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    軸承知識Case

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    滾珠絲杠軸承的選擇和支撐方式


    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。

    1>各種軸承的軸向剛度對比

    尺寸相當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扭矩較大。



    可以根據實際需要選擇既經濟又能滿足要求的軸承。當然還要考慮軸承的承載能力和疲勞壽命,這里就不再討論了。

    軸承的剛度可以在產品手冊中查到。

    2>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:

    一般情況下絲杠驅動端選擇固定支撐結構,這樣可以減少或消除絲杠與驅動元件連接處不對中(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。

    數控銑床進給機構用滾珠絲杠,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范圍內工作時絲杠軸向剛度對定位精度的影響。

    a> 固定----自由 支撐方式

    這種結構,適用于定位精度要求不高,絲杠轉速較低且滾珠螺母不受或受很小的徑向力的工況下。

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