微小丝杠副传动效率测试系统的研制*

赵子元,石照耀*,于 渤,叶曙兵,沈亚强

(1.北京工业大学 北京市精密测控技术与仪器工程研究中心,北京 100124;2.深圳市兆威机电股份有限公司,广东 深圳 518105)

0 引 言

丝杠副传动系统由丝杠和螺母组成,可将旋转运动转换成直线运动。从摩擦特性的角度对丝杠副进行分类,可分为滑动丝杠副、滚动丝杠副和静压丝杠副3类[1]。滑动丝杠副具有结构简单、制造方便的优点,在机床的进给、调整和一般精度的运动系统中得到了广泛应用。

由于滑动丝杠副的摩擦阻力大,传动效率低,通常只有30%～40%[2],限制了滑动丝杠副的应用。因此,研究新型材料的滑动丝杠副,从而减小摩擦、提高传动效率,成为近年来的研究热点[3-6]。

随着高性能工程塑料的发展,以及塑料设备、工艺的进步,出现了利用塑料材质螺母替代金属螺母和金属丝杠配合的丝杠副,为丝杠副传动效率的提升提供了新的研究思路[7-9]。传动效率是评价丝杠副传动性能的重要的参数,因此,对塑料螺母与金属丝杠配合的丝杠副在不同载荷工况下的传动效率研究具有重要意义。

当前,国内外从事塑料螺母-滑动金属丝杠副传动试验的研究不多。我国在丝杠副产品方面的研究起步较晚,在检测技术和检测设备方面较弱,并且研究方向主要集中于对金属丝杠副和滚珠丝杠副的性能研究[10]。

文献[11]提出了一种对塑料蜗杆传动效率的测试方法,并据此搭建了一套完整的测试系统。文献[12]搭建了研究小模数蜗杆传动效率和振动噪声的测试系统,并采用该系统测试了模数为0.5 mm、导程角为5°～8°的塑料蜗轮的效率和噪声。……