第2章 數(shù)控機床進給系統(tǒng)3-4

1、2022/6/712.3 2.3 CNC機床進給系統(tǒng)機床進給系統(tǒng)2.3.1 2.3.1 數(shù)控機床對進給系統(tǒng)的要求數(shù)控機床對進給系統(tǒng)的要求 1.1.進給傳動系統(tǒng)的作用和要求進給傳動系統(tǒng)的作用和要求 接受數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的進給脈沖，經(jīng)放大和轉(zhuǎn)換后驅(qū)動執(zhí)行元接受數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的進給脈沖，經(jīng)放大和轉(zhuǎn)換后驅(qū)動執(zhí)行元件實現(xiàn)預期的成形運動。件實現(xiàn)預期的成形運動。 進給傳動系統(tǒng)進給傳動系統(tǒng)承擔承擔了數(shù)控機床各了數(shù)控機床各直線坐標軸直線坐標軸和回轉(zhuǎn)坐標軸的定位和回轉(zhuǎn)坐標軸的定位，以及切削進給系統(tǒng)的傳動以及切削進給系統(tǒng)的傳動精度、靈敏度和穩(wěn)定性，它精度、靈敏度和穩(wěn)定性，它直接影響直接影響被加工件的被加工件的最后最后輪廓

2、精度和加工精度輪廓精度和加工精度。 1 1）作用）作用2022/6/722）要求要求 為此，數(shù)控機床的進給傳動系統(tǒng)必須滿足為此，數(shù)控機床的進給傳動系統(tǒng)必須滿足下列要求：下列要求：（1 1）減少運動部件的摩擦阻力小；）減少運動部件的摩擦阻力小；（2 2）提高傳動精度和剛度；）提高傳動精度和剛度； （3 3）運動部件慣量??；）運動部件慣量??； 3 3）方法與措施）方法與措施（1 1）變滑動絲杠為滾珠絲杠；）變滑動絲杠為滾珠絲杠；（2 2）使用滾動導軌、貼塑導軌、靜壓導軌；）使用滾動導軌、貼塑導軌、靜壓導軌； （3 3）減少傳動間隙，對絲杠、支承進行預緊；）減少傳動間隙，對絲杠、支承進行預緊；（4

3、4）傳動件結(jié)構(gòu)合理化，減少尺寸，降低慣量；）傳動件結(jié)構(gòu)合理化，減少尺寸，降低慣量； 2022/6/732.2.進給傳動系統(tǒng)的基本形式進給傳動系統(tǒng)的基本形式直線和圓周直線和圓周進給運動兩類。進給運動兩類。直線進給運動實現(xiàn)方法：直線進給運動實現(xiàn)方法：滾珠絲杠螺母副、齒輪滾珠絲杠螺母副、齒輪齒條副、齒條副、直線電機直線電機；圓周進給運動實現(xiàn)方法：圓周進給運動實現(xiàn)方法：齒輪副、蝸輪蝸桿副；齒輪副、蝸輪蝸桿副；2 2）根據(jù)驅(qū)動電機又分為：）根據(jù)驅(qū)動電機又分為： (1) (1) 步進電機伺服進給系統(tǒng)；步進電機伺服進給系統(tǒng)； (2) (2) 直流電機伺服進給系統(tǒng)；直流電機伺服進給系統(tǒng)； (3) (3) 交流

4、電機伺服進給系統(tǒng)；交流電機伺服進給系統(tǒng)； (4) (4) 直線電機伺服進給系統(tǒng)；直線電機伺服進給系統(tǒng)；1 1）按進給運動分：）按進給運動分：2022/6/74 (1) (1) 有較高的工作精度；有較高的工作精度； (2) (2) 響應速度快；響應速度快； (3) (3) 調(diào)速范圍寬；調(diào)速范圍寬； (4) (4) 穩(wěn)定性好；穩(wěn)定性好； (5) (5) 可靠性高；可靠性高；3.3.進給傳動的組成部件及其要求進給傳動的組成部件及其要求(1)(1)運動部件；運動部件；( (如工作臺、導軌、橫梁、立柱等如工作臺、導軌、橫梁、立柱等) )(2)(2)伺服電動機；伺服電動機；(3) (3) 檢測元件；檢測元

5、件；(4)(4)聯(lián)軸節(jié)；聯(lián)軸節(jié)；(5) (5) 絲杠軸承；絲杠軸承；(6)(6)滾珠絲杠螺母副滾珠絲杠螺母副( (或齒輪齒條副或齒輪齒條副) )；(7)(7)減速機構(gòu)減速機構(gòu)( (齒輪副和帶輪齒輪副和帶輪) )；1 1）進給傳動系統(tǒng)的主要機電部件有：）進給傳動系統(tǒng)的主要機電部件有：2 2）對進給傳動部件的要求：）對進給傳動部件的要求：2022/6/753 3）半閉環(huán)進給伺服傳動系統(tǒng)組成（圖）半閉環(huán)進給伺服傳動系統(tǒng)組成（圖1 1）2022/6/763 3）半閉環(huán)進給伺服傳動系統(tǒng)組成（圖）半閉環(huán)進給伺服傳動系統(tǒng)組成（圖2 2）2022/6/77伺服伺服電機電機支承支承軸承軸承絲杠絲杠滾珠滾珠絲杠絲

6、杠螺母螺母3 3）半閉環(huán)進給伺服傳動系統(tǒng)組成（圖）半閉環(huán)進給伺服傳動系統(tǒng)組成（圖3 3）2022/6/784.4.進給直線電機結(jié)構(gòu)簡介進給直線電機結(jié)構(gòu)簡介 1 1）特點：）特點：(1) (1) 完全取消旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動的轉(zhuǎn)換；完全取消旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動的轉(zhuǎn)換；(2) (2) 機械傳動機構(gòu)大大簡化，實現(xiàn)機械傳動機構(gòu)大大簡化，實現(xiàn)“零傳動零傳動”；(3) (3) 進給速度大，可達進給速度大，可達100m/min100m/min，10m/s10m/s2 2；(4) (4) 進給系統(tǒng)精度高、剛度大、響應快、穩(wěn)定性好；進給系統(tǒng)精度高、剛度大、響應快、穩(wěn)定性好；(5) (5) 電動機電動機cosco

7、s 低，抗干擾要求高，需要防磁低，抗干擾要求高，需要防磁 和散熱措施。和散熱措施。2022/6/792 2）直線電機結(jié)構(gòu)：）直線電機結(jié)構(gòu)：1 1光柵光柵 2 2轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子 3 3定子定子2022/6/7104 4床身床身 6 6轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子 1212導軌導軌 1414定子定子2 2）直線電機結(jié)構(gòu)：）直線電機結(jié)構(gòu)：定子線圈定子線圈轉(zhuǎn)子線圈轉(zhuǎn)子線圈2022/6/711工作臺工作臺床身床身直線電機結(jié)構(gòu)直線電機結(jié)構(gòu)2022/6/712工作臺工作臺床身床身直線電機結(jié)構(gòu)直線電機結(jié)構(gòu)2022/6/7132.3.2 2.3.2 滾珠絲杠螺母副滾珠絲杠螺母副作用：將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動；作用：將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運

8、動；用途：各類中小型數(shù)控機床的直線進給；用途：各類中小型數(shù)控機床的直線進給；絲杠絲杠螺母螺母雙雙螺母螺母2022/6/714滾珠絲杠螺母副滾珠絲杠螺母副2022/6/7151) 1) 摩擦力小，傳動效率高（摩擦力小，傳動效率高（0.90.90.960.96）；）；2) 2) 傳動靈敏，運動平穩(wěn)，低速時無爬行；傳動靈敏，運動平穩(wěn)，低速時無爬行；3) 3) 磨損小，精度保持性好，壽命長；磨損小，精度保持性好，壽命長；4) 4) 經(jīng)預緊可消除軸向間隙，無反向空行程，軸向經(jīng)預緊可消除軸向間隙，無反向空行程，軸向 剛度高；剛度高；1.1.滾珠絲杠螺母副的傳動特點滾珠絲杠螺母副的傳動特點 傳動有可逆性，不

9、能實現(xiàn)自鎖，立式時需要制傳動有可逆性，不能實現(xiàn)自鎖，立式時需要制 動裝置和超程保護；動裝置和超程保護；6)6)制造工藝復雜，成本高；制造工藝復雜，成本高；7)7)尺寸不能太大，不適應于長行程和大型機床；尺寸不能太大，不適應于長行程和大型機床；2022/6/716按螺旋滾道法向截面形狀分按螺旋滾道法向截面形狀分: : 單圓弧型和雙圓弧型單圓弧型和雙圓弧型按滾珠循環(huán)方式分按滾珠循環(huán)方式分: : 內(nèi)循環(huán)式和外循環(huán)式內(nèi)循環(huán)式和外循環(huán)式按消除軸向間隙和調(diào)整預緊方式分按消除軸向間隙和調(diào)整預緊方式分: :墊片預緊式、螺紋預緊式和齒差預緊式墊片預緊式、螺紋預緊式和齒差預緊式按用途分按用途分: :定位滾珠絲杠副

10、定位滾珠絲杠副(P(P類類) )、傳動滾珠絲杠副、傳動滾珠絲杠副(T(T類類) )2.2.滾珠絲杠螺母副滾珠絲杠螺母副的結(jié)構(gòu)及其特點的結(jié)構(gòu)及其特點數(shù)控機床進給運動采用數(shù)控機床進給運動采用P P類。類。2022/6/717 滾道半徑滾道半徑R R稍大于滾稍大于滾珠半徑珠半徑r rb b ，接觸角，接觸角隨隨初始間隙和軸向載荷大初始間隙和軸向載荷大小而變化。當小而變化。當增大后，增大后，軸向剛度、傳動效率隨軸向剛度、傳動效率隨之增大。為保證之增大。為保證 =45 =45，必須嚴格控制徑向間隙。必須嚴格控制徑向間隙。 為消除軸向間隙，必為消除軸向間隙，必須采用雙螺母結(jié)構(gòu)。須采用雙螺母結(jié)構(gòu)。(1) (

11、1) 單圓弧型單圓弧型2022/6/718 滾道由半徑滾道由半徑R R稍大稍大于滾珠半徑于滾珠半徑r rb b的對稱的對稱雙圓弧組成。理論上雙圓弧組成。理論上軸向和徑向間隙為零，軸向和徑向間隙為零，接觸角接觸角=45=45是恒定是恒定的。的。 消除軸向間隙和消除軸向間隙和調(diào)整預緊，不僅可以調(diào)整預緊，不僅可以采用雙螺母結(jié)構(gòu)，也采用雙螺母結(jié)構(gòu)，也可以采用增大滾珠直可以采用增大滾珠直徑的單螺母結(jié)構(gòu)。徑的單螺母結(jié)構(gòu)。 (2) (2) 雙圓弧型雙圓弧型2022/6/719反向器反向器反向器反向器(3) (3) 內(nèi)循環(huán)滾珠螺母結(jié)構(gòu)內(nèi)循環(huán)滾珠螺母結(jié)構(gòu)特點：特點：滾珠在循環(huán)過程中始終與絲杠接觸，易卡珠滾珠在循

12、環(huán)過程中始終與絲杠接觸，易卡珠2022/6/720(4) (4) 外循環(huán)滾珠螺母結(jié)構(gòu)外循環(huán)滾珠螺母結(jié)構(gòu)特點：特點：滾珠經(jīng)回珠管外滾道作循環(huán)，有部分時間與滾珠經(jīng)回珠管外滾道作循環(huán)，有部分時間與 絲杠脫離接觸。絲杠脫離接觸。插管式插管式回珠管回珠管插管式插管式回珠管回珠管絲杠絲杠滾珠滾珠螺母螺母回珠管回珠管2022/6/721 鋼珠每一個循鋼珠每一個循環(huán)閉路稱為環(huán)閉路稱為列列；每；每一個滾珠循環(huán)閉路一個滾珠循環(huán)閉路內(nèi)所含導程數(shù)稱為內(nèi)所含導程數(shù)稱為圈數(shù)圈數(shù)； 內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠副的每個螺母有內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠副的每個螺母有2 2列、列、3 3列、列、4 4列、列、5 5列等幾種，每列只有一圈列等幾種，每列只

13、有一圈； 外循環(huán)每列有外循環(huán)每列有1.51.5圈，圈，2.52.5圈，圈，3.53.5圈圈等幾種，等幾種，剩下的剩下的半圈作回珠用半圈作回珠用。 (5) (5) 絲杠螺母結(jié)構(gòu)特點：絲杠螺母結(jié)構(gòu)特點：2022/6/7223. 3. 滾珠絲杠螺母副的滾珠絲杠螺母副的預緊和預緊和間隙的調(diào)整間隙的調(diào)整 軸向間隙：軸向間隙：通常是指絲杠和螺母無相對轉(zhuǎn)動時，通常是指絲杠和螺母無相對轉(zhuǎn)動時，絲杠和螺母之間的最大軸向竄動量。絲杠和螺母之間的最大軸向竄動量。 除了結(jié)構(gòu)除了結(jié)構(gòu)本身所有的游隙本身所有的游隙之外，還包括施加軸之外，還包括施加軸向載荷后產(chǎn)生向載荷后產(chǎn)生彈性變形所造成的軸向竄動量彈性變形所造成的軸向竄動

14、量 1)1)原則：原則： 預加載荷能有效減小彈性變形帶來的軸向位預加載荷能有效減小彈性變形帶來的軸向位移為限度。移為限度。 預緊預緊是指是指配合配合在過盈的條件下工作，把彈性在過盈的條件下工作，把彈性變形量控制在最小限度變形量控制在最小限度 2022/6/7232)2)方法：方法：單螺母預緊：單螺母預緊：采用采用微量過盈配合微量過盈配合( (常用加大滾常用加大滾珠直徑、夾緊螺母處理珠直徑、夾緊螺母處理) )、變導程螺母變導程螺母等方法。等方法。 加大滾珠直徑加大滾珠直徑螺母夾緊螺母夾緊變導程螺母變導程螺母螺母螺母滾珠滾珠絲杠絲杠螺栓螺栓2022/6/724 消隙方法比較靈活，維護簡單，但預緊消

15、隙方法比較靈活，維護簡單，但預緊時，必須注意：時，必須注意： a) a) 螺母螺母預緊力也不宜過大預緊力也不宜過大 、過?。?、過??；b) b) 應該特別注意減小絲杠安裝部分和應該特別注意減小絲杠安裝部分和驅(qū)動部分的間隙。驅(qū)動部分的間隙。 雙螺母預緊：雙螺母預緊：雙螺母預緊雙螺母預緊常用有以下三種方法：常用有以下三種方法：墊片調(diào)隙式；墊片調(diào)隙式；螺紋調(diào)隙式；螺紋調(diào)隙式；齒差調(diào)隙式。齒差調(diào)隙式。2022/6/725o 通過調(diào)整墊片的厚度使左、右螺母產(chǎn)生軸向位通過調(diào)整墊片的厚度使左、右螺母產(chǎn)生軸向位移，就可達到消除間隙和產(chǎn)生預緊力的作用移，就可達到消除間隙和產(chǎn)生預緊力的作用 o 簡單、剛性好、裝卸方

16、便、可靠簡單、剛性好、裝卸方便、可靠 o 調(diào)整困難調(diào)整困難 ，調(diào)整精度不高，調(diào)整精度不高(1) (1) 雙螺母雙螺母墊片預緊方式墊片預緊方式2022/6/726o 用鍵限制螺母在螺母座內(nèi)的轉(zhuǎn)動。調(diào)整時，擰動用鍵限制螺母在螺母座內(nèi)的轉(zhuǎn)動。調(diào)整時，擰動圓螺母將螺母沿軸向移動一定距離，在消除間隙圓螺母將螺母沿軸向移動一定距離，在消除間隙之后用圓螺母將其鎖緊。之后用圓螺母將其鎖緊。o 簡單緊湊，調(diào)整方便，但調(diào)整精度較差，且易于簡單緊湊，調(diào)整方便，但調(diào)整精度較差，且易于松動松動(2) (2) 雙螺母雙螺母螺紋預緊方式螺紋預緊方式2022/6/727(3) (3) 雙螺母雙螺母齒差預緊方式齒差預緊方式 螺

17、母螺母1 1和和2 2的凸緣上各制有一個圓柱外齒輪，兩的凸緣上各制有一個圓柱外齒輪，兩個齒輪的齒數(shù)相差一個齒，兩個內(nèi)齒圈個齒輪的齒數(shù)相差一個齒，兩個內(nèi)齒圈3 3和和4 4與外齒與外齒輪齒數(shù)分別相同，并用預緊螺釘和銷釘固定在螺母輪齒數(shù)分別相同，并用預緊螺釘和銷釘固定在螺母座的兩端。座的兩端。 2022/6/728(3) (3) 雙螺母雙螺母齒差預緊方式齒差預緊方式 調(diào)整時先將內(nèi)齒圈取下，根據(jù)間隙的大小調(diào)調(diào)整時先將內(nèi)齒圈取下，根據(jù)間隙的大小調(diào)整兩個螺母整兩個螺母1 1、2 2分別向相同的方向轉(zhuǎn)過一個或多個分別向相同的方向轉(zhuǎn)過一個或多個齒，使兩個螺母在軸向移近了相應的距離達到調(diào)整齒，使兩個螺母在軸向

18、移近了相應的距離達到調(diào)整間隙和預緊的目地。間隙和預緊的目地。 2022/6/7294. 4. 滾珠絲杠螺母副的主要參數(shù)及代號滾珠絲杠螺母副的主要參數(shù)及代號2022/6/730 (1) (1)公稱直徑公稱直徑d dm m 即滾珠絲杠的名義直徑。滾珠與螺紋滾即滾珠絲杠的名義直徑。滾珠與螺紋滾道在理論接觸角狀態(tài)時，包絡滾珠球心的道在理論接觸角狀態(tài)時，包絡滾珠球心的圓柱直徑是滾珠絲杠螺母副的特征尺寸。圓柱直徑是滾珠絲杠螺母副的特征尺寸。 名義直徑與承載能力有直接關(guān)系，名義直徑與承載能力有直接關(guān)系，d dm m越越大，承載能力和剛度越大大，承載能力和剛度越大2022/6/731(2)(2)公稱導程公稱導

19、程 公稱導程是絲杠相對于螺母旋轉(zhuǎn)一圈時，螺母公稱導程是絲杠相對于螺母旋轉(zhuǎn)一圈時，螺母上基準點的軸向位移。上基準點的軸向位移。 導程的大小是根據(jù)機床的加工精度要求確定的。導程的大小是根據(jù)機床的加工精度要求確定的。導程過小勢必使?jié)L珠直徑變小，滾珠絲杠螺母副的導程過小勢必使?jié)L珠直徑變小，滾珠絲杠螺母副的承載能力亦隨之減小。承載能力亦隨之減小。 2022/6/732(3) (3) 精度等級精度等級 滾珠絲杠螺母副按其使用范圍及要求分為滾珠絲杠螺母副按其使用范圍及要求分為7 7個精度等級個精度等級 ，1 1級精度最高，其余依次逐級遞減。級精度最高，其余依次逐級遞減。 數(shù)控機床和精密機械可選用數(shù)控機床和精

20、密機械可選用2 2、3 3級精度。級精度。 (4) (4) 滾珠絲杠螺母副代號的標注滾珠絲杠螺母副代號的標注 采用漢語拼音字母、數(shù)字及漢字結(jié)合標注采用漢語拼音字母、數(shù)字及漢字結(jié)合標注法，如圖；特征代號如表。法，如圖；特征代號如表。2022/6/7332022/6/7342022/6/7352022/6/736例如: CDM6012-3.5-P4CDM6012-3.5-P4C-表示外循環(huán)插管式D-表示墊片預緊M-表示回珠管埋入式公稱直徑：60mm導程：12mm螺紋旋向：右旋負荷鋼球圈數(shù)：3.5圈精度等級：4級定位滾珠絲杠。 2022/6/7375. 5. 滾珠絲杠螺母副的安裝滾珠絲杠螺母副的安裝

21、 滾珠絲杠主要承受軸向載荷，它的徑向載滾珠絲杠主要承受軸向載荷，它的徑向載荷主要是臥式絲杠的自重。荷主要是臥式絲杠的自重。 1)1)支承軸承組合支承軸承組合向心球軸承圓錐滾子軸承；向心球軸承圓錐滾子軸承；雙向推力角接觸球軸承雙向推力角接觸球軸承( (絲杠專用絲杠專用) )角接觸球軸承；角接觸球軸承；6060角接觸軸承角接觸軸承( (絲杠專用絲杠專用) )圓錐滾子軸承；圓錐滾子軸承； 2022/6/738滾珠絲杠專用軸承滾珠絲杠專用軸承6060角接觸軸承角接觸軸承滾針滾針/ /推力圓柱滾子軸承推力圓柱滾子軸承2022/6/739 圖圖a a所示是一端固定一端自由的支承形式。所示是一端固定一端自由

22、的支承形式。其特點：其特點：是結(jié)構(gòu)簡單，軸向剛度低，適用于短絲是結(jié)構(gòu)簡單，軸向剛度低，適用于短絲杠及垂直布置絲杠。一般用于數(shù)控機床的調(diào)整環(huán)杠及垂直布置絲杠。一般用于數(shù)控機床的調(diào)整環(huán)節(jié)和升降臺式數(shù)控銑床的垂直坐標軸節(jié)和升降臺式數(shù)控銑床的垂直坐標軸 2)2)支承固定方式支承固定方式2022/6/740圖圖a a 一端固定一端自由的支承形式一端固定一端自由的支承形式 2022/6/741 圖圖b b所示所示是一端固定一端游動的支承形式是一端固定一端游動的支承形式，絲，絲杠軸向剛度與圖杠軸向剛度與圖a a形式相同，絲杠受熱后有膨脹伸形式相同，絲杠受熱后有膨脹伸長的余地，需保證螺母與兩支承同軸。這種形式

23、長的余地，需保證螺母與兩支承同軸。這種形式的配置結(jié)構(gòu)較復雜，工藝較困難，適用于較長絲的配置結(jié)構(gòu)較復雜，工藝較困難，適用于較長絲杠或臥式絲杠杠或臥式絲杠 2022/6/742圖圖b b 一端固定一端游動的支承形式一端固定一端游動的支承形式 2022/6/743 圖圖c c所示是所示是兩端固定的支承形式，絲杠的軸向兩端固定的支承形式，絲杠的軸向剛度約為一端固定形式的剛度約為一端固定形式的4 4倍，倍，可預拉伸可預拉伸，這樣既，這樣既可對滾珠絲杠施加預緊力，又可使絲杠受熱變形可對滾珠絲杠施加預緊力，又可使絲杠受熱變形得到補償，保持恒定預緊力，但結(jié)構(gòu)工藝都較復得到補償，保持恒定預緊力，但結(jié)構(gòu)工藝都較復

24、雜適用于長絲杠。雜適用于長絲杠。2022/6/744圖圖c c 兩端固定的支承形式兩端固定的支承形式 2022/6/7453) 3) 滾珠絲杠螺母副與電動機的聯(lián)接滾珠絲杠螺母副與電動機的聯(lián)接(1)(1)聯(lián)軸器直接聯(lián)接聯(lián)軸器直接聯(lián)接優(yōu)點：優(yōu)點：具有最大的剛度；本身無間隙，傳動精度具有最大的剛度；本身無間隙，傳動精度高；高； 結(jié)構(gòu)簡單；適用中小型及高速結(jié)構(gòu)簡單；適用中小型及高速CNCCNC。2022/6/746撓性聯(lián)軸器撓性聯(lián)軸器1 1壓圈壓圈 2 2聯(lián)軸套聯(lián)軸套 3 3柔性片柔性片 4 4球面墊球面墊 5 5錐環(huán)錐環(huán)2022/6/747(2)(2)齒輪聯(lián)接齒輪聯(lián)接特點：特點：可變速傳動，轉(zhuǎn)矩可調(diào)

25、，機電匹配性好，可變速傳動，轉(zhuǎn)矩可調(diào)，機電匹配性好，布置靈活；布置靈活；但噪聲大，摩擦增加，傳動有間隙，但噪聲大，摩擦增加，傳動有間隙，閉環(huán)易振蕩，傳動效率降低。閉環(huán)易振蕩，傳動效率降低。2022/6/748(3)(3)同步齒形帶聯(lián)接；同步齒形帶聯(lián)接； 同步帶傳動裝置同步帶傳動裝置2022/6/749同步帶結(jié)構(gòu)同步帶結(jié)構(gòu)帶背帶背強力層強力層帶齒帶齒2022/6/750 同步齒形帶傳動同步齒形帶傳動是綜合了帶、鏈傳動優(yōu)點的是綜合了帶、鏈傳動優(yōu)點的新型傳動方式。具有：新型傳動方式。具有： (1) (1) 傳動效率高，可達傳動效率高，可達9898以上。以上。 (2) (2) 無滑動，傳動比準確。無滑

26、動，傳動比準確。 (3) (3) 傳動平穩(wěn)，噪聲小。傳動平穩(wěn)，噪聲小。 (4) (4) 使用范圍較廣，速度可達使用范圍較廣，速度可達50m50ms s，速比可，速比可達達1010左右，傳遞功率由幾瓦至數(shù)千瓦。左右，傳遞功率由幾瓦至數(shù)千瓦。 (5) (5) 維修保養(yǎng)方便，不需要潤滑。維修保養(yǎng)方便，不需要潤滑。 (6) (6) 安裝時中心距要求嚴格，帶與帶輪制造工安裝時中心距要求嚴格，帶與帶輪制造工藝較復雜，成本高藝較復雜，成本高 同步帶傳動特點：同步帶傳動特點：2022/6/7511 1）防護）防護 通常滾珠絲杠副可用通常滾珠絲杠副可用防塵密封圈防塵密封圈和和防護套密封防護套密封；密封圈密封圈有

27、有接觸式和非接觸式接觸式和非接觸式兩種，裝在滾珠螺母兩種，裝在滾珠螺母的兩端。的兩端。防護套防護套可防止塵土及雜質(zhì)進入滾珠絲杠可防止塵土及雜質(zhì)進入滾珠絲杠 ，一端連接在滾珠螺母的端面，另一端固定在滾珠一端連接在滾珠螺母的端面，另一端固定在滾珠絲杠的支承座上。絲杠的支承座上。 6.6.滾珠絲杠螺母副的防護與潤滑滾珠絲杠螺母副的防護與潤滑2 2）潤滑）潤滑 常用的潤滑劑有潤滑油和潤滑脂兩類。常用的潤滑劑有潤滑油和潤滑脂兩類。潤滑脂潤滑一般在安裝過程中放進滾珠螺母的潤滑脂潤滑一般在安裝過程中放進滾珠螺母的滾道內(nèi)，定期潤滑；滾道內(nèi)，定期潤滑；潤滑油潤滑要經(jīng)常通過注油孔注油。潤滑油潤滑要經(jīng)常通過注油孔注

28、油。 2022/6/752鋼帶纏卷絲杠防護鋼帶纏卷絲杠防護2022/6/753o允許間隙存在(如垂直運動)時，可選用具有單圓弧型螺紋滾道的單螺母滾珠絲杠副；o如果必須有預緊，并在使用過程中因磨損而需要定期調(diào)整時，應采用雙螺母螺紋預緊或齒差預緊式結(jié)構(gòu)；o當具備良好的防塵條件，只需在裝配時調(diào)整間隙及預緊力時，可采用結(jié)構(gòu)簡單的雙螺母墊片調(diào)整預緊式結(jié)構(gòu)7 7滾珠絲杠螺母副結(jié)構(gòu)、尺寸的確定和選擇步驟滾珠絲杠螺母副結(jié)構(gòu)、尺寸的確定和選擇步驟o公稱直徑應根據(jù)軸向最大工作載荷，按滾珠絲杠副的尺寸系列選擇。o在允許的情況下螺紋長度要盡量短。o導程(或螺距)應按承載能力、傳動精度及傳動速度選取。o(1)最大的工作

29、載荷。o(2)最大動載荷。對于靜態(tài)或低速運轉(zhuǎn)的滾珠絲杠，還需考慮最大靜載荷是否充分地超過了滾珠絲杠的工作載荷。o(3)剛度的驗算。o(4)壓桿穩(wěn)定性核算。2022/6/754 導軌是進給系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，是機床結(jié)導軌是進給系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，是機床結(jié)構(gòu)要素之一。機床的加工精度和使用壽命很構(gòu)要素之一。機床的加工精度和使用壽命很大程度上取決于機床導軌的質(zhì)量。大程度上取決于機床導軌的質(zhì)量。2.3.3 2.3.3 機床導軌機床導軌 對導軌的要求：對導軌的要求：1 1）高的導向精度；）高的導向精度；2 2）良好的精度保持性；）良好的精度保持性；3 3）足夠的剛度和良好的摩擦特性；）足夠的剛度和良好的摩擦特性；

30、4 4）靈敏度高、壽命長。）靈敏度高、壽命長。2022/6/7551 1、導軌的組成與導向原理、導軌的組成與導向原理1 1）導軌的組成和作用）導軌的組成和作用作用：作用：支承和引導運動部件沿支承和引導運動部件沿一定的直線或圓周軌道移動。一定的直線或圓周軌道移動。 運動導軌運動導軌支承導軌支承導軌組成：組成：支承導軌、運動導軌。支承導軌、運動導軌。 與支承件連成一體固定不動的與支承件連成一體固定不動的導軌為導軌為支承導軌支承導軌。與運動部件連成一體的導軌為與運動部件連成一體的導軌為運動導軌運動導軌。 2 2）導向原理）導向原理 限制運動部件的五個自由度，使其具有單方限制運動部件的五個自由度，使其

31、具有單方向的導向性。向的導向性。2022/6/7561) 1) 滑動導軌滑動導軌 具有摩擦特性好、耐磨性好、運動平穩(wěn)、工具有摩擦特性好、耐磨性好、運動平穩(wěn)、工藝性好、速度較低等特點。藝性好、速度較低等特點。分為：分為： 普通滑動導軌普通滑動導軌-金屬與金屬相摩擦，摩擦系金屬與金屬相摩擦，摩擦系數(shù)大，一般在普通機床上數(shù)大，一般在普通機床上 塑料滑動導軌塑料滑動導軌-塑料與金屬相摩擦，導軌的塑料與金屬相摩擦，導軌的滑動性好，在數(shù)控機床上廣泛采用滑動性好，在數(shù)控機床上廣泛采用 按運動軌跡分按運動軌跡分：直線運動導軌和圓周運動導軌直線運動導軌和圓周運動導軌按摩擦特性分按摩擦特性分：滑動導軌、滾動導軌和

32、靜壓導軌滑動導軌、滾動導軌和靜壓導軌2 2、導軌的分類、導軌的分類2022/6/7573)3)靜壓導軌靜壓導軌 具有摩擦系數(shù)極小、承載大，剛性好，吸震具有摩擦系數(shù)極小、承載大，剛性好，吸震不爬行，但需專門的供壓裝置等特點。根據(jù)介質(zhì)不爬行，但需專門的供壓裝置等特點。根據(jù)介質(zhì)的不同可的不同可分為：分為： 液壓導軌和氣壓導軌液壓導軌和氣壓導軌 2) 2) 滾動導軌滾動導軌 具有摩擦系數(shù)小、運動輕便、低速不易爬行、具有摩擦系數(shù)小、運動輕便、低速不易爬行、定位精度高、耐磨性好、抗震性較差、結(jié)構(gòu)復雜、定位精度高、耐磨性好、抗震性較差、結(jié)構(gòu)復雜、防護要求較高等特點。防護要求較高等特點。直線導軌分為：直線導軌

33、分為： 直線滾動導軌直線滾動導軌和和滾動導軌塊滾動導軌塊2022/6/7583 3、滑動導軌、滑動導軌矩形導軌：矩形導軌： 承載能力大，制承載能力大，制造簡單，水平方向和造簡單，水平方向和垂直方向上的位置精垂直方向上的位置精度互不相關(guān)。度互不相關(guān)。 側(cè)面間隙不能自側(cè)面間隙不能自動補償，必須設置間動補償，必須設置間隙調(diào)整機構(gòu)隙調(diào)整機構(gòu) 1) 1) 滑動導軌的結(jié)構(gòu)滑動導軌的結(jié)構(gòu)2022/6/759滑動導軌滑動導軌2022/6/760三角形導軌：三角形導軌： 三角形截面，有三角形截面，有兩個導向面，同時控兩個導向面，同時控制垂直方向和水平方制垂直方向和水平方向的導向精度。向的導向精度。 這種導軌在載

34、荷這種導軌在載荷的作用下能自行補償?shù)淖饔孟履茏孕醒a償而消除間隙，導向精而消除間隙，導向精度較其他導軌高。度較其他導軌高。 3 3、滑動導軌、滑動導軌1) 1) 滑動導軌的結(jié)構(gòu)滑動導軌的結(jié)構(gòu)2022/6/7613 3、滑動導軌、滑動導軌1) 1) 滑動導軌的結(jié)構(gòu)滑動導軌的結(jié)構(gòu)燕尾槽導軌：燕尾槽導軌： 這種滑動導軌這種滑動導軌的高度值最小，能的高度值最小，能承受顛覆力矩，摩承受顛覆力矩，摩擦阻力也較大。擦阻力也較大。 2022/6/7623 3、滑動導軌、滑動導軌1) 1) 滑動導軌的結(jié)構(gòu)滑動導軌的結(jié)構(gòu)圓柱形導軌：圓柱形導軌： 這種滑動導軌這種滑動導軌制造容易，磨損后制造容易，磨損后調(diào)整間隙較困難

35、。調(diào)整間隙較困難。 凹形導軌容易存油，但也易積塵屑，適用于凹形導軌容易存油，但也易積塵屑，適用于防護良好的環(huán)境。凸形導軌對潤滑條件要求高。防護良好的環(huán)境。凸形導軌對潤滑條件要求高。2022/6/763數(shù)控機床上滑動數(shù)控機床上滑動導軌的形狀組合導軌的形狀組合主要為：主要為：三角形一矩形式；矩形一矩形式三角形一矩形式；矩形一矩形式 2) 2) 滑動導軌的材料滑動導軌的材料 導軌材料主要有：鑄鐵、鋼、塑料以及有色金導軌材料主要有：鑄鐵、鋼、塑料以及有色金屬。常采用的塑料導軌有屬。常采用的塑料導軌有注塑導軌注塑導軌和和貼塑導軌貼塑導軌兩兩種，種，塑料導軌的塑料導軌的 特點：特點：(1)(1)剛度好；剛

36、度好；(2)(2)動、靜摩擦系數(shù)差值??；動、靜摩擦系數(shù)差值小；(3)(3)耐磨性好，抗振性好；耐磨性好，抗振性好；(4)(4)低速無爬行；低速無爬行；(5)(5)壽命長，為普通鑄鐵導軌的壽命長，為普通鑄鐵導軌的8 81010倍。倍。2022/6/764塑料導軌的粘接塑料導軌的粘接3) 3) 塑料導軌的應用塑料導軌的應用2022/6/765塑料軟帶塑料軟帶2022/6/7664 4、滾動導軌、滾動導軌 滾動導軌是在導軌工作面之間安排滾動件，滾動導軌是在導軌工作面之間安排滾動件，使兩導軌面之間形成滾動摩擦使兩導軌面之間形成滾動摩擦，具有低速運動平，具有低速運動平穩(wěn)性好，移動精度和定位精度高的特點。

37、穩(wěn)性好，移動精度和定位精度高的特點。 滾動導軌的抗振性比滑動導軌差，滾動導軌的抗振性比滑動導軌差，結(jié)構(gòu)復雜，結(jié)構(gòu)復雜，對臟物也較為敏感，需要良好的防護對臟物也較為敏感，需要良好的防護 1) 1) 直線滾動導軌副直線滾動導軌副 直線滾動導軌又稱單元直線滾動導軌，它直線滾動導軌又稱單元直線滾動導軌，它主主要由導軌體、滑塊、滾珠、保持架、端蓋等組成要由導軌體、滑塊、滾珠、保持架、端蓋等組成。導軌體固定在不動部件上，滑塊固定在運動部件導軌體固定在不動部件上，滑塊固定在運動部件上。上。 2022/6/7672022/6/768直線滾動直線滾動導軌的結(jié)構(gòu)導軌的結(jié)構(gòu)2022/6/7692022/6/7702

38、022/6/771直線滾動導軌直線滾動導軌2022/6/772直線滾動導軌直線滾動導軌2022/6/773 直線滾動導軌直線滾動導軌除導向外還能承受顛覆力矩，除導向外還能承受顛覆力矩，它具有制造精度高，可高速運行，并能長時間保它具有制造精度高，可高速運行，并能長時間保持高精度的優(yōu)點。持高精度的優(yōu)點。 通過預加負載可提高其剛性，且具有自調(diào)的通過預加負載可提高其剛性，且具有自調(diào)的能力，安裝基面的許用誤差大。能力，安裝基面的許用誤差大。 2) 2) 滾動導軌塊滾動導軌塊 用滾動體進行循環(huán)運動，滾動體為滾珠或用滾動體進行循環(huán)運動，滾動體為滾珠或滾柱，承載能力和剛度都比直線滾動導軌高，滾柱，承載能力和剛

39、度都比直線滾動導軌高，但摩擦系數(shù)略大。但摩擦系數(shù)略大。 它多用于中等載荷的導軌它多用于中等載荷的導軌2022/6/7742022/6/775滾動導軌塊在滾動導軌塊在MCMC上的應用上的應用2022/6/7763) 3) 滾動導軌的預緊與固定滾動導軌的預緊與固定 經(jīng)過預緊的導軌剛度提高達到三倍。主經(jīng)過預緊的導軌剛度提高達到三倍。主要采用要采用過盈配合過盈配合和和調(diào)整元件調(diào)整元件兩種。預緊不應過大，兩種。預緊不應過大，否則會顯著增加牽引力。否則會顯著增加牽引力。1 1、2-2-調(diào)整元件預緊調(diào)整元件預緊 3 3偏心銷偏心銷2022/6/777直線滾動導軌組的固定直線滾動導軌組的固定2022/6/77

40、85 5、液體靜壓導軌、液體靜壓導軌 簡稱靜壓導軌，它在簡稱靜壓導軌，它在兩個相對運動的導軌面兩個相對運動的導軌面間通入壓力油，使運動件浮起間通入壓力油，使運動件浮起，導軌的工作面完，導軌的工作面完全處于純液體摩擦下。全處于純液體摩擦下。1) 1) 特點：特點：1)1)導軌工作面摩擦系數(shù)極低導軌工作面摩擦系數(shù)極低(f=0.0005)(f=0.0005)；2)2)導軌運動不受限制，低速無爬行；導軌運動不受限制，低速無爬行；3)3)吸振，承載能力大、剛性好；吸振，承載能力大、剛性好；4)4)摩擦發(fā)熱小，導軌溫升小。摩擦發(fā)熱小，導軌溫升小。2) 2) 缺點：缺點：1)1)結(jié)構(gòu)復雜，需要一套液壓系統(tǒng)，

41、成本高；結(jié)構(gòu)復雜，需要一套液壓系統(tǒng)，成本高；2)2)油膜厚度難以保持恒定不變；油膜厚度難以保持恒定不變；3)3)主要用于大型、重型數(shù)控機床上。主要用于大型、重型數(shù)控機床上。2022/6/7793)3)靜壓導軌分類靜壓導軌分類: :(1)(1)按形式可分為按形式可分為: :開式和閉式開式和閉式兩種，數(shù)控機床常用閉式。兩種，數(shù)控機床常用閉式。 (2)(2)按供油方式分：按供油方式分：恒壓恒壓( (即定壓即定壓) )供油；供油；恒流恒流( (即定量即定量) )供油；供油； 對于閉式液體靜壓導軌，其導軌的各個方向?qū)τ陂]式液體靜壓導軌，其導軌的各個方向?qū)к壝嫔暇_有油腔，所以閉式導軌具有承受各導軌面上均

42、開有油腔，所以閉式導軌具有承受各方向載荷的能力，且其導軌保持平衡性較好。方向載荷的能力，且其導軌保持平衡性較好。2022/6/780(3)(3)開式靜壓導軌工作原理開式靜壓導軌工作原理2022/6/7816 6、導軌的潤滑與防護、導軌的潤滑與防護導軌潤滑的目的導軌潤滑的目的: : 減少摩擦阻力和摩擦磨損，避免低速爬行，減少摩擦阻力和摩擦磨損，避免低速爬行，降低高速時的溫升。一般常用降低高速時的溫升。一般常用壓力循環(huán)潤滑和定壓力循環(huán)潤滑和定時定量潤滑兩種時定量潤滑兩種方式。數(shù)控機床上滑動導軌的潤方式。數(shù)控機床上滑動導軌的潤滑主要采用壓力潤滑?；饕捎脡毫櫥?。 導軌的防護是防止或減少導軌副磨損

43、，延長導軌的防護是防止或減少導軌副磨損，延長導軌壽命的重要方法之一。導軌壽命的重要方法之一。防護裝置有刮板式、防護裝置有刮板式、卷簾式和伸縮式卷簾式和伸縮式等。數(shù)控機床上大多采用伸縮式等。數(shù)控機床上大多采用伸縮式防護罩。防護罩。 2022/6/7822022/6/7832022/6/7842.4 2.4 進給傳動間隙消除進給傳動間隙消除1 1）齒輪傳動齒側(cè)間隙；）齒輪傳動齒側(cè)間隙；2 2）鍵聯(lián)接傳動間隙；）鍵聯(lián)接傳動間隙；3 3）絲杠螺母副軸向間隙；）絲杠螺母副軸向間隙；4 4）導軌副傳動間隙；）導軌副傳動間隙；5 5）蝸輪蝸桿副傳動間隙；）蝸輪蝸桿副傳動間隙；6 6）齒輪齒條副傳動間隙；）齒

44、輪齒條副傳動間隙；1.1.進給傳動間隙常見形式進給傳動間隙常見形式2.4.1 2.4.1 進給傳動間隙消除的重要性進給傳動間隙消除的重要性2022/6/7852. 2. 進給傳動間隙消除的重要性進給傳動間隙消除的重要性1 1）防止開環(huán)系統(tǒng)中實際位移值滯后于指令值或）防止開環(huán)系統(tǒng)中實際位移值滯后于指令值或 丟失指令脈沖；丟失指令脈沖；2 2）防止進給運動方向改變時的反向運動死區(qū)；）防止進給運動方向改變時的反向運動死區(qū)；3 3）提高傳動精度和閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性；）提高傳動精度和閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性；2022/6/7862.4.2 2.4.2 齒輪傳動間隙的消除齒輪傳動間隙的消除剛性調(diào)整法：剛性調(diào)整法：調(diào)整之

45、后齒側(cè)間隙不能自動補償調(diào)整之后齒側(cè)間隙不能自動補償 的調(diào)整方法。的調(diào)整方法。特點：有較高的傳動剛度，結(jié)構(gòu)簡單。特點：有較高的傳動剛度，結(jié)構(gòu)簡單。如：如：偏心軸套調(diào)整法、軸向墊片調(diào)整法偏心軸套調(diào)整法、軸向墊片調(diào)整法柔性調(diào)整法：柔性調(diào)整法：調(diào)整之后齒側(cè)間隙可以自動補償調(diào)整之后齒側(cè)間隙可以自動補償 的調(diào)整方法。的調(diào)整方法。特點：始終無間隙嚙合，但傳動剛度低，特點：始終無間隙嚙合，但傳動剛度低， 結(jié)構(gòu)復雜。結(jié)構(gòu)復雜。如：如：軸向壓簧調(diào)整法、周向拉簧調(diào)整法、浮動軸向壓簧調(diào)整法、周向拉簧調(diào)整法、浮動 齒輪彈簧消隙齒輪彈簧消隙。雙傳動鏈消隙機構(gòu)雙傳動鏈消隙機構(gòu)：承載大，用于大型：承載大，用于大型CNCCNC

46、2022/6/7871)1)偏心軸套調(diào)整偏心軸套調(diào)整o 只能補償齒厚誤只能補償齒厚誤差與中心距誤差差與中心距誤差引起的齒側(cè)間隙；引起的齒側(cè)間隙；o 不能補償偏心誤不能補償偏心誤差引起的齒側(cè)間差引起的齒側(cè)間隙。隙。1. 1. 直齒圓柱齒輪傳動間隙的調(diào)整直齒圓柱齒輪傳動間隙的調(diào)整偏心軸套偏心軸套2022/6/7882) 2) 軸向墊片調(diào)整軸向墊片調(diào)整 o 調(diào)整兩齒輪在調(diào)整兩齒輪在軸向的相對位軸向的相對位置即可達到消置即可達到消除齒側(cè)間隙的除齒側(cè)間隙的目的。目的。o 適用于分度圓適用于分度圓帶有小錐度直帶有小錐度直齒輪，軸向齒齒輪，軸向齒厚有微變。厚有微變。 2022/6/7893 3）雙齒錯齒調(diào)整

47、）雙齒錯齒調(diào)整o 即即周向拉簧調(diào)整法周向拉簧調(diào)整法，不宜傳遞大扭矩，對齒輪的，不宜傳遞大扭矩，對齒輪的齒厚和齒距要求較低，可始終保持嚙合無間隙，齒厚和齒距要求較低，可始終保持嚙合無間隙，尤其適用于檢測裝置尤其適用于檢測裝置 2022/6/7902 2 斜齒圓柱齒輪傳動間隙的消除斜齒圓柱齒輪傳動間隙的消除1 1）軸向墊片調(diào)整）軸向墊片調(diào)整2022/6/791 這種結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)具有軸向尺寸具有軸向尺寸過大，結(jié)構(gòu)不過大，結(jié)構(gòu)不緊湊，但可以緊湊，但可以自動補償間隙自動補償間隙的特點，多用的特點，多用于負載小，要于負載小，要求自動補償間求自動補償間隙的場合。隙的場合。 2 2）軸向壓簧調(diào)整）軸向壓簧調(diào)整

48、 2022/6/7923.3.錐齒輪傳動間隙的消除錐齒輪傳動間隙的消除軸向壓簧調(diào)整軸向壓簧調(diào)整 2022/6/7934. 4. 齒輪齒條雙傳動鏈消隙機構(gòu)齒輪齒條雙傳動鏈消隙機構(gòu)2022/6/7942.4.3 2.4.3 套筒聯(lián)接傳動間隙的消除套筒聯(lián)接傳動間隙的消除1.1.鍵聯(lián)接和無鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接和無鍵聯(lián)接2022/6/7952.2.套筒式聯(lián)軸器套筒式聯(lián)軸器2022/6/7962.4.4 2.4.4 數(shù)控車床進給傳動系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)數(shù)控車床進給傳動系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)2 2、CK6163CK6163橫向進給結(jié)構(gòu)橫向進給結(jié)構(gòu)(1) X(1) X軸進給系統(tǒng)傳動裝置軸進給系統(tǒng)傳動裝置 (2) Z(2) Z軸進給系統(tǒng)傳動裝置軸進給系統(tǒng)傳動裝置 1 1、CK6150CK6150縱向進給結(jié)