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夏向陽

1. 問題的提出

當(dāng)滾珠絲杠采用同步帶傳動方式輸入動力時(shí)，一般采用普通的滾珠絲杠傳動結(jié)構(gòu)，如圖1所示，同步帶輪被動輪13通過脹緊套4安裝于絲杠14的端頭，同步帶輪主動輪9通過脹緊套7、壓蓋6安裝在進(jìn)給電動機(jī)軸上，兩只同步帶輪通過同步帶11傳遞動力和轉(zhuǎn)矩。為了提高傳動剛性和傳動精度，同步帶11通過脹緊座8支緊來獲得合適的預(yù)緊力，這時(shí)滾珠絲杠一直處于懸臂支撐狀態(tài)，同步帶在傳遞動力的同時(shí)也給滾珠絲杠帶來了不良徑向力，導(dǎo)致滾珠絲杠彎曲變形，降低滾珠絲杠的傳動精度和使用壽命，同時(shí)滾珠絲杠的前后主支撐1、2工況也變差，影響滾珠絲杠軸承使用壽命。

圖1 普通滾珠絲杠傳動結(jié)構(gòu)圖

2. 問題的分析和解決

為了避免同步帶帶來的不良徑向力對滾珠絲杠和滾珠絲杠支撐軸承造成的不利影響，設(shè)計(jì)了滾珠絲杠傳動用徑向卸荷結(jié)構(gòu)（該結(jié)構(gòu)已獲得國家實(shí)用新型專利授權(quán)，證書編號ZL201220520830.3)。

該卸荷結(jié)構(gòu)的工作原理如圖2所示。和普通的滾珠絲杠傳動結(jié)構(gòu)（見圖1）相比較，該卸荷結(jié)構(gòu)對同步帶輪被動輪15的結(jié)構(gòu)作了改進(jìn)，在該帶輪的右端設(shè)計(jì)了一段臺階中空軸，該帶輪通過中空臺階軸的內(nèi)孔定位在滾珠絲杠16的軸上，在該臺階軸的外圓上安裝一只深溝球軸承作為卸荷軸承17，卸荷軸承的外圈與卸荷軸承座18內(nèi)孔配合，卸荷軸承左端軸向定位在同步帶輪被動輪的中空臺階軸的臺階右端面上，卸荷軸承的右端用安裝在同步帶輪被動輪的中空臺階軸上的軸用彈性擋圈14定位，卸荷軸承座18通過螺釘剛性連接到減速箱體5上，減速箱體通過螺釘剛性連接到絲杠支撐底座3上。為了獲得合適的預(yù)緊力，同步帶11在被脹緊支座8支緊后，同步帶輪主動輪9通過同步帶傳給同步帶輪被動輪15的不良徑向力通過卸荷軸承傳遞到卸荷軸承座上，由于卸荷軸承座與絲杠支撐底座是間接的剛性連接的，最終徑向力卸載到絲杠支撐底座上，從而實(shí)現(xiàn)同步帶在傳遞動力和轉(zhuǎn)矩的同時(shí)將不良徑向力有效卸載到絲杠支撐底座上，使?jié)L珠絲杠和滾珠絲杠主支撐軸承前軸承2、滾珠絲杠主支撐軸承后軸承得到了有效保護(hù)。

圖2 滾珠絲杠傳動用徑向卸荷結(jié)構(gòu)圖

3. 結(jié)語

通過同步帶輪被動輪上的卸荷軸承與卸荷軸承座聯(lián)合作用起到了極好的徑向力卸荷效果，避免了同步帶傳遞動力和轉(zhuǎn)矩時(shí)帶來的不良徑向力對絲杠和絲杠支撐軸承的不利影響，從而提高了絲杠的傳動精度，延長了滾珠絲杠和滾珠絲杠主支撐軸承的使用壽命，提高了整個絲杠傳動系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性。

[1] 陳心昭．現(xiàn)代實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊［M］．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.