滾珠絲桿升降機(jī)制動(dòng)器設(shè)計(jì)摘要：
滾珠絲桿升降機(jī)是一種利用蝸輪蝸桿副帶動(dòng)滾珠絲杠副進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的精密升降部件，在工作過(guò)程中主要依靠蝸桿副的自鎖實(shí)現(xiàn)鎖定，但是在實(shí)際運(yùn)用中出現(xiàn)過(guò)鎖定失效的狀況，說(shuō)明蝸輪蝸桿自鎖性并不十分可靠。針對(duì)此問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)單靈活的制動(dòng)結(jié)構(gòu)，并對(duì)制動(dòng)結(jié)構(gòu)的摩擦力矩進(jìn)行了計(jì)算校核計(jì)算結(jié)果滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。
滾珠絲桿升降機(jī)簡(jiǎn)介：
滾珠絲桿升降機(jī)是一種利用蝸桿副帶動(dòng)滾珠 絲杠副進(jìn)行升降的精密起重部件，具有傳動(dòng)效率 蘺、體積小、控制方便、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)導(dǎo) 點(diǎn)，廣泛 應(yīng)用于舞臺(tái)升降、奮達(dá)天線(xiàn)座升降機(jī)構(gòu)、火箭、 火炮發(fā)射裝置以及建筑醫(yī)療等領(lǐng)域。滾珠絲桿升 降機(jī)在工作過(guò)程中主要利用滾珠絲杠副進(jìn)行升降，滾珠絲杠副不具備自鎖功能，用于垂直升降 傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，^翼失去動(dòng)力源，就會(huì)產(chǎn)生逆轉(zhuǎn)動(dòng)，所以滾珠絲桿升降機(jī)利用具有自鎖性的蝸桿 副實(shí)現(xiàn)鎖定，以防止升降物品時(shí)絲杠下落。
蝸輪蝸桿傳動(dòng)，當(dāng)蝸桿的螺旋升角y小于摩擦角少時(shí)（y <少），該機(jī)構(gòu)具有很好的自鎖 性[121，但是在實(shí)際例子中，也出現(xiàn)過(guò)因自鎖失 效而導(dǎo)致事故發(fā)生的例由此可見(jiàn)，蝸輪 蝸桿自鎖性并不十分可靠，在對(duì)安全性、可靠性 要求較高的使用場(chǎng)合，滾珠絲桿升降機(jī)必須外加 制動(dòng)裝置#以確保安全，因此對(duì)滾珠絲桿升降機(jī) 設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)筒單、使用方便、價(jià)格低廉的制動(dòng)結(jié)構(gòu)很有必要。文中選用JWB005型號(hào)的升降機(jī) 進(jìn)行制動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
1制動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算
如Mi所示，滾珠絲桿升降機(jī)主要有蝸輪蝸 桿減速器、滾珠絲杠副、推力球軸承、防旋轉(zhuǎn)罩 及底座等零部件組成其工作原埋為伺服電機(jī)帶 動(dòng)蝸桿8旋轉(zhuǎn)，蝸桿8帶動(dòng)蝸輪3轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸輪3 通過(guò)蝸輪軸帶動(dòng)絲杠螺母9旋轉(zhuǎn)，絲杠螺母9帶 動(dòng)滾珠絲杠10雇下運(yùn)動(dòng)，滾珠絲杠10通過(guò)法蘭 1實(shí)現(xiàn)物體的升降。為了防止滾珠絲.杠10在上 下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中旋轉(zhuǎn)，在其 下端裝有方形塊6, 方形塊沒(méi)霉防旋轉(zhuǎn)罩5之間間隙配合，從而實(shí)現(xiàn) 滾珠絲杠庚能上下運(yùn)動(dòng)而不能旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)a
1.法蘭2.推力球軸承1 3.蝸輪4.推力球軸承2 5.防旋轉(zhuǎn)罩 6.方形塊7.底座8.蝸桿9.絲杠螺母10.滾珠絲杠
1.2制動(dòng)結(jié)構(gòu)的組成及工作原理
滾珠絲桿升降機(jī)制動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圏如圖2所示。 整個(gè)制動(dòng)結(jié)構(gòu)主要有梯形絲桿、禪形絲桿螺母、 摩檫片支架、角接觸球軸承、組合蝶形彈簧及摩 擦片等組成。其工作原理為減速電機(jī)帶動(dòng)梯形絲 桿1、1-1做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，梯形絲桿帶動(dòng)梯形鏠桿 螺母3、34做JTF移動(dòng)，梯形絲桿螺母和摩擦 片支架6之間用.銷(xiāo)軸連接，當(dāng)螺母3、3-1向下 運(yùn)動(dòng)時(shí)，它們向下推摩擦片支架，組合碟形彈簧 7被班縮，摩擦片8和9分開(kāi)，制動(dòng)松閘；當(dāng)螺 母3、3-1向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，它們和摩擦片支架分開(kāi)， 摩擦片支架在組合碟形彈簧的作用下向上運(yùn)動(dòng)，摩擦片8和9接觸壓紫，蝸輪和絲杠螺母被制 動(dòng)，即絲杠螺母不能逆旋轉(zhuǎn)，從而滾珠絲杠不能 上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)滾珠絲桿升降機(jī)制動(dòng)。
靈摩擦片8將制動(dòng)力矩傳給摩擦片支架時(shí)， 摩擦片支架的兩個(gè)臂和底痤切槽4、4-1接觸, 阻止摩擦片8的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。滾珠絲桿 升降機(jī)詡于精密升降場(chǎng)合，當(dāng)物體快接近預(yù)定位 董時(shí)，接近開(kāi)關(guān)燈亮，伺服電機(jī)迅速減速，此時(shí) 蝸輪轉(zhuǎn)速極低，物體緩慢逼近預(yù)定位置，當(dāng)物體 到達(dá)預(yù)定位置時(shí)，蝸輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)，故制動(dòng)時(shí)兩摩 擦片之間的相對(duì)轉(zhuǎn)速很低，對(duì)摩擦片支架的沖擊 也就很小,,不需要加緩沖彈簧，.如果沖擊銀大， 則需要在摩擦片支架的側(cè)面加緩沖彈簧，以減少 對(duì)底座.的沖亀？
1.3摩擦力矩計(jì)算校核
(1)由參考文獻(xiàn)[5]可知.當(dāng)滾珠這枉副受 軸向載荷作用時(shí)，ft滾珠絲杠公_直徑4處 產(chǎn)生螺紋力矩軋，在絲杠螺母無(wú)預(yù)緊及忽略軸 承的摩擦力矩情況下，螺紋力矩風(fēng)等于其驅(qū)動(dòng) 力矩M，即
M=Mt=FaUn((p+Pd)^-=^ (1)
式中，圪為軸向外載荷：N; i為絲杠導(dǎo)程， mill;妒為螺紋升梟v (嚴(yán)），為當(dāng) 量摩擦角，一般取ft =8.6'; r?為傳動(dòng)效率，r?
_ tan^> tan(^) +pd) °
(2):德摩擦片8和9之間產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， 接觸面間將戶(hù)秦摩擦力，摩擦力對(duì)回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的力 矩即為摩擦力矩財(cái)^。如圖3所在摩擦片接 觸面±取環(huán)形微面積山=2耶如，則環(huán)形微面積 上所受的正壓力為ipcMp為環(huán)形微面積名. 的壓強(qiáng)），摩擦力為d^V z/d^t/pcb (/為摩擦片 摩擦系數(shù)），對(duì)回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的摩擦力矩dM, =pdF> =成d.s，故摩擦片端面所受的總摩擦力矩為
Mf = /f pfpds = 2tt/Jf pp2dp (2)
