數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)

1、第二節(jié) 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng) 一、對(duì)進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的要求 進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)電關(guān)系如圖所示。圖7-29 進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)電關(guān)系圖第二節(jié) 進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的機(jī)電部件主要有伺服電動(dòng)機(jī)及檢測(cè)元件、聯(lián)軸節(jié)、減速機(jī)構(gòu)(齒輪副和帶輪)、滾珠絲杠螺母副(或齒輪齒條副)、絲杠軸承、運(yùn)動(dòng)部件(工作臺(tái)、主軸箱、滑座、橫梁和立柱等)。圖 所示是一個(gè)典型的半閉環(huán)的，沒(méi)有減速機(jī)構(gòu)的進(jìn)給系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖。 典型進(jìn)給系統(tǒng)第三節(jié)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng) 滾珠絲杠螺母副結(jié)構(gòu)因?yàn)樵诮z杠和螺母的圓弧螺旋槽之間裝有滾珠作為傳動(dòng)元件，因而摩擦系數(shù)小，傳動(dòng)效率可達(dá)9095，動(dòng)、靜摩擦系數(shù)相差小，在施加預(yù)緊后，軸向剛度好，傳動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)間

2、隙，不易產(chǎn)生爬行，隨動(dòng)精度和定位精度都較高，是目前數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)最常用的機(jī)械結(jié)構(gòu)之一 典型的數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)通常是由比較、放大原件、驅(qū)動(dòng)單元、機(jī)械傳動(dòng)裝置和檢測(cè)反饋原 件等部分組成，其中機(jī)械傳動(dòng)裝置是位置控制環(huán)中一個(gè)重要環(huán)節(jié)。絲桿螺母副是中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)滾珠絲桿螺母副的工作原理與特點(diǎn)滾珠絲桿螺母副的工作原理與特點(diǎn)(1) 滾珠絲杠螺母副機(jī)構(gòu)組成 圖7-39滾珠絲杠螺母副1-反向器 2-螺母 3-絲杠 4-滾珠 滾珠絲杠螺母副的結(jié)構(gòu)形式滾珠絲杠螺母副a)滾珠絲杠副軸向剖面圖b)滾珠絲杠副法向剖面圖（2）滾珠絲桿螺母副的工作原理與特點(diǎn) (3)滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)和軸向間隙的調(diào)整方法 1)螺紋滾道型面的

3、形狀及其主要尺寸。 圖所示，滾珠與滾道型面接觸點(diǎn)法線(xiàn)與絲杠軸線(xiàn)的垂直線(xiàn)間之夾角稱(chēng)為接觸角。 單圓弧型面。圖a，通常滾道半徑稍大于滾珠半徑。 雙圓弧型面。圖b，當(dāng)偏心決定后，只在滾珠直徑滾道內(nèi)相切的兩點(diǎn)接觸，接觸角不變。螺旋滾道形狀第二節(jié) 進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)滾珠絲杠螺母副的特點(diǎn):1）傳動(dòng)效率高2）給予適當(dāng)預(yù)緊3)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)爬行現(xiàn)象，傳動(dòng)精度高4）有可逆性5)磨損小，使用壽命長(zhǎng)缺點(diǎn)制造工藝復(fù)雜不能自鎖 二、滾珠絲桿螺母副的循環(huán)方式目前國(guó)內(nèi)、外生產(chǎn)的滾珠絲杠副，可分為內(nèi)循環(huán)及外循環(huán)兩類(lèi)：1.外循環(huán)外循環(huán)方式則在循環(huán)過(guò)程中滾珠與絲杠脫離接觸，制造相對(duì)容易些，剛性差，噪音大，易磨損 2.內(nèi)循環(huán)第二節(jié) 進(jìn)給傳

4、動(dòng)機(jī)構(gòu)外循環(huán)式 外循環(huán)式a)螺旋槽式 1-套筒 2-螺母 3-滾珠 4-檔珠器 5-絲杠 b)插管式 1-彎管 2-壓板 3-絲杠 4-滾珠 5-滾道 c)端蓋式 1-螺母 2-套筒或端蓋a)b)c)螺旋槽式插管式端蓋式第二節(jié) 進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠副 在螺母外側(cè)孔中裝有接通相鄰滾道的反向器，以迫使?jié)L珠翻越絲杠的齒頂而進(jìn)入相鄰滾道。 內(nèi)循環(huán)式1-絲杠 2-螺母 3-滾珠 4-回珠器滾珠絲杠螺母副的軸向間隙的調(diào)整方法一、雙螺母消隙1.墊片調(diào)整法2.螺母調(diào)整法(螺紋調(diào)整法)3.齒差式調(diào)整法滾珠絲杠螺母副的軸向間隙的調(diào)整方法1.墊片調(diào)隙式墊片調(diào)隙式 調(diào)整墊片厚度可通過(guò)改變兩個(gè)螺母調(diào)整墊片厚度可通

5、過(guò)改變兩個(gè)螺母間位移消除傳動(dòng)副的軸向間隙。它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、間位移消除傳動(dòng)副的軸向間隙。它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性好、剛度高、裝卸方便，但調(diào)整比較困可靠性好、剛度高、裝卸方便，但調(diào)整比較困難。難。 墊片式消隙1-螺釘 2-調(diào)整墊片滾珠絲杠螺母副的軸向間隙的調(diào)整方法2.螺紋調(diào)隙式螺紋調(diào)隙式 通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)螺母改變兩個(gè)螺母間位移來(lái)消除傳動(dòng)副通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)螺母改變兩個(gè)螺母間位移來(lái)消除傳動(dòng)副的軸向間隙。的軸向間隙。 優(yōu)點(diǎn)：調(diào)整方便，在出現(xiàn)磨損后還可以隨時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充調(diào)整。優(yōu)點(diǎn)：調(diào)整方便，在出現(xiàn)磨損后還可以隨時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充調(diào)整。 缺點(diǎn)：軸向尺寸較長(zhǎng)，會(huì)增加絲杠螺紋部分的長(zhǎng)度。缺點(diǎn)：軸向尺寸較長(zhǎng)，會(huì)增加絲杠螺紋部分的長(zhǎng)度。 螺紋式消隙

6、螺紋式消隙1-1-圓螺母圓螺母 2-2-銷(xiāo)緊螺母銷(xiāo)緊螺母滾珠絲杠螺母副的軸向間隙的調(diào)整方法3.齒差調(diào)隙式齒差調(diào)隙式 在兩個(gè)螺母1、5的端面法蘭上分別加工出外齒Z1和Z2，并各自裝入對(duì)應(yīng)的內(nèi)齒圈6中。內(nèi)齒圈通過(guò)螺釘固定在螺母外的套筒3端面。通常兩個(gè)外齒輪相差1齒(如Z1=100，Z2=99)。當(dāng)調(diào)整間隙時(shí)，將兩個(gè)外齒輪從內(nèi)齒圈中抽出并相對(duì)內(nèi)齒圈分別同向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)齒，然后插回原內(nèi)齒圈中。此時(shí)，兩個(gè)螺母間產(chǎn)生的相對(duì)位移為： 式中，P為絲杠的螺距。當(dāng)P=10mm時(shí)，間隙的調(diào)整量為0.001mm。由此可見(jiàn)，此方法可實(shí)現(xiàn)精密微調(diào)，預(yù)緊可靠，不會(huì)發(fā)生松動(dòng)。雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但仍然得到廣泛應(yīng)用。212111ZZPP

7、ZZS (4)滾珠絲杠副的精度等級(jí)及標(biāo)注方法 1)精度等級(jí) 2)標(biāo)注方法。不同生產(chǎn)廠家其標(biāo)注方法略有不同，通常用圖文格式進(jìn)行標(biāo)注 。滾珠絲杠標(biāo)注方法第二節(jié) 進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)滾珠絲桿的支承與制動(dòng)1)支承方式一端裝推力軸承 一端裝推力軸承，另一端裝深溝球軸承 兩端裝推力軸承 二端裝推力軸承及深溝球軸承 滾珠絲杠的支撐方式滾珠絲杠的支撐方式(a)僅一端裝推力軸承;(b)一端裝推力軸承，另一端裝深溝球軸承；(c)兩端裝推力軸承;(d)兩端裝推力軸承和深溝球軸承 第二節(jié) 進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)滾珠絲杠的支承方式a)一端裝推力軸承b) 一端裝推力軸承，一端裝深溝軸承c)兩端裝推力軸承d)兩端裝推力軸承及深溝軸承2)制動(dòng)

8、裝置 由于滾珠絲杠副傳動(dòng)效率高，無(wú)自鎖作用(特別足滾珠絲杠處于垂直傳動(dòng)時(shí))，故必須裝有制動(dòng)裝置。如圖所示為數(shù)控臥式銑鏜床主軸向進(jìn)給絲札的制動(dòng)裝置示意圖。當(dāng)機(jī)床工作時(shí)，電磁鐵線(xiàn)圈通電，吸住壓簧，打開(kāi)摩擦離臺(tái)器。滾珠絲杠制動(dòng)示意圖 3）滾珠絲桿的防護(hù) 一般采用螺紋鋼帶、伸縮套筒、錐形套筒以及折疊式塑料或人造革等形式的防護(hù)罩。滾珠絲杠的防護(hù)(1)支撐軸承的定期檢查。應(yīng)定期檢查絲杠與床身的連接是否有松動(dòng)以及支撐軸承是否損壞等。如有以上問(wèn)題，要及時(shí)緊固松動(dòng)部位并更換支撐軸承。(2)滾珠絲杠副的潤(rùn)滑和密封。滾珠絲杠副也可用潤(rùn)滑劑來(lái)提高耐磨性及傳動(dòng)效率。潤(rùn)滑劑可分潤(rùn)滑油及潤(rùn)滑脂兩大類(lèi)。潤(rùn)滑油為一般機(jī)油、90

9、180號(hào)透平油或140號(hào)主軸油。潤(rùn)滑脂可采用鋰基油脂。潤(rùn)滑油經(jīng)過(guò)殼體上的油孔注入螺母的空間內(nèi)，而潤(rùn)滑脂則加在螺紋滾道和安裝螺母的殼體空間內(nèi)。(3)滾珠絲杠副常用防塵密封圈和防護(hù)罩。密封圈。密封圈裝在滾珠螺母的兩端。接觸式的彈性密封圈是用耐油橡皮或尼龍等材料制成的，其內(nèi)孔制成與絲杠螺紋滾道相配合的形狀。接觸式密封圈的防塵效果好，但因有接觸壓力，所以會(huì)使摩擦力矩略有增加。非接觸式的密封圈是用聚氯乙烯等材料制成的，其內(nèi)孔形狀與絲杠螺紋滾道相反，并略有間隙。非接觸式密封圈又稱(chēng)為迷宮式密封圈。 防護(hù)罩。對(duì)于暴露在外面的絲杠，一般采用螺旋鋼帶、伸縮套筒以及折疊式塑料或人造革等形式的防護(hù)罩，以防止塵埃和磨粒粘附到絲杠表面。這幾種防護(hù)罩與導(dǎo)軌的防護(hù)罩有相似之處，其一端連接在滾珠螺母的端面上，另一端固定在滾珠絲杠的支撐座上。 復(fù)習(xí)思考題 7.9 試述主軸定向的原理及定向的方式。 7.10 對(duì)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的基本要求是什么? 7.11 滾珠絲杠螺母副的工作原理及特點(diǎn)是什么?何為內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)方式? 7.12 絲杠支承有哪幾種?特點(diǎn)是什么?各適用于什么情況下? 7.13 滾珠絲杠