滚珠丝杠传动用径向卸荷结构

■ 江苏新瑞重工科技有限公司 （常州 213166）

夏向阳

1. 问题的提出

当滚珠丝杠采用同步带传动方式输入动力时，一般采用普通的滚珠丝杠传动结构，如图1所示，同步带轮被动轮13通过胀紧套4安装于丝杠14的端头，同步带轮主动轮9通过胀紧套7、压盖6安装在进给电动机轴上，两只同步带轮通过同步带11传递动力和转矩。为了提高传动刚性和传动精度，同步带11通过胀紧座8支紧来获得合适的预紧力，这时滚珠丝杠一直处于悬臂支撑状态，同步带在传递动力的同时也给滚珠丝杠带来了不良径向力，导致滚珠丝杠弯曲变形，降低滚珠丝杠的传动精度和使用寿命，同时滚珠丝杠的前后主支撑1、2工况也变差，影响滚珠丝杠轴承使用寿命。

图1 普通滚珠丝杠传动结构图

2. 问题的分析和解决

为了避免同步带带来的不良径向力对滚珠丝杠和滚珠丝杠支撑轴承造成的不利影响，设计了滚珠丝杠传动用径向卸荷结构（该结构已获得国家实用新型专利授权，证书编号ZL201220520830.3)。

该卸荷结构的工作原理如图2所示。和普通的滚珠丝杠传动结构（见图1）相比较，该卸荷结构对同步带轮被动轮15的结构作了改进，在该带轮的右端设计了一段台阶中空轴，该带轮通过中空台阶轴的内孔定位在滚珠丝杠16的轴上，在该台阶轴的外圆上安装一只深沟球轴承作为卸荷轴承17，卸荷轴承的外圈与卸荷轴承座18内孔配合，卸荷轴承左端轴向定位在同步带轮被动轮的中空台阶轴的台阶右端面上，卸荷轴承的右端用安装在同步带轮被动轮的中空台阶轴上的轴用弹性挡圈14定位，卸荷轴承座18通过螺钉刚性连接到减速箱体5上，减速箱体通过螺钉刚性连接到丝杠支撑底座3上。为了获得合适的预紧力，同步带11在被胀紧支座8支紧后，同步带轮主动轮9通过同步带传给同步带轮被动轮15的不良径向力通过卸荷轴承传递到卸荷轴承座上，由于卸荷轴承座与丝杠支撑底座是间接的刚性连接的，最终径向力卸载到丝杠支撑底座上，从而实现同步带在传递动力和转矩的同时将不良径向力有效卸载到丝杠支撑底座上，使滚珠丝杠和滚珠丝杠主支撑轴承前轴承2、滚珠丝杠主支撑轴承后轴承得到了有效保护。

图2 滚珠丝杠传动用径向卸荷结构图

3. 结语

通过同步带轮被动轮上的卸荷轴承与卸荷轴承座联合作用起到了极好的径向力卸荷效果，避免了同步带传递动力和转矩时带来的不良径向力对丝杠和丝杠支撑轴承的不利影响，从而提高了丝杠的传动精度，延长了滚珠丝杠和滚珠丝杠主支撑轴承的使用寿命，提高了整个丝杠传动系统的稳定性、可靠性。

[1] 陈心昭．现代实用机床设计手册［M］．北京：机械工业出版社，2006.