滚珠丝杠副轴向静刚度测试台机械结构设计(8)
减速机上，减速机的输出轴与主动齿轮的齿轮轴通过联轴器连接在一起，从而为
整个测试台提供动力。
3.3 加载丝杠
3.3.1 加载丝杠的选型
本测试台用于测试Ф 20~Ф 63系列的滚珠丝杠副轴向静刚度，参考 THK综
合产品目录（P576），整理得参数如下表。
表3.3 Ф 20~Ф 63系列的滚珠丝杠副各项性能参数
加载丝杠的具体选型如下：
本试验台需对被测丝杠螺母施加拉压载荷，根据上述分析，轴向最大载荷为
1.2倍的基本静额定载荷，即：
1461.3*1.2=1753.56 kN
平均分配到每个加载丝杠上的力为：
1753.56/2=876.78kN
参考上表选择直径 63mm，导程16mm 的滚珠丝杠作为加载丝杠，其基本静
额定载荷为1043.8kN，满足要求。 （3.1）
其中 T—输入扭矩；P—输出推力；
—正效率（回转—直线） 。
根据公式（1） ，取 P=876.78kN，
=0.9，计算得每根加载丝杠上
的力矩为T=2480.8 N·m。 本科毕业设计说明书（论文） 第 17 页 共 40 页
3.3.2 加载丝杠的轴端设计及安装
首先将加载丝杠加工成如图 3.2 所示的形状（已Ф 63 的滚珠丝杠为例）：将
滚珠丝杠的一端加工出阶梯轴以便安装轴承，另一端从内向外依次加工出轴肩、
阶梯轴以便安装。
图3.2 加载丝杠形状及尺寸要求
加工后的滚珠丝杠作为加载丝杠，其安装方式如图 3.3所示：
1.深沟球轴承 2.加载丝杠 3推力滚子轴承 4.双螺母 5.齿轮 6.螺母
图3.3 加载丝杠在测试台上的安装方式
加载丝杠采用一端固定一端游动的支撑方式。游动端使用一个深沟球轴承，
起支撑作用；固定端使用一对面对面安装的推力滚子轴承（安装于如图 3.3所示
的轴肩位置） ，用于承受双向轴向载荷。齿轮则用双螺母锁死于加载丝杠上。
3.4 力传感器
3.4.1 力传感器的选型
本静刚度测试台需对被测丝杠螺母进行大吨位拉压加载，故需选择大量程拉
压传感器。查找资料发现大量程拉压传感器共有如下几种类型。
轮辐型 S 型
内螺纹型 外螺纹型
图3.4 力传感器的类型
最初的设计为：三个外螺纹的传感器均布在被测丝杠周围，两端用两块转接
板连接。后来通过查阅资料发现，这样的话，对三个外螺纹传感器的安装精度要
求会非常高，很容易产生安装误差，从而对实验结果产生影响。
考虑到加载板需空套在被测丝杠上对被测丝杠螺母进行加载，故传感器的安
装受到被测丝杠的干扰，最理想的情况是中间有孔的轮辐型传感器，可空套在被
测丝杠上通过连接板与被测螺母相连以完成拉压力的测试。实际情况是轮辐型传
感器中间的孔为螺纹孔（加载面为内螺纹），必须与被测量物体旋合在一起方能
工作，因此必须在中间螺纹孔内旋合上一个中空的螺柱作为加载对象，但这要求
传感器的中间空要非常大，否则在强大的载荷作用下，中空的螺柱将很容易被拉
断或压溃。在寻找合适传感器的时候我们发现，中间孔大于 63mm 的传感器只有