機械手滾珠絲杠副傳動的靜力學分析

摘 要：文章以一種機械手上的滾珠絲杠為例，分析以傳動為目的的滾珠絲杠副所需要滿足的靜力學條件（例如剛度，載荷條件等），為滾珠絲杠的選擇提供了分析步驟和參考依據(jù)。

關鍵詞：滾珠絲杠 靜力學 傳動

中圖分類號：TG659文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）05（b）-0077-02

絲杠螺母傳動分為普通絲杠（滑動摩擦）和滾珠絲杠（滾動摩擦），前者結(jié)構簡單、加工方便、制造成本低，具有自鎖能力；但是摩擦阻力矩大、傳動效率低（30%～40%）。后者雖然結(jié)構復雜、制造成本高，但是其最大的優(yōu)點是摩擦阻力矩小、傳動效率高（92%～98%），其運動平穩(wěn)性好，靈活度高。通過預緊，能消除間隙、提高傳動剛度；進給精度和重復定位精度高。使用壽命長；而且同步性好，使用可靠、潤滑簡單，因此滾珠絲杠在機器人中應用很多。由于滾珠絲杠傳動返行程不能自鎖；因此在用于垂直方向傳動時，須附加自鎖機構或制動裝置。在選用滾珠絲杠要考慮以下幾項指標：

（1）滾珠絲杠的精度等級；

（2）滾珠絲杠的傳動間隙允許值和預加載荷的期望值；

（3）載荷條件（靜、動載荷）以及載荷允許值；

（4）滾珠絲杠的工作壽命；

（5）滾珠絲杠的臨界轉(zhuǎn)速；

（6）滾珠絲杠的剛度；

減小滾珠絲杠空回行程的方法，多是采用雙螺母結(jié)構，使螺母與絲杠之間有一定的預加載荷。這樣可以消除傳動間隙，提高傳動精度與剛度。但是預加載荷會使?jié)L珠絲杠壽命下降，所以，預加載荷不應超過工作載荷的1/3。

1 靜力學計算假設

3 結(jié)語

由計算可以看出對于設計載荷較輕（10 KG左右）、為實現(xiàn)輕物抓取，移動之用的機械手，滾珠絲杠副的靜力學參數(shù)還有較大裕度。因此只要滿足供稱直徑和導程的組合以及控制系統(tǒng)對伺服系統(tǒng)對導程的要求，滾珠絲杠副額定載，剛度，穩(wěn)定性等都較容易滿足，可供選擇的滾珠絲杠副型號也較多。

參考文獻

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