滾珠絲杠傳動裝置參數設計

文:2017年第6期

1概述

    貼膜機是專門用于電子、通訊、半導體等行業(yè)貼保護膜及防暴膜的機器,可確保無氣泡無擦痕貼膜。滾珠絲杠傳動裝置工作過程為:滾珠絲杠作為主動體,螺母隨絲桿的轉動角度按照對應規(guī)格的導程轉化成直線運動,被動工件可以通過螺母座和螺母連接,從而實現對應的直線運動。圖1為貼膜機絲杠傳動軸模型。

圖1貼膜機絲杠傳動軸模型

2.滾珠絲杠強度計算

    軸向載荷:Fa=F+UW

    其中F—軸向摩擦力;

    W—工件重量加工作臺重量;W=10X10=100N

    U——滾動導軌上的滾動摩擦系數;

    則有F1=0.04×100=4N,即絲杠的最小載荷。

    絲杠最大載荷:

    軸向工作載荷:

    其中,Fmax、Fmin分別是絲杠最大、最小軸向載荷;

    當載荷按照單調式規(guī)律變化,各種轉速使用機會相同時計算當量動載荷Cm,。其中,Kp—載荷性質系數,無沖擊取1~1.2,一般情況取1.2~1.5,有較大沖擊振動時取1.5~2.5,這里Kp取1;Ka—精度影響系數,對于1、2、3級精度的滾珠絲杠取Ka=1,對于4、5級精度滾珠絲杠取Ka=0.9,這里Ka取1。要求當量動載荷Cm小于額定動載荷Ca,從而確定滾珠絲杠副的型號和尺寸。根據要求及結構尺寸,選用FFZD內循環(huán)墊片預緊螺母式滾珠絲桿,具體型號:FFZD2004-3。該裝置的滾珠絲杠是在低速條件下工作的。選定導程為4的滾珠絲杠副。

3滾珠絲杠支承及導軌

    本傳動系統的絲杠采用兩端軸向固定方式。靠近電機一端采用一對30203圓錐滾子軸承面對面組配,另一端采用6203的角接觸球軸承。導軌主要分為滾動導軌和滑動導軌兩種,選用導軌截面為矩形的直線滑動導軌。

3.1滾珠絲杠副的預緊

    滾珠絲杠副在工作臺上的支承方式有四種,本設計選用一端固定,一端絞支的支承方式。按預加負載形式分,可分為單螺母無預緊、單螺母變位導程預緊、單螺母加大鋼球徑向預緊、雙螺母墊片預緊、雙螺母差齒預緊、雙螺母螺紋預緊。這里選用雙螺母墊片式預緊,其預緊力一般為軸向載荷的1/3。滾珠絲杠副與滑動絲杠螺母副相比較有很多優(yōu)點:傳動效率高,靈敏度高,傳動平穩(wěn);磨損小,壽命長,可消除軸向間隙,提高軸向剛度等。

3.2滾珠絲杠副的傳效動率

    滾珠絲杠副的傳效動率為:

    式中ψ—滾珠絲杠的螺紋升角;

    ρ'—當量摩擦角

    根據當量摩擦系數和當量摩擦角關系,滾動運動速度v=50mm/s,材料選擇灰鑄鐵HRC≥45。同時ρ'=7°58′,

tgρ'=0.14

    由于式中Ph=4mm為導程;

    d=20mm為絲杠公稱直徑。

    則得到滾珠絲杠的螺紋升角:ψ=6.06°

    滾珠絲杠副的傳動效率:η=0.425。

4結論

    針對貼膜機的滾珠絲杠傳動裝置部分進行了設計。對滾珠絲杠的強度進行了計算,使用圓錐滾子軸承和深溝球軸承,導軌采用直線導軌。分析了絲杠副的預緊,獲得了絲杠副的傳動效率并進行了計算。

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