滚珠丝杠副轴向静刚度测试台机械结构设计(11)
图 3.10 接触式位移传感器ZX-TDS04在测试台上的安装方式
3.6 测试台被测部分的安装及拆卸顺序
试验台的总体安装顺序是头架，加载丝杠轴系，主齿轮轴系及减速机电机，
被测丝杠轴系。正常测试时仅需拆卸更换不同直径的被测丝杠及其配套的连接件。
安装加载丝杠轴系时，第一步完成固定端的安装：首先将靠近轴肩的推力滚
子轴承安装到轴上，然后将加载丝杠安装到头架上，再安装另一个推力滚子轴承
并用套筒和双螺母锁死。第二步完成尾架部分安装：当两根加载丝杠固定端都安
装好之后，依次套上转接板 1和加载丝杠螺母，然后安装深沟球轴承以及弹性挡
圈，最后安装上加载丝杠尾架。第三步完成齿轮安装，齿轮用双键与加载丝杠轴
端联接，用套筒和双螺母锁死。
安装被测丝杠轴系时，准备工作为被测丝杠头架已固定到床身，尾架放置于
导轨上并可沿导轨滑动，具体安装步骤为第一步完成轴上空套件及螺母安装：参
见图 2.2，在被测丝杠上从右向左依次套入连接件 2、拉压传感器、连接件 3 和
被测丝杠螺母并依次连接；第二步完成头架部分安装：在被测丝杠右端套入内花
键套筒，然后插入加载丝杠的头架中并将套筒与头架用螺钉连接固定，如图 3.11
所示:
图3.11 被测丝杠右端内花键套筒安装示意图
第三步完成尾架安装：首先将连接件1 和连接件2用螺钉连接，然后推动尾
架固定被测丝杠并用床尾的梯形丝杠顶紧尾架，最后拧紧尾架上用于与床身连接
的T型槽螺栓的螺母。
拆卸被测丝杠时，首先松开尾架上用于与床身连接的 T型槽螺栓的螺母；然
后旋开床尾的梯形丝杠，将连接件1和连接件 2之间的螺钉连接松开；接着将花
键套筒与头架之间的螺钉连接松开，卸下花间套筒；再接着将连接件 2、拉压传
感器、连接件 3和被测丝杠螺母之间的螺钉连接全部松开，并依次拆卸；最后抽
出被测丝杠。
3.7 本章小结
本章主要介绍了测试台主要部件的设计、选型及安装方式。首先是动力部分：
电机及减速机的选型、安装方式；然后是加载部分：加载丝杠的选型、形状设计
以及安装。在加载部分的设计中，首先是以基本额定静负荷作为最大拉压力的，
后来在明确了基本额定静负荷和容许负荷的定义以及和 THK 工作人员的沟通下，
选择以基本额定静负荷作为最大压力、以容许负荷作为最大拉力，从而为后面的
力传感器的选型奠定了基础；接着是测力部分：力传感器的选型及安装。在与冠
一科仪有限公司的工作人员的多次沟通下，最终设计出了一种专门针对本次设计
的测试台力测试的传感器；最后是测位移部分：位移传感器的选型及安装。在选
型过程中分别比较了基恩士LK-H025激光位移传感器和欧姆龙ZX-TDS04接触式
位移传感器，在比较了两种传感器的测量范围、测量精度以及价格之后，最终选
取了欧姆龙 ZX-TDS04 接触式位移传感器。另外，本章还就测试台各部分的安装
以及拆卸方式进行了详细的说明。
4 受力元件的选型及校核
4.1 加载丝杠轴承选型
加载丝杠承受的轴向力为加载力，径向力主要为丝杠、螺母、拉压传感器以
及连接件的自重，并且三根丝杠共同承担。计算得到每根加载丝杠轴向力为
876.78kN，径向力小于 1 kN（PRO/E 仿真结果），以轴向力为主。因此轴承支撑
方式采用一端固定一端游动支撑，固定端采用成对安装的推力滚子轴承，游动端