徐振振

摘 要：在產(chǎn)品設(shè)計中需要轉(zhuǎn)動、移動，螺旋傳動是實現(xiàn)此種方式的有效模式。螺旋傳動主要就是通過螺桿以及螺母構(gòu)成，論述螺桿螺母傳動機構(gòu)的設(shè)計模式與手段，可以提升二者的配精密度，降低運行過程中產(chǎn)生的噪聲問題?；诖?，該文主要分析了螺桿螺母傳動機構(gòu)的作用，了解了螺桿與螺母傳動類型，探究了螺桿螺母傳動機構(gòu)的設(shè)計方式與手段，僅供參考。

關(guān)鍵詞：螺桿螺母傳動；機構(gòu)設(shè)計；支承方式

中圖分類號：TB47 文獻標志碼：A

螺旋傳動主要就是利用旋轉(zhuǎn)運動變換為直線運動或者將直線運動轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運動的方式。螺旋傳動根據(jù)在機械中的作用力可以劃分為傳力螺旋傳動模式、傳到螺旋傳動以及調(diào)整螺旋傳動集中類型。按其在機械中的作用可分為：傳力螺旋傳動、傳導(dǎo)螺旋傳動以及調(diào)整螺旋傳動，該文主要介紹了滾珠絲杠螺母機構(gòu)。

1 螺桿螺母傳動機構(gòu)作用

螺桿就是在外表面上切有螺旋槽圓柱體會在切有錐面的螺旋槽圓錐。螺桿有著不同類型的頭。而螺母就是螺帽，配合螺桿應(yīng)用，具有緊固作用。在生產(chǎn)制造中根據(jù)元件材質(zhì)的不同可以劃分為不同的類型。螺母利用內(nèi)側(cè)的螺紋可以實現(xiàn)與螺桿的連接。其可以分為不銹鋼、銅材、合金和鋅銅合金螺母等不同材質(zhì)。

1.1 傳力螺旋傳動

基于傳遞為主要內(nèi)容，可以通過較小的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生一定的軸向運動以及軸向力。一般情況下主要在低轉(zhuǎn)速的環(huán)境中工作。

1.2 傳導(dǎo)螺旋傳動

以傳遞運動為主要模式，可以長時間地實現(xiàn)連續(xù)作業(yè)，傳動精度較高。

1.3 調(diào)整螺旋傳動

調(diào)整螺旋傳動主要的作用就是調(diào)整或者固定相關(guān)零部件，使其處于對應(yīng)的位置中。

2 螺桿與螺母傳動類型

2.1 滑動螺旋傳動

滑動螺旋傳動通常稱為普通滑動螺旋傳動。滑動螺桿一般采用梯形、鋸齒螺紋。多數(shù)狀況之下應(yīng)用梯形螺紋，鋸齒螺紋在單邊受力狀態(tài)中應(yīng)用。而由于加工強度相對較低，很少應(yīng)用此種類型的螺紋。三角螺紋具有調(diào)節(jié)應(yīng)力小的特征，具有機構(gòu)精度較低的螺旋線。在一般情況下，螺紋的升程與摩擦系數(shù)之間沒有嚴格的區(qū)別，軸向力雖然較大，但是其扭矩力度相對較小，螺旋力利用此原理可以達到增益機械的效果。

2.2 靜液壓傳動

螺紋工作面中形成了一種液體靜壓油膜類型的螺旋傳動模式。靜壓螺旋傳動摩擦系數(shù)相對較小。

2.3 滾動螺旋傳動

用滾動體在螺紋工作面間實現(xiàn)滾動摩擦的螺旋傳動，又稱滾珠絲杠傳動。滾動體通常為滾珠，也有用滾子的。

3 螺桿螺母傳動機構(gòu)的設(shè)計方式與手段

在螺桿螺母傳動機構(gòu)的設(shè)計過程中，要根據(jù)規(guī)范要求合理開展，明確設(shè)計原理，系統(tǒng)評估分析，重視結(jié)構(gòu)設(shè)計、螺桿材料選定以及結(jié)構(gòu)設(shè)計、軸向間隙的調(diào)整與預(yù)緊支承方式與制動、潤滑等相關(guān)內(nèi)容，其具體如下：

3.1 設(shè)計原理評估階段

螺桿材料要符合標準，根據(jù)要求應(yīng)用標準金屬螺桿，加工兩頭，螺母則要應(yīng)用塑料的POM材質(zhì)，進行快速成型加工處理。在螺桿與螺母之間放入潤滑脂，再進行測試驗證，合格之后方可運行。

3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計階段

在螺桿材料應(yīng)用塑料件開模成型之后，在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中要綜合應(yīng)用功能、要求以及環(huán)境等因素，對其系統(tǒng)分析，了解工程塑料是否可以滿足強度要求，模具成型能否滿足直線度以及螺紋精度的各項要求，解決存在的尺寸縮小問題，分析螺母與螺桿配合精密度以及耐磨性等因素。綜合各種因素，對其進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，其具體如下：

3.3 螺桿材料選定以及結(jié)構(gòu)設(shè)計分析

在應(yīng)用中此組件有著較為嚴格的運動耐磨要求，但是由于其主要在內(nèi)部裝飾中應(yīng)用，在操作中日常潤滑維護相對較為復(fù)雜，基于成本角度分析不設(shè)計油槽。在設(shè)計中要選擇具有良好耐磨性能且又可以承受一定徑向壓力的材質(zhì)，對此可以應(yīng)用PET+GF作為螺桿的材料。

在進行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，要綜合其結(jié)構(gòu)特征，分析強度以及成型直線度等因素。在設(shè)計過程中要利用新技術(shù)手段，通過一體成型等技術(shù)進行處理，在操作中為了避免成型而誘發(fā)的毛邊問題，就要及時處理，避免螺紋被切除過多，要避免其出現(xiàn)表面縮水等問題。

3.4 軸向間隙的調(diào)整與預(yù)緊

螺桿螺母屬于一種螺旋傳動機構(gòu)。其主要的作用就是通過利用旋轉(zhuǎn)運動變換為直線運動，也可以將直線運動變換為一種旋轉(zhuǎn)運動模式?？梢苑譃榛趥鬟f能量為主要內(nèi)容的形式，也有基于傳遞運動為主要內(nèi)容的形式，還有可以調(diào)整零件相對位置的螺旋傳動類型等。螺母機構(gòu)有可以分為滑動摩擦以及滾動摩擦不同類型。整體上來說，螺桿的機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，加工也較為方便，成本低廉。

螺桿螺母單一方向的傳動精度具有嚴格的要求，其對于軸向間隙要求也較為嚴格，這樣才可以保證其反向傳動精度。軸向間隙的主要作用就是承載滾珠與滾道型面接觸點之間產(chǎn)生的彈性變形而造成的螺母位移量以及螺母間隙之和。

在一般狀況之下主要就是通過雙螺母預(yù)緊的方式進行處理，將彈性變形控制在合理的范圍中，達到減小以及消除軸向間隙的作用，也可以提升整體的剛度。應(yīng)用此種方式消除軸向間隙要注意以下幾點：

預(yù)緊力大小適宜，避免過小或者過大，如果其過小則無法保證達到無隙傳動，而如果整體過大則就會導(dǎo)致驅(qū)動力矩限值增大，這樣就會降低其整體的效率，縮短應(yīng)用期限。同時，要重視減小絲杠安裝位置以及驅(qū)動位置的間隙，避免其影響整體的精度。

現(xiàn)階段，較為常見的消除軸向間隙的結(jié)構(gòu)主要可以分為3種：

（1）墊片調(diào)隙式。通過螺釘連接到螺母凸緣位置，在凸緣位置添加墊片。適當調(diào)整墊片厚度，達到螺母微量軸向位移的效果，消除軸向間隙在運行中產(chǎn)生的預(yù)緊力。此種方式結(jié)構(gòu)整體緊湊，穩(wěn)定可靠，調(diào)整也較為便捷，在實踐中應(yīng)用廣泛，在管道磨損的時候不能對其進行隨意調(diào)整，要及時更換墊圈，主要就是在精密的傳動機構(gòu)中應(yīng)用。

（2）螺紋調(diào)隙式。 在螺母中的一個外端中含有凸緣；而在另一個外端中制有螺紋，通過2個圓螺母固定，表面2個螺母相對轉(zhuǎn)動。旋轉(zhuǎn)圓螺母可以達到調(diào)整消除間隙的作用，也可以產(chǎn)生一些預(yù)緊力的效果。此種方式結(jié)構(gòu)緊湊，調(diào)整便捷，但是缺乏精確性。

（3）齒差調(diào)隙式。螺母的凸緣位置上含有圓柱外齒輪，這些齒輪與內(nèi)齒圈嚙合，將內(nèi)齒圈通過螺釘?shù)裙潭?。在進行調(diào)整的時候要處理內(nèi)齒圈，螺母相對角位移，進而產(chǎn)生軸向相對位移，固定內(nèi)齒圈，達到消除間隙的效果。此種方式工作可靠，結(jié)構(gòu)相對較為復(fù)雜。

3.5 支承方式與制動

（1）支承方式。支承主要的作用就是為了保證其整體的剛度與精度，在實際中要選擇合適的方式與手段。應(yīng)用剛度較高、摩擦力較小、高運轉(zhuǎn)精度的軸承，可以保證其剛度符合要求。

（2）制動裝置。安裝制動裝置達到傳動要求，在垂直傳動中更是如此。

3.6 潤滑

合理地應(yīng)用潤滑劑可以增強整體的耐磨性，體恒傳動效率。潤滑劑主要包括潤滑油、潤滑脂。潤滑油就是一般機油，可以利用螺母的油孔注入螺紋滾道之中；潤滑脂主要就是鋰基油脂，用在螺紋滾道以及安裝螺母殼體空間范圍中。

4 結(jié)語

螺桿螺母是重要的零部件，了解螺桿螺母的傳動機構(gòu)，對其合理設(shè)計，可以提升整體的性能指標，增強耐磨性，增強傳動效率。在實踐中，要綜合具體狀況合理開展，明確設(shè)計原理，系統(tǒng)評估分析，重視結(jié)構(gòu)設(shè)計、螺桿材料選定以及結(jié)構(gòu)設(shè)計、軸向間隙的調(diào)整與預(yù)緊支承方式與制動、潤滑等相關(guān)內(nèi)容，合理規(guī)范螺桿螺母的各項性能指標，進而從根本上保證螺桿螺母傳動機構(gòu)的合理性。

參考文獻

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