滚珠丝杆传动机构的性能和特点 滚珠丝杠由螺杆、螺母、钢球、预压片、反向器、防尘器组成。是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。当滚珠丝杠作为主动 体时，螺母就会随丝杆的转动角度按照对应规格的导程转化成直线运动，被动工件可以通过螺母座和螺母连接，从而实现对应的直线运动。 常用的循环方式有两种：外循环和内循环。与丝杠脱离接触的称为外循环。外循环是滚珠在循环过程结束后通过螺母外表面的螺旋槽或插管返回丝杠螺母间重新进入循环。外循环滚珠丝杠外循环结构和制造工艺简单，使用广泛。；始终与丝杠保持接触的称为内循环。内循环均采用反向器实现滚珠循环。传动机构的性能 与滑动丝杠副相比驱动力矩为1/3 由于滚珠丝杠副的丝杠轴与丝杠螺母之间有很多滚珠在做滚动运动,所以能得到较高的运动效率。与过去的滑动丝杠副相比驱动力矩达到 1/3以下,即达到同样运动结果所需的动力为使用滚动丝杠副的1/3。在省电方面很有帮助。传动效率高 滚珠丝杠副的传动效率高达90%～98%，为滑动丝杠副的2～4倍，能高效地将扭力转化为推力，或将推力转化为扭力。传动灵敏平稳 滚珠丝杠副为点接触滚动摩擦，摩擦阻力小、灵敏度好、启动时无颤动、低速时无爬行，可μ级控制微量进给。定位精度高 滚珠丝杠副传动过程中温升小、可预紧消除轴向游隙和初级弹性形变、
可对丝杠进行预拉伸以补偿热伸长，故可获得较高的定位精度和重复定位精度。精度保持性好 滚珠及滚道硬度达HRC58～63，滚道形状准确，滚动摩擦磨损极小，具有良好的精度保持性、可靠性和使用寿命。传动刚度高 滚珠丝杠副内外滚道均为偏心转角双圆弧面、在滚道间隙极小的时也能灵活传动。需要时加一定的预紧载荷则可消除轴向游隙和初级弹性形变以获得良好的刚性（此时使用寿命有所减少）。同步性能好 滚珠丝杠副因具有导程精度高、灵敏度好的特点，在需要同步传动的场合，用几套相同导程的滚珠丝杠副可获得良好的同步性能。无侧隙、刚性高 滚珠丝杠副可以加予压,由于予压力可使轴向间隙达到负值,进而得到较高的刚性(滚珠丝杠内通过给滚珠加予压力,在实际用于机械装置等时,由于滚珠的斥力可使丝母部的刚性增强)。高速进给可能 滚珠丝杠由于运动效率高、发热小、所以可实现高速进给(运动)。 滚珠丝杠副可用润滑来提高耐磨性及传动效率。润滑剂分为润滑油及润滑脂两大类。润滑油用机油、90～180号透平油或140号主轴油。润滑脂可采用锂基油脂。润滑脂加在螺纹滚道和安装螺母的壳体空间内，而润滑油通过壳体上的油孔注入螺母空间内。
滚珠丝杠螺母副的支承方式 数控机床的进给系统要获得较高的传动刚度，除了加强滚珠丝杠螺母副本身的刚度外，滚珠丝杠的正确安装及支承结构的刚度也是不可忽视的因素：滚珠丝杠常用推力轴承支座，以提高轴向刚度(当滚珠丝杠的轴向负载很小时，也可用角接触球轴承支座)，滚珠丝杠在数控机床上的安装支承方式有以下几种。 (1)一端装推力轴承(固定一自由式)。 如图3-15所示，这种安装方式的承载能力小，轴向刚度低，只适用于短丝杠，一般用于数控机床的调节或升降台式数控铣床的立向(垂直)坐标中。 (2)一端装推力轴承，另一端装深沟球轴承(固定一支承式)。 如图3-16所示，这种方式可用于丝杠较长的情况。应将推力轴承远离液压马达等热源及丝杠上的常用段，以减少丝杠热变形的影响。 (3)两端装推力轴承(单推一单推式或双推一单推式)。 如图3—17所示，把推力轴承装在滚珠丝杠的两端，并施加预紧拉力，这样有助于提高刚度，但这种安装方式对丝杠的热变形较为敏感，轴承的寿命较两端装推力轴承及向心球轴承方式低。 (4)两端装推力轴承及深沟球轴承(固定一固定式)。 如图3-18所示，为使丝杠具有最大的刚度，它的两端可用双重支承，即推力轴承加深沟球轴承，并施加预紧拉力。这种结构方式不能精确地预先测定预紧力，预紧力的大小是由丝杠的温度变形转化而产生的。但设计时要求提高推力轴承的承载能力和支架刚度。 近年来出现一种滚珠丝杠轴承，其结构如图3-19所示。这是一种能够承受很大轴向力的特殊角接触球轴承，与一般角接触球轴承相比，接触角增大到60。，增加了滚珠的数目并相应减小滚珠的直径。这种新结构的轴承比一般轴承的轴向刚度提高两倍以上，使用极为方便。产品成对出售，而且在出厂时已经选配好内
滚珠丝杠螺母副结构图及其工作原理本次观察了实训车间的数控车床、数控铣床、加工中心，作为它们进给伺服 系统机械传动结构中的滚珠丝杠螺母副的结构都是一样的。 滚珠丝杠螺母副的结构原理图 ·组成：主要由丝杆、螺母、滚珠和滚道（回珠器）、螺母座等组成。 ·工作原理：在丝杆和螺母上加工有弧行螺旋槽，当它们套装在一起时便形成螺旋滚道，并在滚道内装满滚珠。而滚珠则沿滚道滚动，并经回珠管作周而复始的循环运动。回珠管两端还起挡珠的作用，以防滚珠沿滚道掉出。 特点： ·传动效率高：机械效率可高达92%~98%。 ·摩擦力小：主要是用滚珠的滚动代替了普通丝杆螺母副的滑动。 ·轴向间隙可消除：也是由于滚珠的作用，提高了系统的刚性。经预紧后可消除间隙。 ·使用寿命长、制造成本高：主要采用优质合金材料，表面经热处理后获得高的硬度。 滚珠丝杠螺母副的滚珠循环方式有两种：滚珠在循环过程中有时与丝杠脱离接触的成为外循环（如图b），始终与丝杠保持接触的成为内循环（如图a）。 (a) 内循环（b）外循环 (1)外循环外循环是常用的一种外循环方式。这种结构是在螺母体上轴向相隔数个半导程处钻两个孔与螺旋槽相切，作为滚珠的进口与出口。再在螺母的外表面上铣出回珠槽并沟通两孔。另外，在螺母内进出口处各装一挡珠器，并在螺母外表面装一套筒，这样构成封闭的循环滚道。外循环结构制造工艺简单，使用较广泛。其缺点是滚道接缝处很难做得平滑，影响滚珠滚动的平稳性，甚至发生卡珠现象，噪声也较大。 (2)内循环内循环均采用反向器实现滚珠循环，数控机床反向器有两种型式。圆柱凸键反向器，反向器的圆柱部分嵌入螺母内，端部开有反向槽。反向槽靠圆柱外圆面及其上端的凸键定位，以保证对准螺纹滚道方问。扁圆镶块反向器，反向器为一半圆头平键形镶块，镶块嵌入螺母的切槽中，其端部开有反向槽。两种反向器比较，后者尺寸较小，从而减小了螺母的栏手向尺寸及缩短了轴向尺寸。
第一章铁路基本知识 铁路由蒸汽牵引方式开始，发展到内燃牵引方式和电气牵引方式，构成铁路系统的主要组成部分有：线路、车辆、机车、车站和信号与通信设备。 线路第一节铁路线路是机车车辆和列车运行的基础。它直接承受机车车辆轮对传来的压力，为了保证列车能按规定的最高速度安全、平稳和不间断的运行，是铁路运输部门能够质量良好地完成客货运输任务，铁路线路必须经常保持完好状态。 铁路线路是由路基、桥隧建筑物和轨道组成的一个整体工程结构。路基一、 铁路路基是为了满足轨道铺设和运营条件而修建的土木构筑物。路基必须保证轨顶设计标高，并与桥梁隧道连接组成完整贯通的铁路线路。 在铁路线路工程中，路基常见的两种基本形式是路堤和路斩。 当铺设轨道的路基面高于天然地面时，路基以填筑方式构成，这种路基称为路堤，如图1-1（a）所示。 当铺设轨道的路基面低于天然地面时，路基以开挖方式构成，）所示。b（1-1，如图这种路基称为路斩， 此外，还有半路堤，半路斩或不填不挖路基，如图1-1（c）、（d）、
（e）所示。 桥隧建筑物二、当铁路线路要通过江河、溪沟、谷地及山岭等天然障碍，或要跨越公路、铁路时，就需要修建桥隧建筑物，以便铁路线路得以继续向前延伸。桥隧建筑物包括桥梁、涵洞、明遂、隧道等。 （一）桥梁 桥梁主要由桥面、桥跨结构、墩台及基础三部分组成，如图1-2所示。 桥面是桥梁上铺设轨道的部分：桥墩结构是桥梁承受荷载、跨越障碍的部分；墩台是支撑桥墩结构的部分，包括桥墩和桥台，设于桥梁中部的支座称为桥墩，设于桥梁两端的支座叫做桥台。桥墩与桥台的底部为墩台的基础。 两个相邻墩台之间的空间叫做桥孔。每个桥孔在设计水位处的距离叫孔径。从桥墩结构底部到设计水位的高度以及相邻两墩台之间的界限空间，叫桥下净空。桥梁的孔径和桥下净空应能满足排泄洪水、泥石流、流水或船舶通航的要求。每一桥跨两端支座间的距离，叫做跨度。整个桥梁包括墩台在内的总长度，是桥梁的全长。 桥梁按建造材料分为钢桥、钢筋混凝土桥、石桥等：按桥梁长度分为小桥、中桥、大桥、特大桥等；按桥梁外形分为梁桥、拱桥、斜拉桥等。． （二）涵洞
常用道岔的类型 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
常用道岔的类型 建国初期我国重视道岔类型的统一，形成统一标准前有53型(以年代命名类型)、55型、57型道岔，真正形成铁道部标准的是62型，后来是75型、92型、以及1996年形成的提速道岔。按行业不同，道岔类型还有工矿企业特殊类型道岔地下铁路道岔、城市轨道交通道岔、出口各类道岔等。目前我国使用最多的是75型、92型和提速道岔(以下简称3种类型道岔)，现将这3种类型道岔的产生、结构特征及其品种介绍如下。 1 3种类型道岔的产生 1．1 75型道岔从70年代初开始设计，1975年先后以铁道部标准定型了43、50 kg／m 钢轨9、1 2号4种单开道岔(TB399-75等14个)，道岔通用件(TB413—75等30个)，道岔制造技术条件(TB412—75)，高锰钢辙叉制造技术条件(TB447—74)。1977年5月泰安会议对43、50kg／m两种轨型9、12号的对称道岔、复式交分道岔、交叉渡线道岔及工矿企业用小号码(6、7号)系列道岔进行定型审查。1979年由铁三院主持完成了渡线与交分道岔组合图集的设计及审查。7O年代末期，我国生产的道岔几乎全部是75型道岔。75型道岔满足了我国各部门铁路道岔品种的需求，道岔品种空前增多，标准化程度高。直到现在，75型道岔仍是一类不可取代的道岔类型。 8O年代初，随着50AT轨的试验成功与应用，首先将75型50～ 1 2、9号两种道岔引入50AT尖轨，修改相应的垫板及跟端结构，这两种道岔(专线4103、4105)后来被称为过渡型，这两种道岔在线路上也应用不少。1981年初，随着60 kg／m钢轨的上道，当时没有相应轨型的道岔，在这种急需的情况下，设计并制造了60-12号单开道岔(图号为专线4102)，这种道岔尖轨为60 kg／m 普通钢轨带补强板，长，高锰钢辙叉趾、跟端为贯通式，尖轨跟端、垫板、轨撑连接零件等都沿用75型的结构形式，后来这种道岔也被称为过渡型。由于这种道岔的尖轨、锰叉结构上的不足，以及道岔设计制造水平的提
附件17 常用道岔技术参数及检查方法 普速线路常用单开道岔基本参数 序号道岔图号道岔类型道岔全长 （m) 道岔前 长（m) 道岔后 长（m) 直尖轨 长度（m) 曲尖轨 长度（m) 直基本轨 长度（m) 曲基本轨 长度（m) 直 护 （ 1 TB399.1-75 43-9号高锰钢 木枕单开道岔 28.848 13.839 15.009 6.250 6.250 12.500 12.500 3 2 TB399.2-75 43-12号高锰钢 木枕单开道岔 36.815 16.853 19.962 7.700 7.700 12.500 12.500 4 3 专线4141 50-9号固定型 木枕单开道岔 28.848 13.839 15.009 6.450 6.450 11.200 11.200 3 4 TB399.3-7 5 50-9号高锰钢 木枕单开道岔 28.848 13.839 15.009 6.250 6.250 12.500 12.500 3 5 专线(02)4151 50-9号固定型 辙叉混凝土枕单 开道岔 28.848 13.839 15.009 6.450 6.450 11.492 11.492 3 6 CZ2209 （CZ2209A）50-9号固定型 辙叉混凝土枕单 开道岔 28.848 13.839 15.009 6.450 6.450 11.492 11.492 3 7 TB399.4-75 50-12号高锰钢 木枕单开道岔 36.815 16.853 19.962 7.700 7.700 12.500 12.500 4 8 专线4147 50-12号固定型 木枕单开道岔 37.907 16.853 21.054 11.300 11.300 15.700 15.700 4
滚珠丝杠传动 滚珠丝杠是机电一体化的系统中一种新型的螺旋传动机构，在其具有螺旋槽的丝杠与螺母之间装有中间传动原件——滚珠，滚珠丝杠机构虽然结构复杂，制造成本高，不能自锁，但其摩擦阻力矩小、传动效率高（92%-98%），精度高，系统刚度好，运动具有可逆性，使用寿命长，因此在机电一体化系统中得到大量广泛的应用。滚珠丝杠的特点如下： （1）、传动效率高 滚珠丝杠传动系统的传动效率高达90%-98%，为传统的滑动丝杠系统的2~4倍，耗费的能量仅为滑动丝杠的3 1。 （2）、传动精度高 经过淬硬并精磨螺纹滚道后的滚珠丝杠本身具有很高的制造精度，又由于是滚动摩擦，摩擦力小，所以滚珠丝杠传动系统在运动中温升较小，并可预紧消除轴向间隙和对丝杠进行预拉伸以补偿热伸长，因此可以获得较高的定位精度和重复定位精度。 （3）、可微量进给 滚珠丝杠传动系统是高副运动机构，在工作中摩擦力小，灵敏度高，启动平稳，低俗石无爬行现象，因此可以精密地控制微量进给。 （4）、同步性好 由于运动平稳、反应灵敏、无阻碍、无滑移，用几套相同的滚珠丝杠传动系统同时传动系统同时转动几个相同的部件或装，可以获得很好的同步效果。 （5）、高可靠性 与其它传送机械相比，滚珠丝杠传动只需要一般的润滑与防空，有的特殊场合甚至都无需润滑便可工作，系统的故障率也很低，其一般的使用寿命要比滑动丝杠高5~6倍。 1、滚珠丝杠的结构及滚珠循环方式 滚珠丝杠传动机构的工作原理如图1-1-1所示，丝杠4和螺母1的螺纹滚道内置有滚珠2，刚丝杠转动时，带动滚珠沿螺纹滚道滚动，从而产生滚动摩擦。为了防止滚珠从螺纹滚道端面掉出，在螺母的螺旋槽两端设有滚珠回程引
滚珠丝杠副传动系统 滚珠丝杠螺母副的特点 滚珠丝杠螺母副是一种低摩擦、高精度、高效率的机构。滚珠丝杠螺母副其它特点如下: 1.运动极灵敏，低速时不会出现爬行； 2.可以完全消除间隙并可预紧，故有较高的轴向刚度，反向定位精度高； 3.滚珠丝杠螺母副摩擦系数小，无自锁，能实现可逆传动； 4.滚珠丝杠螺母副的滚珠循环方式一般分外循环和内循环两种，如图7.3所示。 预紧是指它在过盈的条件下工作，把弹性变形量控制在最小限度。滚珠丝杠多采用双螺母调隙结构。用双螺母加预紧力消除轴向间隙时，必须注意：预紧力不宜过大或过小，要特别减小丝杠安装部分和驱动部分的间隙。 双螺母调隙结构分为螺纹式、垫片式和齿差式等，如图7.4所示。 內絹环方式 图7.3滚珠丝杠螺母副 （分别点击图片进入仿真页 a.螺纹式 b.垫片式
c.齿差式 图7.4双螺母调隙结构 滚珠丝杠的主要技术参数 滚珠丝杠的主要技术参数如图7.5所示。 1）名义直径DO 滚珠丝杠的名义直径DO是滚珠与螺纹滚道在理论接触角状态时，包络滚珠球心的圆柱直径。它是滚珠丝杠螺母副的特征尺寸。名义直径与承载能力有直接关系，DO越大，承载能力和刚度越大。 2）基本导程Ph 导程是丝杠相对于螺母旋转一圈时，螺母上基准点的轴向位移。导程的大小是根据机床的加工精度要求确定的。导程过小势必使滚珠直径变小，滚珠丝杠螺母副的承载能力亦随之减小。 3）滚珠直径dO 一般取d0=0.6Ph 4）滚珠的工作圈数j和工作滚珠总数N 工作圈数j 一般取2.5?3.5圈，而工作滚珠总数N以不大于150个为宜。 5）列数K 要求工作圈数较多的场合，可采用双列或多列式螺母的结构形式
60AT-12号单开道岔，就是采用AT尖轨制造的60Kg/m钢轨12号单开道岔。 60AT-12号单开道岔的主要尺寸是：全长L=37907mm,道岔前长a=16853mm,道岔后长b=21054mm,导曲线半径R=350000mm。 60AT-12号单开道岔的主要图号有：木枕的专线4190、专线4128及专线4220，混凝土枕的专线4228、专线4127及SC330 等。 60AT-12号单开道岔是正线上用的比较多的道岔型号。 50A T-12号单开道岔，就是采用AT尖轨制造的12号道岔。50A T-9号单开道岔的主要尺寸是：全长L=37907mm,道岔前长a=16853mm,道岔后长b=21054mm,导曲线半径R=350000mm。50A T-12号单开道岔的主要图号有：木枕的专线4147及专线4144，混凝土枕的专线4198，专线4257，CZ2215等。50A T-12号单开道岔是现场用的比较多的道岔型号。 单开道岔 单开道岔是由主道分向副道的道岔部分，分左开道岔和右开道岔两种。矿用道岔有2，3，4，5，6，7，8，9号辙叉，钢轨型号有15，18，22，24，30，38，43Kg/M. 单开道岔由转辙器、辙叉及护轨、连接部分和岔枕组成，单开道岔以它的钢轨每米质量及道岔号数区分类型。目前我国的钢轨有75kg/m、60kg/m、50kg/m、45kg/m和43kg/m等类型，标准道岔号数(用辙叉号数来表示)有6、7、9、12、18、24号等，并以9号及12号最为常用。在侧线通过高速列车的地段，则需铺设18号、24号等大号码道岔。 目前我国铁路干线上大量使用着60kg/m钢轨固定型辙叉的12号单开道岔。为适应既有线提速改造的要求，我国自行设计、制造的新型60kg/m钢轨12号提速道岔已基本达到了国际先进水平，是我国高速道岔的雏形。 以下为安达铁路道岔配件
丝杠传动机构定位误差测量实验 一、实验目的： 1、了解光栅测量原理。 2、了解丝杠传动机构定位误差的种类和测量方法。 二、实验内容 1. 测量丝杠传动机构的定位误差。 2．计算丝杆螺距误差和螺距累积误差。 三、实验数据及处理： 测量数据和误差处理如下： 理论值去程理论值回程回程误差实际螺距螺距偏差螺距累加误差0.000 0.000 0 0.000 0 4.000 3.795 -4.000 -3.830 -0.035 3.795 -0.205 -0.205 8.000 7.812 -8.000 -7.818 -0.006 4.007 0.007 -0.198 12.000 11.812 -12.000 -11.816 -0.004 4 0 -0.198 16.000 15.806 -16.000 -15.818 -0.012 3.994 -0.006 -0.204 20.000 19.809 -20.000 -19.813 -0.004 4.003 0.003 -0.201 24.000 23.797 -24.000 -23.813 -0.016 3.997 -0.003 -0.204 28.000 27.772 -28.000 -27.814 -0.042 3.995 -0.005 -0.209 32.000 31.772 -32.000 -31.805 -0.013 4 0 -0.209 36.000 35.784 -36.000 -35.792 -0.008 4.012 0.012 -0.197 40.000 39.777 -40.000 -39.775 0.002 3.987 -0.013 -0.210 44.000 43.768 -44.000 -43.781 -0.013 3.991 -0.008 -0.218 48.000 47.768 -48.000 -47.759 0.009 4 0 -0.218 52.000 51.764 -52.000 -51.752 0.012 3.996 -0.004 -0.221 56.000 55.770 -56.000 -55.749 0.021 4.006 0.006 -0.215 60.000 59.767 -60.000 -59.747 0.020 3.997 -0.003 -0.218 64.000 63.756 -64.000 -63.740 0.016 3.989 -0.011 -0.229 68.000 67.743 -68.000 -67.745 -0.002 3.987 -0.013 -0.232 72.000 71.737 -72.000 -71.750 -0.013 3.994 -0.006 -0.238 76.000 75.738 -76.000 -75.743 -0.005 4.001 0.001 -0.237 80.000 79.748 -80.000 -79.743 0.005 4.010 0.010 -0.227 84.000 83.741 -84.000 -83.743 -0.002 4.007 0.007 -0.220 88.000 87.736 -88.000 -87.741 -0.005 3.995 -0.005 -0.225 92.000 91.738 -92.000 -91.743 -0.005 4.002 0.002 -0.223 96.000 95.736 -96.000 -95.742 -0.006 4 0 -0.223 100.000 99.738 -100.000 -99.732 0.006 4.002 0.002 -0.221 104.000 103.747 -104.000 -103.730 0.017 4.009 0.009 -0.212 108.000 107.746 -108.000 -107.727 -0.019 3.999 -0.001 -0.213 112.000 111.756 -112.000 -111.722 0.034 4.010 0.010 -0.203 116.000 115.747 -116.000 -115.722 0.020 3.988 -0.012 -0.215 120.000 119.777 -120.000 -119.712 0.058 4.030 0.030 -0.185
丝杠螺母机构的选择与计算 5.2.1 确定滚珠丝杠副的导程 滚珠丝杠副的导程按下式计算： (5-1) 式中 h P —滚珠丝杠副的导程，（mm ）； Vmax —工作台最高移动速度，（min /m ）； max n —电机最高转速，（min /r ）； 由进给系统设计要求知： Vmax=2.5min /m 查阅《机械设计手册》[13]得： 步进电机110BF003的最高转速n max =500min /r 。 将数值代入上式(5-1)可得：P h ≥5mm 。 故取P h =S=6mm 。 5.2.2 强度计算 动载强度计算 1）对于燕尾型导轨的牵引力计算 F m =KF X +f(F z +2F Y +G) (5-2) 取 K=1.4 f=0.2 考虑工作台在移动过程中只受G 影响 故 F 1m =fG (5-3) =0.2×30×9.8 =58.8(N ) 考虑工作台在加工时静止只受F X 影响 故 F 2m = KF X (5-4) =1.4×9.8×130 max max n V P h
=1783.6(N ) 故F m = F 1m ＋ F 2m =58.8N ＋1783.6N =1842.4N 2）.计算最大动载荷 C 当转速 min 10r n ≥时，滚珠丝杠螺母的主要破坏形式是工作表面的疲 劳点蚀，因此要进行动载强度计算，其计算动载荷)(N c C 应小于或等于滚珠丝杠螺母副的额定动载荷，即 r eq H d c F F f f T C ≤=3' (5-5) 式中 d f —动载荷系数； H f —硬度影响系数； eq F —当量动载荷，N ； r F —滚珠丝杠螺母副的额定动载荷，N ； 'T —寿命，以r 610为一个单位。 (5-6) 式中 T —使用寿命，h ； N —循环次数； eq n —滚珠丝杠的当量转速，min r 。 取 T=15000h min 667.4166 1000 5.2max r s v n eq =?== (5-7) 代入数据可得： 取2.1=d f 取f H =1.0 当工作载荷单调连续或周期性单调连续变化时，则 N T n T eq 661010 60'-==
第二节滚珠丝杠传动部件 丝杠螺母机构又称螺旋传动机构，它主要用来将旋转运动变换为直线运动或将直线运动变换为旋转运动。有以传递力为主的（千斤顶），有以传动运动为主的（进给丝杠），还有调整零件之间相对位置的（螺旋测微器）。按照摩擦性质还有滑动(摩擦)丝杠螺母机构和滚动(摩擦)丝杠螺母机构之分。 滑动丝杠螺母机构：结构简单、加工方便、制造成本低、具有自锁功能，但其摩擦阻力矩大、传动效率低(30％-40％)。 滚珠丝杠螺母机构：结构复杂、制造成本高，无自锁功能，但其最大优点是摩擦阻力矩小、传动效率高(92％-98％)，因此在机电一体化系统中得到广泛应用。 一、丝杠螺母机构的传动形式 丝杠和螺母间共有4种基本的传动形式 丝杠螺母的基本传动形式 一、丝杠螺母机构的传动形式 (a)螺母固定、丝杠转动并移动。因螺母本身起着支承作用，消除了丝杠轴承可能产生的附加轴向窜动，结构较简单，可获得较高的传动精度。但其刚性较差，因此只适用于行程较小的场合。 (b)丝杠转动、螺母移动。需要限制螺母的转动，故需导向装置。其特点是结构紧凑、丝杠刚性较好，工作行程大，在机电一体化系统中应用较广泛。 一、丝杠螺母机构的传动形式 (c)螺母转动、丝杠移动。需要限制螺母移动和丝杠的转动，由于结构较复杂且占用轴向空间较大，很少应用。 (d)丝杠固定、螺母转动并移动。结构简单、紧凑，但在多数情况下，使用极不方便，很少应用
此外，还有差动传动方式 该方式的丝杠上有旋向相同、基本导程不同的两段螺纹。当丝杠2转动时，可动螺母1的移动距离为S＝n×(l01-l02)，如果两基本导程的大小相差较少，则可获得较小的位移S。因此，这种传动方式多用于各种微动机构中。 二、滚珠丝杠副的组成及特点 滚珠丝杠副主要包括由丝杆3、螺母2、滚珠4和反向器(滚珠循环反向装置)等四部分。滚珠丝杠副的结构类型可以从螺纹滚道的型面形状、滚珠的循环方式、消除轴向间隙的调整方法进行区别。 滚珠丝杠副实物图
丝杠螺母传动机构
丝杠螺母机构又称螺旋传动机构。它主要用来将旋转运动变换为直线运动或将直线运动变换为旋转运动。有以传递能量为主的(如螺旋压力机、千斤顶等)；也有以传递运动为主的如机床工作台的进给丝杠)；还有调整零件之问相对位置的螺旋传动机构等。 丝杠螺母机构有滑动摩擦机构和滚动摩擦机构之分。滑动丝杠螺母机构结构简单，加工方便，制造成本低，具有自锁功能，但其摩擦阻力矩大、传动效率低(30％～40％)。滚珠丝杠螺母机构虽然结构复杂、制造成本高，不能自锁，但其最大优点是摩擦阻力矩小、传动效率高(92％～98％)，精度高，系统刚度好，运动具有可逆性，使用寿命长，因此在机电一体化系统中得到大量广泛应用。本节主要介绍滚珠丝杠螺母机构。 1．工作原理如图2—1所示，丝杠4和螺母1的螺纹滚道间置有滚珠2，当丝杠或螺母转动时，滚珠2沿螺纹滚道滚动，则丝杠与螺母之间相对运动时产生滚动摩擦，为防止滚珠从滚道中滚出，在螺母的螺旋槽两端设有回程引导装置3，如图2一la所示的反向器和图2—1b所示的挡珠器，它们与螺纹滚道形成循环回路，使滚珠在螺母滚道内循环。 2．传动形式根据丝杠和螺母相对运动的组合情况，其基本传动形式有如图2—2所示的四种类型。
(1)螺母固定、丝杠转动并移动如图2—2a所示，该传动形式因螺母本身起着支承作用，消除了丝杠轴承可能产生的附加轴向窜动，结构较简单，可获得较高的传动精度。但其轴向尺寸不宜太长，否则刚性较差。因此只适用于行程较小的场合。 (2)丝杠转动、螺母移动如图2-2b所示，该传动形式需要限制螺母的转动，故需导向装置。其特点是结构紧凑，丝杠刚性较好。适用于工作行程较大的场合。 (3)螺母转动、丝杠移动如图2_2c所示，该传动形式需要限制螺母移动和丝杠的转动，由于结构较复杂且占用轴向空间较大，故应用较少。 (4)丝杠固定、螺母转动并移动如图2—2d所示，该传动方式结构简单、紧凑，但在多数情况下使用极不方便，故很少应用。 此外，还有差动传动方式，其传动原理如图2_3所示。该方式的丝杠上有基本导程(或螺距)不同的(如L01、L02)两段螺纹，其旋向相同。当丝杠2转动时，可动螺母1的移动距离s=n(L01-L02)(n为丝杠转速)，如果两基本导程的大小相差较少，则可获得较小的位移s。因此，这种传动方式多用于各种微动机构中。
丝杠螺母机构又称螺旋传动机构。它主要用来将旋转运动变换为直线运动或将直线运动变换为旋转运动。有以传递能量为主的(如螺旋压力机、千斤顶等)；也有以传递运动为主的如机床工作台的进给丝杠)；还有调整零件之问相对位置的螺旋传动机构等。 丝杠螺母机构有滑动摩擦机构和滚动摩擦机构之分。滑动丝杠螺母机构结构简单，加工方便，制造成本低，具有自锁功能，但其摩擦阻力矩大、传动效率低(30％～40％)。滚珠丝杠螺母机构虽然结构复杂、制造成本高，不能自锁，但其最大优点是摩擦阻力矩小、传动效率高(92％～98％)，精度高，系统刚度好，运动具有可逆性，使用寿命长，因此在机电一体化系统中得到大量广泛应用。本节主要介绍滚珠丝杠螺母机构。 1．工作原理如图2—1所示，丝杠4和螺母1的螺纹滚道间置有滚珠2，当丝杠或螺母转动时，滚珠2沿螺纹滚道滚动，则丝杠与螺母之间相对运动时产生滚动摩擦，为防止滚珠从滚道中滚出，在螺母的螺旋槽两端设有回程引导装置3，如图2一la所示的反向器和图2—1b所示的挡珠器，它们与螺纹滚道形成循环回路，使滚珠在螺母滚道内循环。 2．传动形式根据丝杠和螺母相对运动的组合情况，其基本传动形式有如图2—2所示的四种类型。 (1)螺母固定、丝杠转动并移动如图2—2a所示，该传动形式因螺母本身起着支承作用，消除了丝杠轴承可能产生的附加轴向窜动，结构较简单，可获得较高的传动精度。但其轴向尺寸不宜太长，否则刚性较差。因此只适用于行程较小的场合。 (2)丝杠转动、螺母移动如图2-2b所示，该传动形式需要限制螺母的转动，故需导向装置。其特点是结构紧凑，丝杠刚性较好。适用于工作行程较大的场合。
(3)螺母转动、丝杠移动如图2_2c所示，该传动形式需要限制螺母移动和丝杠的转动，由于结构较复杂且占用轴向空间较大，故应用较少。 (4)丝杠固定、螺母转动并移动如图2—2d所示，该传动方式结构简单、紧凑，但在多数情况下使用极不方便，故很少应用。 此外，还有差动传动方式，其传动原理如图2_3所示。该方式的丝杠上有基本导程(或螺距)不同的(如L01、L02)两段螺纹，其旋向相同。当丝杠2转动时，可动螺母1的移动距离s=n(L01-L02)(n为丝杠转速)，如果两基本导程的大小相差较少，则可获得较小的位移s。因此，这种传动方式多用于各种微动机构中。 3．结构类型 (1)螺纹滚道截面形状我国生产的滚珠丝杠副的螺纹滚道有单圆弧型和双圆弧型，如图2—4所示。滚道型面与滚珠接触点的法线同丝杠轴向的垂线间的夹角α称为接触角，般为45°。单圆弧型的螺纹滚道的接触角随轴向载荷大小的变化而变化，这主要由轴向载荷所引起的接触变形的大小而定。α大时，传动
第4章道岔 4．1 道岔的种类 道岔是使机车车辆从一股轨道分支进入另一股轨道，或跨越另一股轨道的线路设备，它的基本功能是实现线路的连接和交叉。线路连接和交叉设备总称为道岔和交叉。铁路工程界习惯称为道岔。用于铁路列车的到发、会让、越行、调车以及机车摘挂等作业的线路都必须采用道岔；道岔还用于铁路路网与厂矿、港口专用铁路的连接，以及在区间两线之间改变行驶线路的连接。 道岔(线路连接和交叉设备)包括道岔、交叉以及道岔与交叉的组合三种。并可再分为以下主要的种类。 第页
道岔（turnout, switches and crossings）的种类很多,常用的有单开道岔、对称道岔、三开道岔及交分道岔四种。
1. 单开道岔 单开道岔（simple turnout）的主线为直线，侧线由主线向左侧或右侧岔出（图1）。它由转辙器、辙叉、护轨和连接部分组成。单开道岔是线路连接中采用较多的一种道岔，约占各类道岔总数的90﹪以上。为了提高单开道岔的过岔速度，除可采用辙叉号数较大的道岔外，还可采用活动心轨辙叉，以从根本上消灭有害空间。活动心轨辙叉，以从根本上消灭有害空间。活动心轨辙叉组成部分如图2所示。 图１单开道岔
图２活动心轨单开道岔 2. 对称道岔 对称道岔（equilateral turnout）（图3）由主线向两侧分为两条线路，道岔个部件均按辙叉角平分线对称排列，两条连接线路的曲线半径相同，无直向或侧向之分，因此两侧线运行条件相同。这种道岔具有增大导曲线半径的和缩短站场长度的优点。因此，对称道岔一般可在调车场头部或尾部铺设也可在到达场、机务段好货场等处的线路上铺设。必要时可将对称道岔与单开道岔混合使用。 3. 三开道岔 三开道岔（three-way turnout）(图4)是当需要连接的线路较多，而地形又受到限制，不能在主线上连续铺设两个单开道岔时铺设的一种道岔。三开道岔是将一个道岔纳入另一个道岔内构成的。这种道岔的优点是长度较短。缺点是尖轨削弱较多，转辙器使用寿命短，同时两普通辙叉在主线内侧无法设置护轨，机车车辆沿主线不能高速运行。故这种道岔只有在地形允许以及需要尽量缩短线路连接长度的地方，如调车场的头部或尽头式车站内，连接机车走行线与相邻两到发线的连接处采用。
滚珠丝杆螺母结构图
滚珠丝杠螺母副自锁的设计问题 2014-04-04 来源：小木虫作者：mxmyd 各位大神，请教一个问题，机床进给轴一般都是这样的吧？电机与丝杠直接相连，电机带动丝杠旋转，然后带动螺母直线运动，从而实现直线进给，我想问一下，滚珠丝杠副不能自锁，那推动螺母岂不是带动丝杠丝杠旋转了啊？怎样才能让推动螺母的时候丝杠不转啊，也就是实现自锁，只能由电机带动丝杠旋转，而不能由螺母带带动丝杠转，电机不是带抱闸的伺服电机，而是一般的步进电机，就是那种不带抱闸的！我听说过在丝杠的两端各加一个锁紧螺母还是锁紧轴套好想能实现，有没有用过的呀？那锁紧轴套是什么结构？不吝赐教哦 iamaluckyman 2014-04-05 如果你是防止它单向逆转（螺母下滑），只要用一个单向超越离合器就可以。螺母因为自重下滑，试图让星轮逆转时，因为电机停止，外圈不会动，给滚柱反作用力，滚柱会被卡住，星轮以及用键跟星轮连接的丝杠就不 能逆转。单向超越离合器看图。 如果你是防止它双向逆转（关机就不允许它被人为拨动），用两个单向摩擦离合器，原理差不多，具体看图。除此之外，你也可以用电磁离合器之类的，电磁离合器的原理是，连丝杠的齿轮不仅啮合电机主动轴端的齿轮，还啮合一个控制齿轮，电机一断电，电磁铁失效，弹簧压紧，让控制齿轮不能动，丝杠齿轮也就卡死。 PS：我课设的时候正好有滚珠丝杠副;)
单向超越离合器 双向逆转 电磁离合器
mxmyd 2014-04-07 2楼: Originally posted by iamaluckyman at 2014-04-05 11:28:49 如果你是防止它单向逆转（螺母下滑），只要用一个单向超越离合器就可以。螺母因为自重下滑，试图让星轮逆转时，因为电机停止，外圈不会动，给滚柱反作用力，滚柱会被卡住，星轮以及用键跟星轮连接的丝杠就不能逆转。 ... 谢谢哥们，要是用抱闸的伺服电机也能实现是吧？ mjhfutjd 2014-04-11 丝杠带动螺母和螺母带动丝杆他们的摩擦角一般是不同的，机械原理里边讲的很清楚。请自己看看教材，不用额外再加其他机械设备。如果一定要加，那也是为制动用的。 mxmyd 2014-04-12 4楼: Originally posted by mjhfutjd at 2014-04-11 09:38:33 丝杠带动螺母和螺母带动丝杆他们的摩擦角一般是不同的，机械原理里边讲的很清楚。请自己看看教材，不用额外再加其他机械设备。如果一定要加，那也是为制动用的。 摩擦角是不一样，但滚珠丝杠的摩擦系数很小，不能自锁，要加自锁的装置~也可以理解为制动，一个意思的 白开水不加糖2015-06-17 丝杠螺母预紧，要驱动丝杠转动的时候驱动力矩至少要大于螺母预紧产生的预压动扭矩，反过来考虑的话，预紧了的螺母，如果对其施加轴向力，电机又不带抱闸，丝杠会转动吗？不解
铁路道岔基本知识
目录 第一章总论....................................................................................（１）第二章既有道岔概论 (12) 第三章道岔病害整治和养护维修 (14) 第四章提速道岔的安装、调试 (28) 附录常用铁路道岔产品对照表 (33)
第一章总论 第一节轨道连接及交叉设备的作用 道岔是由一条线路分支进入或超越另一条线路的连接及交叉设备分支。道岔是铁路轨道结构的一个重要组成部分。 各国铁路道岔与线路的比例，随铁路运量、密度的不同而有很大差异。我国是铁路运量、密度较大的国家之一，因此我国铁路道岔数量较多。据1997年统计，我国共有道岔近14万组，平均每公里1.1组，正线平均每公里1.8组。 在铁路道岔上，存在着一些普通轨道上没有的复杂条件。例如固定辙叉存在轨线中断，尖轨、护轨和翼轨的冲击角远远大于曲线轨道，道岔区的轨道的竖向和横向刚度变化远远高于普通轨道等。机车车辆在通过道岔时，轮轨间的作用力也就比普通线路高很多。所以道岔部分的养护工作量要比同等长度的一般轨道多，而道岔主要部件的使用寿命也要比普通轨道短。由于这些原因，道岔始终被认为是轨道的一个薄弱环节，并且往往是影响行车安全和限制行车速度的一个主要原因，也是我们把道岔养护工作重点的原因。 第二节道岔和交叉分类 铁路道岔设备包括道岔、交叉、道岔与交叉的组合以及其他轨道设备等。 道岔分为单开道岔、单式对称道岔、单式同侧道岔、对称三开道岔、不对称三开道岔和套线道岔。 交叉分为直角交叉和菱形交叉两大类。 道岔与交叉的组合包括交分道岔、交叉渡线等几种。 其他轨道设备还有钢轨伸缩调节器和铁鞋脱落器等。 第三节我国铁路道岔发展概况 解放前我国铁路使用的道岔主要依靠进口。解放初期我国有300种道岔。这些道岔由100多种钢轨制造，仅单开道岔就有6、7、8、9、10、11、12、15、16、24号并10种型号，而且即使是同一轨型同一号码的道岔也可能分为多种型式，如40B钢轨8号道岔,就有“旧型”、“新型”、“暂定型”、“战时型”等多种，这就给道岔的养
滚珠丝杠副是在丝杠和螺母之间以滚珠为滚动体的螺旋传动元件。滚珠丝杠副有多种结构型式。按滚珠循环方式分为外循环和内循环两大类。外循环回珠器用插管式的较多，内循环回珠器用腰形槽嵌块式的较多。 按螺纹轨道的截面形状分为单圆弧和双圆弧两种截形。由于双圆弧截形轴向刚度大于单圆弧截形，因此目前普遍采用双圆弧截形的丝杠。 图8-8 滚珠丝杠副的4种安装方式 1-电动机 2-弹性联轴器 3-轴承 4-滚珠丝杠 5-滚珠丝杠螺母 6-同步带轮 7-弹性胀紧套 8-锁紧螺钉 滚珠丝杠副 按预加负载形式分，可分为单螺母无预紧、单螺母变位导程预紧、单螺母加大钢球径向预紧、双螺母垫片预紧、双螺母差齿预紧、双螺母螺纹预紧。数控机床上常用双螺母垫片式预紧，其预紧力一般为轴向载荷的1/3。 滚珠丝杠副与滑动丝杠螺母副比较有很多优点：传动效率高、灵敏度高、传动平稳：磨损小、寿命长；可消除轴向间隙，提高轴向刚度等。 滚珠丝杠螺母传动广泛应用于中小型数控机床的进给传动系统。在重型数控机床的短行程(6m以下)进给系统中也常被采用。 1．滚珠丝杠副的安装 数控机床的进给系统要获得较高的传动刚度，除了加强滚珠丝杠螺母本身的刚度之外，滚珠丝杠正确的安装及其支承的结构刚度也是不可忽视的因素。螺母座及支承座都应具有足够的刚度和精度。通常都适当加大和机床结合部件的接触面积，以提高螺母座的局部刚度和接触强度，新设计的机床在工艺条件允许时常常把螺母座或支承座与机床本体做成整体来增大刚度。 为了提高支承的轴向刚度，选择适当的滚动轴承也是十分重要的。国内目前主要采用两种组合方式。一种是把向心轴承和圆锥轴承组合使用，其结构虽简单，但轴向刚度不足。另一种是把推力轴承或向心推力轴承和向心轴承组合使用，其轴向刚度有了提高，但增大了轴承
授课人： 培训班名称：铁路大型养路机械司机转岗培训 课题 教学目的与 教学要求 教学重点与 教学难点 课型 讲授课时 其他分配 合计教学方法、手段（教 具） 铁路线路基础知识 目的：通过讲解掌握铁路轨道基础知识，轨道分类及组成，曲线分类及相关概念，线路标志及相关要求，铁路信号及显示专业知识。 要求：此教案让学员了解到线路轨道结构组成。 重点：轨道分类，轨道组成，曲线分类，线路标志，铁路信号基本 知识。 难点：、掌握铁路轨道基础知识，轨道分类及组成，曲线分类及相 关概念，线路标志及相关要求，铁路信号及显示专业知识。 理论课 180分钟 180分钟 1.方法：讲授法 2.手段：互动法 3.教具：笔记本 教学过程（教学步骤与内容） 【一、组织教学】:引导学生进入学习状态。 【二、导入新课】:通过高速发展的铁路引入课题. 【三、讲授新课】 一、轨道基础知识 1.铁路线路是由路基、桥隧建筑物和轨道组成的一个整体的工程结构。
2.路基是线路的基础。 3.桥隧建筑物是当线路通过河流、山岭等天然障碍或跨越公路、其它线路时修筑的桥梁、涵洞、明渠、隧道等建筑物。 4.轨道由道床、轨枕、钢轨、联结零件、防爬设备和道岔等组成。它对机车车辆运行起导向作用， 直接承受由车轮传来的巨大压力，并把它传给路基或桥隧建筑物。 5.道床是铺设在路基面上的石渣（道渣）垫层。道床的作用是支承轨枕，把从轨枕传来的压力均 匀传布给路基；固定轨枕的位置，防止轨枕移动；排除线路上的地表水，并阻止路基内毛细管水上升； 使轨道具有弹性，缓冲列车冲击、震动；并便于校正线路的平面和纵断面。 6.轨枕的作用是支承钢轨，并将钢轨传来的压力传递给道床，同时可保持钢轨位置和轨距。轨枕按制 作材料分，主要有钢筋混凝土枕和木枕两种。 7.钢轨的作用是直接承受车轮的压力并引导车轮的运行方向，因而它应当具备足够的强度、稳定性和 耐磨性。钢轨的断面采用“工”字形，由轨头、轨腰、轨底组成。钢轨的类型以 每米长度的质量来表示，主要的标准钢轨类型有60公斤/米、50公斤/米、43公斤/米钢轨。 钢轨的标准长度有25米和12.5米两种。 8.联结零件包括接头联结零件和中间联结零件两类。接头联结零件是用来联结钢轨与钢轨间的接头 的，它包括夹板、螺栓、螺帽和弹性垫圈等。为使钢轨在气温变化时能够自由伸缩，要在钢轨接头处留出轨缝。中间联结零件（又称扣件）的作用是将钢轨紧扣在轨枕上。 木枕用的扣件包括道钉和垫板。钢筋混凝土用的扣件有扣板式、弹片式、弹条式等。 9.防爬设备是防止轨道爬行的设备。轨道爬行就是因列车运行时纵向力的作用，使钢轨产生纵向移动，有时甚至带动轨枕一起移动的现象。轨道爬行经常出现在单线铁路的重车方 向（运量大的方向）、复线铁路的行车方向以及长大下坡道上和进站前的制动距离内。防爬
