數(shù)控機床的進給傳動系統(tǒng)

1、第二節(jié) 數(shù)控機床的進給傳動系統(tǒng) 一、對進給傳動機構的要求 進給系統(tǒng)機電關系如圖所示。圖7-29 進給系統(tǒng)機電關系圖第二節(jié) 進給傳動機構 數(shù)控機床進給系統(tǒng)的機電部件主要有伺服電動機及檢測元件、聯(lián)軸節(jié)、減速機構(齒輪副和帶輪)、滾珠絲杠螺母副(或齒輪齒條副)、絲杠軸承、運動部件(工作臺、主軸箱、滑座、橫梁和立柱等)。圖 所示是一個典型的半閉環(huán)的，沒有減速機構的進給系統(tǒng)的機械結構示意圖。 典型進給系統(tǒng)第三節(jié)數(shù)控機床的進給傳動系統(tǒng) 滾珠絲杠螺母副結構因為在絲杠和螺母的圓弧螺旋槽之間裝有滾珠作為傳動元件，因而摩擦系數(shù)小，傳動效率可達9095，動、靜摩擦系數(shù)相差小，在施加預緊后，軸向剛度好，傳動平穩(wěn)，無間

2、隙，不易產(chǎn)生爬行，隨動精度和定位精度都較高，是目前數(shù)控機床進給系統(tǒng)最常用的機械結構之一 典型的數(shù)控機床進給傳動系統(tǒng)通常是由比較、放大原件、驅動單元、機械傳動裝置和檢測反饋原 件等部分組成，其中機械傳動裝置是位置控制環(huán)中一個重要環(huán)節(jié)。絲桿螺母副是中間傳動機構滾珠絲桿螺母副的工作原理與特點滾珠絲桿螺母副的工作原理與特點(1) 滾珠絲杠螺母副機構組成 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構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 (3)滾珠絲杠副的結構和軸向間隙的調(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法線與絲杠軸線的垂直線間之夾角稱為接觸角。 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，當偏心決定后，只在滾珠直徑滾道內(nèi)相切的兩點接觸，接觸角不變。螺旋滾道形狀第二節(jié) 進給傳動機構滾珠絲杠螺母副的特點:1）傳動效率高2）給予適當預緊3)運動平穩(wěn)，無爬行現(xiàn)象，傳動精度高4）有可逆性5)磨損小，使用壽命長缺點制造工藝復雜不能自鎖 二、滾珠絲桿螺母副的循環(huán)方式目前國內(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：1.外循環(huán)外循環(huán)方式則在循環(huán)過程中滾珠與絲杠脫離接觸，制造相對容易些，剛性差，噪音大，易磨損 2.內(nèi)循環(huán)第二節(jié) 進給傳

4、動機構外循環(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) 進給傳動機構內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠副 在螺母外側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)整墊片厚度可通過改變兩個螺母調(diào)整墊片厚度可通

5、過改變兩個螺母間位移消除傳動副的軸向間隙。它的結構簡單、間位移消除傳動副的軸向間隙。它的結構簡單、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 通過轉動螺母改變兩個螺母間位移來消除傳動副通過轉動螺母改變兩個螺母間位移來消除傳動副的軸向間隙。的軸向間隙。 優(yōu)點：調(diào)整方便，在出現(xiàn)磨損后還可以隨時進行補充調(diào)整。優(yōu)點：調(diào)整方便，在出現(xiàn)磨損后還可以隨時進行補充調(diào)整。 缺點：軸向尺寸較長，會增加絲杠螺紋部分的長度。缺點：軸向尺寸較長，會增加絲杠螺紋部分的長度。 螺紋式消隙

6、螺紋式消隙1-1-圓螺母圓螺母 2-2-銷緊螺母銷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，并各自裝入對應的內(nèi)齒圈6中。內(nèi)齒圈通過螺釘固定在螺母外的套筒3端面。通常兩個外齒輪相差1齒(如Z1=100，Z2=99)。當調(diào)整間隙時，將兩個外齒輪從內(nèi)齒圈中抽出并相對內(nèi)齒圈分別同向轉動一個齒，然后插回原內(nèi)齒圈中。此時，兩個螺母間產(chǎn)生的相對位移為： 式中，P為絲杠的螺距。當P=10mm時，間隙的調(diào)整量為0.001mm。由此可見，此方法可實現(xiàn)精密微調(diào)，預緊可靠，不會發(fā)生松動。雖然結構復雜，但仍然得到廣泛應用。212111ZZPP

7、ZZS (4)滾珠絲杠副的精度等級及標注方法 1)精度等級 2)標注方法。不同生產(chǎn)廠家其標注方法略有不同，通常用圖文格式進行標注 。滾珠絲杠標注方法第二節(jié) 進給傳動機構滾珠絲桿的支承與制動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) 進給傳動機構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

8、裝置 由于滾珠絲杠副傳動效率高，無自鎖作用(特別足滾珠絲杠處于垂直傳動時)，故必須裝有制動裝置。如圖所示為數(shù)控臥式銑鏜床主軸向進給絲札的制動裝置示意圖。當機床工作時，電磁鐵線圈通電，吸住壓簧，打開摩擦離臺器。滾珠絲杠制動示意圖 3）滾珠絲桿的防護 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罩。滾珠絲杠的防護(1)支撐軸承的定期檢查。應定期檢查絲杠與床身的連接是否有松動以及支撐軸承是否損壞等。如有以上問題，要及時緊固松動部位并更換支撐軸承。(2)滾珠絲杠副的潤滑和密封。滾珠絲杠副也可用潤滑劑來提高耐磨性及傳動效率。潤滑劑可分潤滑油及潤滑脂兩大類。潤滑油為一般機油、90

9、180號透平油或140號主軸油。潤滑脂可采用鋰基油脂。潤滑油經(jīng)過殼體上的油孔注入螺母的空間內(nèi)，而潤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為迷宮式密封圈。 防護罩。對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罩，以防止塵埃和磨粒粘附到絲杠表面。這幾種防護罩與導軌的防護罩有相似之處，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。 復習思考題 7.9 試述主軸定向的原理及定向的方式。 7.10 對進給伺服系統(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?特點是什么?各適用于什么情況下? 7.13 滾珠絲杠