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1、天津工业大学2013 届本科毕业论文（设计）论文题目：摩擦式光杠传动的设计学生姓名： 吴小迪所在院系：机电学院所学专业：机电技术教育专业 导师姓名：白凡凡完成时间：2013 年 2 月 3 日摘 要本课题主要针对一种摩擦式光杠传动系统。本系统与传统的光杠与丝杆传动系统有本质上的区别，本系统中采用的光杠没有键槽及螺纹、采用的轴承也与传统的轴承有很大区别，该轴承的内圈成 V 字型。其工作过程主要依靠光杠与光杠上轴承之间的摩擦力来实现周向运动向轴向运动的转换。 关键词：光杠传动，V 字型轴承，摩擦式光杠，滚珠丝杠AbstractThe main topic on a friction type li
2、ght bars drive system, this system and the traditional light bars and wire rod drive system are different in nature, the system used a light bar no keyway and thread, the bearings and the traditional bearings have great difference, and the inner rings of the bearings V fonts. The working process is
3、mainly rely on the light bars and light bars on bearing friction force between a circumferential motion to realize the axial movement of theKey words: light bars drive ， V type bearing ，Friction type light barsBall screw目 录1. 引言 .51.1 滚珠丝杠 .51.1.1 滚珠丝杠传动原理 .51.1.2 滚珠丝杠螺母副的结构和原理 .51.1.3 滚珠丝杠螺母副的特点是 .
4、51.1.4 滚珠丝杠在实际应用中的实例图片展示 .61.2. 普通丝杠（滑动）传动 .61.2.1 滑动丝杠传动副原理 .61.2.2 滑动丝杠传动原理和结构图 .61.2.3 滑动丝杠副的传动特点 .71.2.4 滑动丝杠副在实际应用的实例图片 .72. 传动方案的设计 .72.1 传动方案的总体结构 .72.2 传动系统各个部分的选择 .82.2.1 电动机的选择 .82.2.2 减速器传动比的分配 .92.2.3 光杠传动部分的整体结构 .103. 光杠传动原理、实际工作过程及校核计算 .113.1 光杠部分的工作原理 .113.2 光杠表面上椭圆曲线沿轴向移动分析 .123.3 机构
5、装配关系与传动原理 .123.4 光杠特殊轴承 .143.5 光杠传动部分实际工作过程 .153.6 该光杠传动系统的特点 .183.7 轴及轴承校核 .183.7.1 基本额定寿命和基本额定动载荷 .183.7.2 轴强度校核 .204. 设计总结 .225. 致谢 .22参考文献 .231. 引言丝杠的应用是将旋转运动通过丝杠螺母副转变为直线运动，其主要形式有普通的丝杠传动，滚珠丝杠传动，可获得很高的精度和平稳的运动。1.1 滚珠丝杠1.1.1 滚珠丝杠传动原理滚珠丝杠的功能是将旋转运动转化为直线运动，或将直线运动化为旋转运动。旋转运动转化为直线运动原理是：在丝杠（螺母）旋转的时候，螺母是
6、封闭循环，丝杠是开放循环，在循环的过程中，螺母（丝杠）是固定在设备上，螺母就会沿着丝杠的滚道向一个产生相对运动，在运动的同时就会带动部件产生运动。将直线运动化为旋转运动则是逆向理解。滚珠丝杠副的构造传统分为内循环构造（以圆形反向器和椭圆形反向器为代表）和外循环构造两种。这两种构造也是最罕用的构造。这两种构造性能没有实质差别，只是内循环构造安装衔接尺寸小；外循环构造安装衔接尺寸大。目前，滚珠丝杠副的构造已有 10多种，但对比罕用的重要有：内循环构造；外循环构造；端盖构造；盖板构造1.1.2 滚珠丝杠螺母副的结构和原理滚珠丝杠螺母副的结构有内循环与外循环两种方式。图 11 内循环式 图 12 外循
7、环式1.1.3 滚珠丝杠螺母副的特点是滚珠丝杠螺母副的传动特点是：传动效率高，一般为 =0.920.98:；传动灵敏，摩擦力小，不容易产生爬行；使用寿命长：具有可逆性，不仅可以将旋转运动转变为直线运动，亦可将直线运动变成旋转运动；轴向运动精度高，施加预紧力后，可消除轴向间隙，反向时无空行程；但是制造成本高，不能自锁，垂直安装时需要平衡装置。1.1.4 滚珠丝杠在实际应用中的实例图片展示 图 13 图 141.2. 普通（滑动）丝杠传动1.2.1 滑动丝杠传动副原理滑动丝杠传动原理基本上与滚珠丝杠传动原理一样，都是将旋转运动转化为直线运动，或者将直线运动转化为旋转运动。滑动丝杠传动副与滚珠丝杠传
8、动副不同的是，滚珠丝杠传动副利用滚子将摩擦形式转变为滚动摩擦，而滑动丝杠传动副是利用丝杠螺纹与螺母的直接的接触的滑动摩擦来传递运动的。1.2.2 滑动丝杠传动原理和结构图图 15 滑动丝杠传动原理1.2.3 滑动丝杠副的传动特点结构简单、制造容易，由于滑动丝杠副为一般的丝杠制造容易、螺母所组成，故其结构简单、 ，减速传动比大，摩 Fw 力大、螺母只移动一个导程，而导程可以杠副可以得到很大的减速比。传动效率低滑动丝杠副的工作面为滑动摩擦，故其摩擦阻力大，传动效率低。具有自锁性，当使其螺旋升角小于摩擦角时，锁性。运转平稳，则可以使滑动丝杠副具有自由于丝杠与螺母的啮合是连续的，而且同时呛金多。所以其
9、运转平稳、无噪声。但低速或微调时可能出现爬行。1.2.4 滑动丝杠副在实际应用的实例图片图 16 普通丝杠 图 17 普通丝杠2. 传动方案的设计传统的滚珠丝杠和滑动丝杠传动，虽然也能实现周向运动向轴向运动的转变，但是它要实现往复直线运动就必须要改变丝杠的转向，而且不能实现无级调速。本文主要介绍一种靠摩擦力传动的光杠传动方案，它不仅能实现无极调速，而且不用改变光杠的转向就能实现往复直线运动。2.1 传动方案的总体结构本套传动方案主要这个部分组成：电机，减速器，一套新型的摩擦式光杠传动，只要有这几个部分组成。其中电机通过 V 带传动到减速器，然后由减速器通过链传动到光杠轴。图 21 传动系统2.2 传动系统各个部分的选择2.2.1 电动机的选择电动机的功率选择合适与否，对电动机的正常工作和经济性都有影响。功率选得过小不能保证工作机正常工作，或使用电动机因超载而过早损坏；功率选得过大则电动机的价格高能力得不到充分发挥，而且因电动机经常不满载运行，其效率和功率因数都较低而造成能自的浪费。对于载荷比较稳定、长期运转的机械，通常按照电动机的额定功率选择电动机所需输出的功率 P0(kW)由下式计算 式 21式中， 为工作机所需的功率； 为从电动机到工作机的总效率。工作机所需的功率 由
