滚珠丝杆升降机制动器设计摘要：
滚珠丝杆升降机是一种利用蜗轮蜗杆副带动滚珠丝杠副进行运动的精密升降部件，在工作过程中主要依靠蜗杆副的自锁实现锁定，但是在实际运用中出现过锁定失效的状况，说明蜗轮蜗杆自锁性并不十分可靠。针对此问题，设计了一种简单灵活的制动结构，并对制动结构的摩擦力矩进行了计算校核计算结果满足设计要求。
滚珠丝杆升降机简介：
滚珠丝杆升降机是一种利用蜗杆副带动滚珠 丝杠副进行升降的精密起重部件，具有传动效率 蓠、体积小、控制方便、运动平稳導 点，广泛 应用于舞台升降、奮达天线座升降机构、火箭、 火炮发射装置以及建筑医疗等领域。滚珠丝杆升 降机在工作过程中主要利用滚珠丝杠副进行升降，滚珠丝杠副不具备自锁功能，用于垂直升降 传动系统时，^翼失去动力源，就会产生逆转动，所以滚珠丝杆升降机利用具有自锁性的蜗杆 副实现锁定，以防止升降物品时丝杠下落。
蜗轮蜗杆传动，当蜗杆的螺旋升角y小于摩擦角少时（y <少），该机构具有很好的自锁 性[121，但是在实际例子中，也出现过因自锁失 效而导致事故发生的例由此可见，蜗轮 蜗杆自锁性并不十分可靠，在对安全性、可靠性 要求较高的使用场合，滚珠丝杆升降机必须外加 制动装置#以确保安全，因此对滚珠丝杆升降机 设计一种结构筒单、使用方便、价格低廉的制动结构很有必要。文中选用JWB005型号的升降机 进行制动结构设计。
1制动结构设计计算
如Mi所示，滚珠丝杆升降机主要有蜗轮蜗 杆减速器、滚珠丝杠副、推力球轴承、防旋转罩 及底座等零部件组成其工作原埋为伺服电机带 动蜗杆8旋转，蜗杆8带动蜗轮3转动，蜗轮3 通过蜗轮轴带动丝杠螺母9旋转，丝杠螺母9带 动滚珠丝杠10雇下运动，滚珠丝杠10通过法兰 1实现物体的升降。为了防止滚珠丝.杠10在上 下运动过程中旋转，在其 下端装有方形块6, 方形块沒霉防旋转罩5之间间隙配合，从而实现 滚珠丝杠庚能上下运动而不能旋转运动a
1.法兰2.推力球轴承1 3.蜗轮4.推力球轴承2 5.防旋转罩 6.方形块7.底座8.蜗杆9.丝杠螺母10.滚珠丝杠
1.2制动结构的组成及工作原理
滚珠丝杆升降机制动结构简圏如图2所示。 整个制动结构主要有梯形丝杆、禅形丝杆螺母、 摩檫片支架、角接触球轴承、組合蝶形弹簧及摩 擦片等组成。其工作原理为减速电机带动梯形丝 杆1、1-1做旋转运动，梯形丝杆带动梯形鏠杆 螺母3、34做JTF移动，梯形丝杆螺母和摩擦 片支架6之间用.销轴连接，当螺母3、3-1向下 运动时，它们向下推摩擦片支架，组合碟形弹簧 7被班缩，摩擦片8和9分开，制动松闸；当螺 母3、3-1向上运动时，它们和摩擦片支架分开， 摩擦片支架在组合碟形弹簧的作用下向上运动，摩擦片8和9接触压紫，蜗轮和丝杠螺母被制 动，即丝杠螺母不能逆旋转，从而滚珠丝杠不能 上下移动，实现滚珠丝杆升降机制动。
靈摩擦片8将制动力矩传给摩擦片支架时， 摩擦片支架的两个臂和底痤切槽4、4-1接触, 阻止摩擦片8的转动，从而实现制动。滚珠丝杆 升降机诩于精密升降场合，当物体快接近预定位 董时，接近开关灯亮，伺服电机迅速减速，此时 蜗轮转速极低，物体缓慢逼近预定位置，当物体 到达預定位置时，蜗轮停止转动，故制动时两摩 擦片之间的相对转速很低，对摩擦片支架的冲击 也就很小,,不需要加缓冲弹簧，.如果冲击银大， 则需要在摩擦片支架的侧面加缓冲弹簧，以减少 对底座.的冲亀？
1.3摩擦力矩计算校核
(1)由参考文献[5]可知.当滚珠这枉副受 轴向载荷作用时，ft滚珠丝杠公_直径4处 产生螺纹力矩軋，在丝杠螺母无预紧及忽略轴 承的摩擦力矩情况下，螺纹力矩风等于其驱动 力矩M，即
M=Mt=FaUn((p+Pd)^-=^ (1)
式中，圪为轴向外载荷：N; i为丝杠导程， mill;妒为螺纹升梟v (严），为当 量摩擦角，一般取ft =8.6'; r?为传动效率，r?
_ tan^> tan(^) +pd) °
(2):德摩擦片8和9之间产生相对转动时， 接触面间将户秦摩擦力，摩擦力对回转轴线的力 矩即为摩擦力矩財^。如图3所在摩擦片接 触面±取环形微面积山=2耶如，则环形微面积 上所受的正压力为ipcMp为环形微面积名. 的压强），摩擦力为d^V z/d^t/pcb (/为摩擦片 摩擦系数），对回转轴线的摩擦力矩dM, =pdF> =成d.s，故摩擦片端面所受的总摩擦力矩为
Mf = /f pfpds = 2tt/Jf pp2dp (2)
