承受徑向載荷的能力大大提高，并且在溫度升高的情況下，絲杠還能保持一定的預(yù)拉力，這樣即使有溫度變化，溫度的變化也不會(huì)對絲杠長度產(chǎn)生影響，只是會(huì)改變絲杠內(nèi)部應(yīng)力的大小。
絲杠軸向剛度計(jì)算：
計(jì)算不同情況下由于軸向剛度產(chǎn)生的軸向位移量：
在本例中絲杠軸向剛度對定位精度的影響如下：
