數控機床構造第3章.ppt

1、第3章 數控機床的進給傳動系統(tǒng),3.1 對數控機床進給傳動系統(tǒng)的要求 3.2 聯軸器 3.3 減速機構 3.4 滾珠絲杠螺母副 3.5 靜壓絲杠螺母副 3.6 齒輪傳動副 3.7 齒輪齒條傳動與直線電機傳動 3.8 雙導程蝸桿蝸輪副與靜壓蝸桿蝸桿條傳動 3.9 數控機床導軌,3.1 對數控機床進給傳動系統(tǒng)的要求,數控機床進給傳動系統(tǒng)承擔了數控機床各直線坐標軸、回轉坐標軸的定位和切削進給，進給系統(tǒng)的傳動精度、靈敏度和穩(wěn)定性直接影響被加工工件的最后輪廓精度和加工精度。為了保證數控機床進給傳動系統(tǒng)的定位精度和動態(tài)性能，對數控機床進給傳動系統(tǒng)的要求主要有如下幾個方面。 （1）低慣量。 進給傳動系統(tǒng)由于

2、經常需啟動、停止、變速或反向運動，若機械傳動裝置慣量大，就會增大負載并使系統(tǒng)動態(tài)性能變差。 （2）低摩擦阻力。 進給傳動系統(tǒng)要求運動平穩(wěn)、定位準確、快速響應特性好，必須減小運動件的摩擦阻力和動摩擦系數與靜摩擦系數之差。,下一頁,返回,3.1 對數控機床進給傳動系統(tǒng)的要求,（3）高剛度。 數控機床進給傳動系統(tǒng)的高剛度取決于滾珠絲杠副或蝸輪蝸桿副及其支承部件的剛度。剛度不足和摩擦阻力會導致工作臺產生爬行現象及造成反向死區(qū)，影響傳動準確性。 （4）高諧振 為了提高進給的抗振性，應使機械構件具有較高的固有頻率和合適的阻尼，一般要求進給系統(tǒng)的固有頻率應高于伺服驅動系統(tǒng)的固有頻率23倍。 （5）無傳動間隙

3、。 為了提高位移精度，減小傳動誤差，對采用的各種機械部件首先要保證它們的加工精度，其次要盡量消除各種間隙，因為機械間隙是造成進給傳動系統(tǒng)反向死區(qū)的另一主要原因。,返回,上一頁,3.2 聯軸器,聯軸器是用來連接進給機構的兩根軸，使之一起回轉與傳遞扭矩和運動的一種裝置。機器運轉時，被連接的兩軸不能分離，只有停車后，將聯軸器拆開，兩軸才能脫開。 目前聯軸器的類型繁多，有液壓式、電磁式和機械式。 下面介紹幾種數控機床常用的聯軸器。 1.套筒聯軸器 如圖3-2所示，套筒聯軸器由連接兩軸軸端的套筒和聯接套筒與軸的聯接件所組成，一般當軸端直徑d80mm時，套筒用35或45鋼制造；d80mm時，可用強度較高的

4、鑄鐵制造。 套筒連軸器各部分尺寸間的關系如下： 套筒長L3d； 套筒外徑D1.5d； 銷釘直徑d0=（0.30.25）d； 銷釘中心到套筒端部的距離e0.75d。,下一頁,返回,3.2 聯軸器,2.凸緣式聯軸器 如圖3-3所示，凸緣式聯軸器是把兩個帶有凸緣的半聯軸器分別與兩軸連接，然后用螺栓把兩個半聯軸器連成一體，以傳遞運動和扭矩。 凸緣式聯軸器有兩種對中方法：一種是用一個半聯軸器上的凸肩與另一個半聯軸器上的凹槽相配合而對中；另一種則是共同與另一部分環(huán)相配合而對中。 凸緣式聯軸器的材料可用HT250或碳鋼，重載時或圓周速度大于30m/s時應用鑄鋼或鍛鋼。 3.擾性聯軸器 在大扭矩寬調速直流電動

5、機及傳遞扭矩較大的步進電機的傳動機構中，與絲杠之間可采用直接連接的方式，這不僅可簡化結構、減少噪聲，而且對減少間隙、提高傳動剛度也大有好處。,下一頁,返回,上一頁,3.2 聯軸器,圖3-4為采用錐形夾緊環(huán)的消隙聯軸器，可使動力傳遞沒有反向間隙。螺釘5通過壓圈3施加軸向力時，由于錐環(huán)之間的楔緊作用，內外環(huán)分別產生徑向彈性變形，消除配合間隙，并產生接觸壓力以傳遞扭矩。為了能補償同軸度及垂直誤差引起的憋勁現象，可采用圖3-5所示的擾性聯軸器。柔性片4分別用螺釘和球面墊圈與兩邊的聯軸套2相連，通過柔性片傳遞扭矩。柔性片每片厚0.25mm，材料為不銹鋼。兩端的位置偏差由柔性片的變形抵消。,上一頁,返回,

6、3.2 聯軸器,這種聯軸器傳遞功率大，轉速高，使用壽命長，能適應較大的相對位移，能在受振動和沖擊載荷等惡劣條件下連續(xù)工作，安裝、使用和維護方便、簡單，作用于系統(tǒng)中的負荷小、噪聲小，因而在數控機床的進給傳動系統(tǒng)中應用廣泛。,返回,上一頁,3.3 減速機構,3.3.1 齒輪傳動裝置 齒輪傳動是應用非常廣泛的一種機械傳動，各種機床的傳動裝置中幾乎都有齒輪傳動。在數控機床伺服進給系統(tǒng)中采用齒輪傳動裝置的目的有兩個：一是將高轉速轉矩的伺服電機（如步進電機、直流和交流伺服電機等）的輸出改變?yōu)榈娃D矩的執(zhí)行件的輸入；另一個是使?jié)L珠絲杠和工作臺的轉動慣量在系統(tǒng)中占有較小的比重。此外，對于開環(huán)系統(tǒng)還可以保證所要求

7、的運動精度。,下一頁,返回,3.3 減速機構,為了盡量減小齒側間隙對數控機床加工精度的影響，經常在結構上采取措施，以減小或消除齒輪副的空行程誤差。如采用雙片齒輪錯齒法、利用偏心套調整齒輪副中心距或采用軸向墊片調整法消除齒輪側隙。 與采用同步齒形帶相比，在數控機床進給傳動鏈中采用齒輪減速裝置，更易產生低頻振蕩，因此減速機構中常配置陰尼器來改善動態(tài)性能。,下一頁,返回,上一頁,3.3 減速機構,3.3.2 同步齒形帶 同步齒形帶傳動是一種新型的帶傳動。它利用齒形帶的齒形與帶輪齒依次嚙合傳遞運動和動力，因而兼有帶傳動、齒輪傳動及鏈傳動的優(yōu)點，且無相對滑動，平均傳動比較準確，傳動精度高，而且齒形帶的強

8、度高、厚度小、重量輕，故可用于調整傳動。齒形帶無需特別張緊，故作用在軸和軸承上的載荷小，傳動效率也高，現已在數控機床上廣泛應用。同步齒形帶的主要參數與規(guī)格如下： （1）齒距 齒距P為相鄰兩齒在節(jié)線上的距離。由于強力層在工作時長度不變，所以強力層的中心線被規(guī)定為齒形帶的節(jié)線，并以節(jié)線的周長L作為齒形帶的公稱長度。,下一頁,上一頁,返回,3.3 減速機構,（2）模數 模數定義為m=p，是齒形帶尺寸計算的一個主要依據。 （3）其他參數 齒形帶的其他參數和尺寸與漸開線齒條基本相同。齒形帶齒形的計算公式與漸開線齒條不同，因為齒形帶的節(jié)線在強力層上，而不在齒高中部。齒形帶的標注方法是：模數x寬度x齒數，即

9、m x b x z。,返回,上一頁,3.4 滾珠絲杠螺母副,3.4.1滾珠絲杠螺母副的工作原理與特點 1. 滾珠絲杠螺母副的工作原理 滾珠絲杠螺母副的結構原理如圖3-6所示。在絲杠3和螺母1上都有半圓弧形的螺旋槽，當它們套裝在一起時便形成了滾珠的螺母滾道。螺母上有滾珠回路管道4，將幾圈螺母滾道的兩端連接起來，構成封閉的循環(huán)滾道，并在滾道內裝滿滾珠2。當絲杠旋轉時，滾珠在滾道內既自轉又沿滾道循環(huán)轉動，從而迫使螺母軸向移動。 2. 滾珠絲杠螺母副的特點 由于滾珠絲杠在傳動時，絲杠與螺母之間基本上是滾動磨擦，所以具有以下特點：,下一頁,返回,3.4 滾珠絲杠螺母副,傳動效率高，磨損損失小。滾珠絲杠螺

10、母副的傳動效率=0.920.96，比常規(guī)螺母副提高34倍。因此，功率消耗只相當于常規(guī)絲杠螺母副的1/41/3。 給予適當預緊，可消除絲杠和螺母的螺紋間隙，反向時就可以消除空行程死區(qū)，定位精度高，剛度好。 運動平穩(wěn)，無爬行現象，傳動精度高。 有可逆性，可以從旋轉運動轉換為直線運動，也可以從直線運動轉換為旋轉運動，即絲杠和螺母都可以作為主動件。 磨損小，使用壽命長。 制造工藝復雜，成本高。滾珠絲杠和螺母等元件的加工精度要求高，表面粗糙也要求高，故制造成本高。,下一頁,返回,上一頁,3.4 滾珠絲杠螺母副,不能自鎖。特別是對于生于垂直絲杠，由于自重的作用，下降時當傳動切斷后，不能立即停止運動，故常添

11、加制動裝置。 3.4.2 滾珠絲杠螺母副的循環(huán)方式 常用的循環(huán)方式有兩種：外循環(huán)和內循環(huán)。滾珠在循環(huán)過程中有時不慌不忙 絲杠脫離接觸的稱為外循環(huán)；始終與絲杠保持接觸的稱為內循環(huán)。滾珠每一個循環(huán)閉路稱為列，每個滾珠循環(huán)閉路內所含導程數稱為圈數。內循環(huán)滾珠絲杠副的每個螺母有2列、3列、4列、5列等幾種，每列只有一圈；外循環(huán)每列有1.5圈、2.5圈和3.5圈等幾種。,下一頁,返回,上一頁,3.4 滾珠絲杠螺母副,（1）外循環(huán)。 外循環(huán)是滾珠在循環(huán)過程結束后通過螺母外表的螺旋槽或插管返回絲杠螺母間重新進入循環(huán)。如圖3-7所示，外循環(huán)滾珠絲杠螺母副按滾珠循環(huán)時的返回方式主要有端蓋式、插管式和螺旋槽式。

12、（2）內循環(huán)。 如圖3-8所示為內循環(huán)滾珠絲杠。內循環(huán)均采用反向器實現滾珠循環(huán)，反向器有兩種類型。,下一頁,返回,上一頁,3.4 滾珠絲杠螺母副,3.4.3 螺旋滾道型面 螺旋滾道型面的形狀有多種，常見的截形有單圓弧型面攻雙圓弧型面兩種。如圖3-9所示為螺旋滾道型面的簡圖，圖中鋼球與滾道表面在接觸點處的公法線與螺紋軸線的垂線間的夾角稱為接觸角，理想接觸角=450。,下一頁,返回,上一頁,3.4 滾珠絲杠螺母副,3.4.4 滾珠絲杠螺母副間隙的消除 滾珠絲杠螺母副的間隙是軸向間隙。軸向間隙的數值是指絲杠和螺母無相對轉動時，絲杠和螺母之間的最大軸向竄動量，除了結構本身所有的游隙之外，還包括施加軸向

13、載荷后絲杠產生彈性變形所造成的軸向竄動量。 為了保證滾珠絲杠傳動精度和軸向剛度，必須消除滾珠絲杠螺母副軸向間隙。除了少數用微量過盈滾珠的單螺母消除間隙外，常采用雙螺母結構，利用兩個螺母的相對軸向位移，使兩個滾珠絲杠螺母中的滾珠分別帖緊在螺旋滾道的兩個相反的側面上。用這種方法預緊消除軸向間隙時，應注意預緊力不宜過大，否則會使空載力矩增加，從而降低傳動效率，縮短使用壽命。,下一頁,返回,上一頁,3.4 滾珠絲杠螺母副,常用的絲杠螺母另消除間隙的方法有單螺母消隙兩類。 （1）單螺母消隙。 單螺母變位導程預加負荷。如圖3-10所示為單螺母變位導程預加負荷，它是在滾珠螺母體內的兩列循環(huán)珠鏈之間，使內螺母

14、滾道在軸向產生一個L0的導程突變量，從而使兩列滾珠在軸向錯位實現預緊。這種調隙方法結構簡單，但負荷量須預先設定且不能改變。 單螺母螺釘預緊。如圖3-11所示，螺母的專業(yè)生產工作完成精磨之后，沿徑向開一淺槽，通過內六角調整螺釘實現間隙的調整和預緊。該專利技術成功地解決了開槽后滾珠在螺母中良好的通過性，單螺母結構不僅具有很好的性能價格比，而且間隙的調整和預緊極為方便。,下一頁,返回,上一頁,3.4 滾珠絲杠螺母副,（2）雙螺母消隙。 墊片調隙式。如圖3-12所示為墊片調隙式，調整墊片厚度使左右兩螺母產生軸向位移，即可消除間隙和產生預緊力。這種方法結構簡單，剛性好，但調整不便，滾道有磨損時不能隨時消

15、除間隙和進行預緊。 螺紋調整式。如圖3-13所示為螺紋調整式，是用鍵限制螺母在螺母卒內的轉動。調整時，擰動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。這種方法結構簡單緊湊，調整方便，但調整精度較差，且易于松動。,下一頁,返回,上一頁,3.4 滾珠絲杠螺母副,齒差間隙式。如圖3-14所示為齒差調隙式，螺母1和2的凸緣上各制有一個圓柱外齒輪，兩個齒輪的齒數相差一個齒，兩個內齒圈3和4懷外齒輪數分別相同，并用預緊螺釘和銷釘固定在螺母座的兩端。調整時先將內齒圈取下，根據間隙的大小調整兩個螺母分別向相同的方向轉過一個或多個齒，使兩個螺母在軸向移近了相應的距離達到調整間隙和預緊的目的。

16、 （3）滾珠絲杠螺母副的預緊力 滾珠絲杠螺母副預緊的基本原理是使兩個螺母產生軸向位移，以消除它們之間的間隙和施加預緊力。為保證傳動精度及剛度，滾珠絲杠螺母副消除傳動間隙外，還要求預緊。預緊力FV的計算公式為 FV=（1/3）F max,下一頁,返回,上一頁,3.4 滾珠絲杠螺母副,式中，F max 軸向最大工作載荷。 上述消除滾珠絲杠螺母副軸向間隙的方法，都對螺母進行預緊。調整時只要注意預緊力大小FV=（1/3）F max即可。 3.4.5 滾珠絲杠螺母副的支承與制動 1. 滾珠絲杠螺母副的支承方式 數控機床的進給系統(tǒng)要獲得較高的傳動剛度，除了加強滾珠絲杠螺母副本身的剛度外，滾珠絲杠的正確安裝

17、及支承結構的剛度也是不可忽視的因素。滾珠絲杠常用推力軸承支座，以提高軸向剛度，滾珠絲杠在數控機床上的安裝支承方式有以下幾種。,下一頁,返回,上一頁,3.4 滾珠絲杠螺母副,（1）一端裝推力軸承（固定自由式） 如圖3-15所示，這種安裝方式的承載能力小，軸向剛度低，只適用于短絲杠，一般用于數控機床的調節(jié)或升降臺式數控銑床的立向（垂直）坐標中。 （2）一端裝推力軸承，另一端裝深溝球軸承（固定支承式） 如圖3-16所示，這種方式可用于絲杠較長的情況。應將推力軸承遠離液壓馬達等熱源及絲杠上的常用段，以減少絲杠熱變形有影響。,下一頁,返回,上一頁,3.4 滾珠絲杠螺母副,（3）兩端裝推力軸承（單推單推式

18、或雙推單推式） 如圖3-17所示，把推力軸承裝在滾珠絲杠的兩端，并施加預緊拉力，這樣有助于提高剛度，但這種安裝方式對絲杠的熱變形較為敏感，軸承的壽命較兩端裝推力軸承及向心球軸承方式低。 （4）兩端裝推力軸承及深溝球軸承（固定固定式） 如圖3-18所示，為使絲杠具有最大的剛度，它的兩端可用雙重支承，即推力軸承加深溝球軸承，并施加預緊拉力。這種結構方式不能精確地預先測定預緊力，預緊力的大小是由絲杠的溫度變形轉化而產生的。但設計時要求提高推力軸承的承載能力和支架剛度。,下一頁,返回,上一頁,3.4 滾珠絲杠螺母副,近年來出現一種滾珠絲杠軸承，其結構如圖3-19所示。這是一種能夠承受很大軸向力的特殊角

19、接觸球軸承，與一般角接觸球軸承相比，接觸角增大到600，增加了滾珠的數目并相應減小滾珠的直徑。這種新結構的軸承比一般軸承的軸向剛度提高兩倍以上，使用極為方便。產品成對出售，而且在出廠時已經選配好內外環(huán)的厚度，裝配調試時只要用螺母和端蓋將內環(huán)和外環(huán)壓緊，就能獲得出廠時已經調整好的預緊力，使用極為方便。 2. 滾珠絲杠螺母副的制動方式 由于滾珠絲杠螺母副的傳動效率高，無自鎖作用，為防止自重下降，因此必須裝有制動裝置。,下一頁,返回,上一頁,3.4 滾珠絲杠螺母副,如圖3-20所示為數控臥式鏜床主軸箱進給絲桿制動示意圖。制動裝置的工作過程：機床工作時，電磁鐵通電，使摩擦離合器脫開。運動由步進電動機經

20、減速齒輪傳給絲杠，使主軸箱上下移動。當加工完畢，或中間停車時，步進電動機和電磁鐵同時斷電，借壓力彈簧作用合上摩擦離合器，使絲杠不能傳動，主軸箱便不會下落。 另外，其他的制動方式還有： 用具有剎車作用的制動電動機。 在傳動鏈中配置逆轉效率低的高速比系列，如齒輪、蝸桿減速器等，此法是靠磨損損失達到制動目的，故不經濟。 采用超越離合器。,下一頁,返回,上一頁,3.4 滾珠絲杠螺母副,3.4.6 滾珠絲杠的預拉伸 滾珠絲杠在工作時會發(fā)熱，其溫度高于床身。絲杠的熱膨脹將使導程加大，影響定位精度。為了補償熱膨脹，可將絲杠預拉伸。預拉伸量應略大于熱膨脹量。發(fā)熱后，熱膨脹量抵消了部分預拉伸量，使絲杠內的拉應力

21、下降，但長度卻沒有變化。需進行預拉伸的絲杠在制造時應使其目標行程等于公稱行程減去預拉伸量。拉伸后恢復公稱行程值。減去的量稱為“行程補償值”。 圖3-21是絲杠預拉伸的一種結構圖。絲杠兩端有推力軸承3、6和滾針軸承支承，拉伸力通過螺母8、推力軸承6、靜圈5、調整套4作用到支座上。,下一頁,返回,上一頁,3.4 滾珠絲杠螺母副,當絲杠裝到兩個支座1、7上之后，擰緊螺母8使3靠在絲杠的臺肩上，再壓緊壓蓋9，使調整套4兩端頂緊在支座7和靜圈5上，用螺釘和銷子將支座1、7定位在床身上，然后卸下支座1、7，取出調整套4，把4換上加厚的調整套。加厚量等于預拉伸量，再照樣裝好，固定在床身上。 將絲杠制成空心，

22、通入冷卻液強行冷卻，可以有效地散發(fā)絲杠傳動中的熱量，對保證定位精度大有益處，由此也可獲得較高的進給速度。招介紹，國外的鋁合金加工端銑時，進給速度已經達到70m/min，這在一般的滾珠絲杠傳動上是難以實現的。如圖3-22所示為帶中空強冷的滾珠絲杠傳動圖。為了減少滾珠絲杠受熱變形，在支承法蘭處通入恒溫油循環(huán)冷卻以保持在恒溫狀態(tài)下工作。,下一頁,返回,上一頁,3.4 滾珠絲杠螺母副,3.4.7 滾珠絲杠螺母副的防護 1. 支承軸承的定期檢查 應定期檢查絲杠支承不慌不忙 床身的連接是否有檜以及支承軸承是否損壞等。如有以上問題，要及時緊固檜部位并更換支承軸承。 2. 滾珠絲杠副的潤滑和密封 滾珠絲杠另可

23、用潤滑劑來提高耐磨性及傳動效率。潤滑劑可分為潤滑油及潤滑脂兩大類。潤滑油為一般機油或90180#透平油或140#主軸油。潤滑脂可采用鋰基油脂。潤滑脂一般回在螺紋滾道和安裝螺母的殼體空間內，而潤滑油剛經過殼體上的油孔注入螺母的空間內。,下一頁,返回,上一頁,3.4 滾珠絲杠螺母副,3. 滾珠絲杠副常用防塵密封圈和防護罩 （1）密封圈 密封圈裝在滾珠螺母的兩端。接觸式的彈性密封圈系用耐油橡皮或尼龍等材料制成，其內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，使摩擦力矩略有增加。非接觸式的密封圈系用聚氯乙烯等塑料制成，其內孔形狀與絲杠螺紋滾道相反，并略有間隙，非接觸式密封

24、圈又稱為迷宮式密封圈。 （2）防護罩 滾珠絲杠螺母副和其他滾動摩擦的傳動元件一樣，應避免硬質合金灰塵或切屑污物進入，因此必須有防護裝置。,下一頁,返回,上一頁,3.4 滾珠絲杠螺母副,如果滾珠絲杠螺母副在機床上外露，應采用螺旋鋼帶、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，以防塵埃和磨粒黏附到絲杠表面。這幾種防護罩與導軌的防護罩有相似之處，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。 如圖3-23所示為鋼帶纏卷式絲杠防護裝置，它的工作過程如下： 防護裝置和螺母一起固定在拖板上，整個裝置由支承滾子1、張緊輪2和鋼帶3等零件組成。鋼帶的兩端分別固定在絲杠的外圓表面。防護

25、裝置中的鋼帶繞過支承滾子，并靠彈簧和張緊輪將鋼帶張緊。當絲杠旋轉時，工作臺相對絲杠作軸向移動，絲杠一端的鋼帶撥絲杠的螺距被放開，而另一端剛以同樣的螺距將鋼帶纏卷在絲杠上。,下一頁,返回,上一頁,3.4 滾珠絲杠螺母副,由于鋼帶的寬度正好等于絲杠的螺距，因此螺紋槽被嚴密地封住。還因為鋼帶的正反面始終不接觸，鋼帶外表面黏附的臟物就不會被帶到內表面去，使內表面保持清潔。這是其他防護很難做到的。 3.4.8 滾珠絲杠螺母副的參數、代號、精度等級和標注 1. 滾珠絲杠螺母副的參數 如圖3-24所示，滾珠絲杠副的參數有如下7種。 （1）公稱直徑d0 滾珠與螺紋滾道在理論接觸角狀態(tài)時包絡滾珠球心的圓柱直徑，

26、它是滾珠絲杠副的特征尺寸。公稱直徑d0越大，承載能力和剛度越大，推薦滾珠絲杠副的公稱直徑d0應大于絲杠工作長度的1/30。數控機床常用的進給絲杠，公稱直徑d0為（3080）mm,下一頁,返回,上一頁,3.4 滾珠絲杠螺母副,（2）導程L 絲杠相對螺母旋轉任意弧度時，螺母上基準點的軸向位移。 （3）基本導程L0 絲杠相對于螺母旋轉360o時，螺母上的基準點軸向位移。 （4）接觸角 在螺紋滾道法向剖面內，滾珠球心與滾道接觸點的連線和螺紋軸線的垂直線間的夾角，理想接觸角等于45o （5）滾珠的工作圈數I 試驗結果表明，在每一個循環(huán)回路中，各圈滾珠所受的軸向負載是不均勻的，第一圈滾珠承受總負載的50%

27、左右，第二圈約承受30%，第三圈約承受20%。因此滾珠絲杠副中的每一個循環(huán)回路的滾珠工作圈數取為I=2.53.5圈，工作圈數大于3.5無實際意義。,下一頁,返回,上一頁,3.4 滾珠絲杠螺母副,（6）滾珠的總數N 一般N 不超過150個，若超過規(guī)定的最大什，則因流通不暢容易產生堵塞現象。反之，若工作滾珠的總數N太少，將使得每個滾珠的負載加大，引起過大的彈性變形。 （7）其他參數 除了上述參數外，滾珠絲杠副還有絲杠螺紋大徑d、絲杠螺紋小徑d1，螺紋全長L、螺母螺紋大徑D、螺母螺紋小徑D1、滾道圓弧半徑R等參數。 2. 國產的滾珠絲杠螺母副結構類型代號 國產的滾珠絲杠螺母副結構類型代號如表3-1所

28、示。,下一頁,返回,上一頁,3.4 滾珠絲杠螺母副,3. 滾珠絲杠螺母副的精度等級 滾珠絲杠螺母副的精度等級及其應用范圍如表3-2所示。各類機床采用滾珠絲杠螺母副的推薦精度等級如表3-3所示。 4. 滾珠絲杠螺母副的標注 滾珠絲杠螺母副的標注方法采用漢語拼音字母、數字及漢字結合標注法。 例如：WD3005-3.5x1/B左-800 x1000 它表示外循環(huán)墊片調隙式的雙螺母滾珠絲杠螺母副，名義直徑為30mm，螺距為5mm，一個螺母工作滾珠3.5圈，單列，B級精度，左旋，絲杠螺紋部分長度為800mm，絲杠的總長度為1000mm。,下一頁,返回,上一頁,3.4 滾珠絲杠螺母副,3.4.9 滾珠絲杠

29、副的選擇方法 1.滾珠絲杠副結構的選擇 根據防塵防護條件以及對調隙及預緊的要求，可選擇適當的結構形式。例如，當允許有時隙豐在時，可選用具有單圓弧形螺紋滾道的單螺母滾珠絲杠副；當必須有預緊和在使用過程中因磨損而需要定期調整時，應采用雙螺母螺紋預緊或齒差預緊式結構；當具備良好的防塵條件，且只需在裝配時調整間隙及預緊力時，可采用結構簡單的雙螺母墊片調整預緊式結構。,下一頁,返回,上一頁,3.4 滾珠絲杠螺母副,2. 滾珠絲杠副結構尺寸的選擇 選用滾珠絲桿副時，通常主要選擇絲桿的公稱直徑和基本導程。公稱直徑應根據軸向最大載荷按滾珠絲杠副尺寸系列選擇。螺紋長度在允許的情況下要盡量短?；緦С虘休d能力

30、、傳動精度及傳動速度選取，基本導程大承載能力也大，基本導程小傳動精度較高。要求傳動速度快時，可選用大導程滾珠絲杠副。 滾珠絲杠副的選擇步驟： 在選用滾珠絲杠副時，必須知道實際的工作條件，應知道最大的工作載荷、最大載荷作用下的使用壽命、絲杠的工作長度、絲杠的轉速、滾道的硬度及線杠的工況，然后按下列步驟進行選擇。,下一頁,返回,上一頁,3.4 滾珠絲杠螺母副,最大的承載能力。 最大動載荷。對于靜態(tài)或低速盍的滾珠絲杠，還要考慮最大靜載荷是否充分地超過了滾珠絲杠的工作載荷。 剛度的驗算。 壓桿穩(wěn)定性核算。,返回,上一頁,3.5 靜壓絲杠螺母副,1. 工作原理 靜壓絲杠螺母副是在絲杠和螺母的螺旋面之間通

31、入壓力油，使其間保持一定厚度、一定剛度的壓力油膜，當絲杠轉動時，即通過油膜推動螺母移動，或進行相反的傳動。我國于1980年開始在數控非圓齒輪插齒機上應用，隨后又在螺紋磨床、高精度滾刀鏟磨機床和大型精密車床上應用靜壓絲桿。 靜壓絲杠螺母副是絲杠和螺母之間為純液體摩擦的傳動副。如圖3-26所示，油腔在螺旋面的兩側，而且互不相通，壓力油經節(jié)流器進入油腔，并從螺紋根部與端部流出。設供油壓力為PH，經節(jié)流器后壓力為P1。當無外載時，螺紋兩側間隙h1=h2,從兩側油腔流出的流量相等，兩側油腔中的壓力也相等，即P1=P2。這時，絲杠螺紋處于螺母螺紋的中間平衡狀態(tài)的位置。,下一頁,返回,3.5 靜壓絲杠螺母副

32、,當絲杠或螺母受到軸向力F作用后，受壓一側的間隙減小 ，由于節(jié)流器的作用，油腔壓力P2增大；相反的一側間隙增大，而壓力P1下降，因而形成油膜壓力差P=P2-P1，以平衡軸向力F。平衡條件近似地表示為F=（ P2-P1 ）ANZ 式中，A 是單個油腔在絲杠軸線垂直面內的有效承載面積；N是每扣螺紋單側沒腔數；Z是螺母的有效扣數。 油膜壓力差力圖平衡軸向力，使間隙差減小并保持不變，這種調節(jié)作用總是自動進行的。 2. 結構類型 按油腔開在螺紋面上的形式和節(jié)流控制方式不同，目前機床上采用的靜壓絲杠有以下3種。,下一頁,返回,上一頁,3.5 靜壓絲杠螺母副,在螺紋面中徑上開一條連通的螺旋溝槽油腔。每一側油

33、腔只用一個節(jié)流器控制，稱為集中阻尼節(jié)流，其結構示意如圖3-27所示。這種形式的靜壓絲杠基本上不能承受徑向載荷和顛覆力矩。 在螺紋面每側中徑上開34個油腔，每個油腔用一個節(jié)流器控制，稱為分散阻尼節(jié)流，其結構示意圖如圖3-28所示。這種形式的靜壓絲杠具有一定的徑向承載能力和抗顛覆力矩能力，但節(jié)流器的數目較多，結構較復雜，制造和安裝困難。 在螺紋面每側中徑上開34個油腔，將分布于同側、同方位上的油腔用一個節(jié)流器控制，稱為分散集中阻尼節(jié)流，其結構如圖3-29所示。這種形式的靜壓絲杠具有一定的徑向承載能力和抗顛覆力矩能力。節(jié)流器的數量較少，制造和安裝較方便，使用可靠。,下一頁,返回,上一頁,3.5 靜壓

34、絲杠螺母副,3. 靜壓絲杠的工作特點 （1）靜壓絲杠的主要優(yōu)點 摩擦系數小，僅為0.0005。比滾珠絲杠的摩擦損失還小。因啟動力矩很小，故有利于保證傳動靈敏性，避免爬行，提高和長期保持運動精度。 因油膜層具有一定的剛度，故可大大減小反向時的傳動間隙。 油膜層可以吸振，且由于油液不斷地流動，故可減少絲杠因其他熱源引起的熱變形，有利于提高機床的加工精度和表面粗糙度。 油膜層介于絲杠螺紋和螺母螺紋之間，對于絲杠的傳動誤差能起到“均化”作用，即絲杠的傳動誤差可比絲杠本身的制造誤差還小。,下一頁,返回,上一頁,3.5 靜壓絲杠螺母副,承載能力與供油壓力成正比，而與轉速無關。提高供油壓力即可提高承載能力。

35、 （2）靜壓絲杠的不足之處。 對原無液壓系統(tǒng)的機床，需增加一套供油系統(tǒng)，且靜壓系統(tǒng)對于油液的清潔程度要求較高。 有時需考慮必要的安全措施，以防供油突然中斷時造成不良后果。,返回,上一頁,3.6 齒輪傳動副,3.6.1 直齒圓柱齒輪副消除 直齒圓柱齒輪副有3種調整方法。 1. 偏心軸調整法 如圖3-30所示為偏心軸套式調整間隙結構，齒輪1裝在偏心軸套2上，可以通過偏心軸套2調整齒輪1和齒輪3之間的中心距來消除齒輪傳動副的齒側間隙。 2. 錐度齒輪調整法 如圖3-31所示為用一個帶有錐度的齒輪來消除間隙的結構，一對嚙合著的圓柱齒輪，若它們的節(jié)圓之間沿著齒厚方向制成一個較小的錐度，只要改變墊片3的厚

36、度改變齒輪2和齒輪1的軸向相對位置，從而消除了齒側間隙。,下一頁,返回,3.6 齒輪傳動副,以上兩種方法均屬于剛性調整法，它是調整后齒側間隙不能自動補償的調整方法。因此齒輪的周節(jié)公差及齒厚要嚴格控制，否則傳動的靈活性會受到影響。這種調整方法結構比較簡單，且有較好 的傳動剛度。 3. 雙片薄齒輪錯齒調整法 如圖3-32所示為雙片薄齒調整法。在一對嚙合的齒輪中，其中一個是寬齒輪，另一個由兩薄片齒輪組成。薄片齒輪1和2上各開有軸向圓弧槽，并在兩齒輪的槽內各壓配有安裝彈簧4的端圓柱3。在彈簧4的作用下使齒輪1和2錯位，分別與寬齒輪的齒槽左右側貼緊，消除了齒輪副的側隙，但彈簧4的張力必須足以克服驅動轉距

37、。由于齒輪1和2的軸向圓弧槽及彈簧的尺寸都不能太大，故這種結構不宜傳遞轉矩，公用于讀數裝置。,下一頁,返回,上一頁,3.6 齒輪傳動副,這種調整方法稱為柔性調整法，它是指調整之后齒側間隙仍可自動補償的調整方法，這種方法一般都采用調整壓力彈簧的壓力來消除齒側間隙，并在齒輪的齒厚和周節(jié)有變化的情況下，也能保持無間隙嚙合，但這種結構較復雜，軸向尺寸大，傳動剛度低，同時傳動平穩(wěn)性也差。 3.6.2 斜齒圓柱齒輪副消除 1.軸向墊片調整法 如圖3-33所示為斜齒輪墊片調整法，其原理與錯齒調整法相同。斜齒輪3和4的齒形拼裝在一起加工，裝配時在兩薄片齒輪間裝入厚度為t的墊片2，然后修磨墊片，使斜齒輪3、4的

38、螺旋線錯開，分別與寬齒輪4的左右齒面貼緊，從而消除了齒輪副的側隙。,下一頁,返回,上一頁,3.6 齒輪傳動副,2. 軸向壓簧調整法 如圖3-34所示為斜齒輪軸向壓簧調整法，原理與斜齒輪招牌調整法相同。其特點是齒輪副的側隙可以自動補償，但軸向尺寸圈套結構不緊湊。 3.6.3 錐齒輪副消除 1. 軸向壓簧調整法 如圖3-35所示為錐齒輪軸向壓簧調整法，錐齒輪1和2相互嚙合，其中在裝錐齒輪1的傳動軸上裝有壓簧3，錐齒輪1在彈簧力的作用下可稍作軸向移動，從而消除側隙。彈簧力的大小由螺母4調節(jié)。,下一頁,返回,上一頁,3.6 齒輪傳動副,2. 軸向彈簧調整法 如圖3-36所示為錐齒輪軸向彈簧調整法，將一

39、對嚙合錐齒輪中的一個齒輪做成大小兩片1和2，在大片上制有三個圓弧槽，而在小片的端面上制有三個凸爪6，凸爪6伸入大片的圓弧槽中。彈簧4一端頂在凸爪6上，而另一端頂在鑲塊3上。為了安裝的方便，用螺釘5將大小片齒圈相對固定，安裝完畢之后將螺釘卸去，利用彈簧力使大小片錐齒輪稍微錯開，從而達到消除側隙的目的。,返回,上一頁,3.7 齒輪齒條傳動與直線電機傳動,3.7.1 齒輪齒條傳動 1.齒輪齒條傳動的消隙 當載荷很小時，可采用雙片薄齒輪錯齒調整法，分別與齒條齒槽左、右側貼緊，而消除齒側隙。如圖3-37所示為消除其間隙方法的原理圖。進給運動由軸2輸入，通過兩對斜齒輪將運動傳給軸1和軸3，然后由兩個起碼齒

40、輪4和5去傳動齒條，帶動工作臺移動，軸2上兩個斜齒輪的螺旋線方向相反。如果通過彈簧在軸2上作用一個軸向力F，則使斜齒輪產生微量的軸向移動，這時軸1和3便以相反的方向轉過微小的角度，使齒輪4和5分別與齒條的兩齒在貼緊，消除了間隙。,下一頁,返回,3.7 齒輪齒條傳動與直線電機傳動,當載荷很大時，采用徑向加載法消除間隙。如圖3-38所示，兩個小齒輪1和6分別與齒條7嚙合，并用加載裝置4在齒輪3上預加負載，于是齒輪3使嚙合的大齒輪2和5向外伸開，與其同軸上的齒輪1、6也同時向外伸開，與齒條7上齒槽的左、右兩側相應貼緊而無間隙。齒輪3由液壓馬達直接驅動。 2. XKB-2320型數控龍門壁板銑床 （1

41、）工作原理 如圖3-39所示，以液壓電動機直接驅動蝸桿6，蝸桿6同時帶動蝸輪2和7。蝸輪2通過雙面齒離合器3和單面齒離合器4，把運動傳給軸齒輪1；蝸輪7經一對速比等于1的斜齒輪8和9，把運動傳給另一軸齒輪14。這樣，可使兩個軸齒輪的轉向相同。,下一頁,返回,上一頁,3.7 齒輪齒條傳動與直線電機傳動,如在工作開始前，傳動鏈各環(huán)節(jié)中都存在間隙，此時應使桿15沿圖示箭頭方向移動，通過撥叉18，使杠桿13繞支點12轉動；從而推動桿11，連同斜齒輪8作軸向移動；返回時靠壓力彈簧10的作用斜齒輪8與其傳動軸之間用滾珠花鍵連接。因斜齒輪8是右旋齒輪，當它沿圖示箭頭方向移動時，將推動斜齒輪9，使之按圖示箭頭

42、方向回轉。與斜齒輪9同軸的軸齒輪14依同向回轉，其輪齒的左側面將與齒條22齒的右側面接觸。此時，軸齒輪14受阻已不再回轉，而桿15繼續(xù)移動，剛斜齒輪8將邊移動，邊被迫按圖中虛線箭頭所示方向回轉，從而使蝸輪7輪齒的下側面與蝸桿6齒的上側面相接觸，參見圖3-40。,下一頁,返回,上一頁,3.7 齒輪齒條傳動與直線電機傳動,這樣，蝸桿6左邊這條傳動鏈內，各傳動副的間隙就完全消除了。如桿15繼續(xù)按圖示箭頭方向移動，軸齒輪14將驅動齒條22，使與其連接的龍門滑座一起左移，并使齒條22齒的左側面與軸齒輪1輪齒的右側面相接觸，且迫使軸齒輪1按箭頭所示方向回轉。通過離合器4和3，使蝸輪2按圖示箭頭方向回轉，使

43、其齒輪上側面與蝸桿6齒的下側面相接觸，參見圖3-40。至此，蝸桿6右邊傳動鏈內，各傳動副的間隙也都不得消除了。這時，無論驅動龍門滑座向哪個方向移動，傳動鏈中各元件間的接觸情況不變，因此消除了整個傳動系統(tǒng)的全部間隙。 工作過程中，如果整個系統(tǒng)的傳動間隙增大，只要使桿15按箭頭方向移動，即可消除。反之，使桿15按與箭頭相反的方向移動，就可使傳動間隙增大。,下一頁,返回,上一頁,3.7 齒輪齒條傳動與直線電機傳動,（2）反向間隙和預載力的調整 當龍門滑座反向時，傳動系統(tǒng)中所有傳動元件的受力方向隨之改變，由于傳動元件皆有彈性，各傳動元件的彈性變形方向也隨之改變，這樣也會產生反向間隙。為了減少這種反向間

44、隙，必須使整個傳動系統(tǒng)有一定的預載力。 反向間隙和預載力的調整步驟如下： 通過離合器3和4進行粗調：這時使滑動斜齒輪8大致處于該齒輪移動行程的中間位置上。雙面齒離合器3兩個端面上的齒數不同，如一面的齒數為Z1=29，另一面的齒數為Z2=30。蝸輪2和單面齒離合器4上的齒數分別與其相嚙合面的齒數相同。因此，軸齒輪1的最小調整角為1/Z1-1/Z2=1/29-1/30-1/870O。調整時，先松開緊固螺母5，脫開離合器3和4，轉動軸齒輪1或蝸桿6，即可調整間隙和預載力。,下一頁,返回,上一頁,3.7 齒輪齒條傳動與直線電機傳動,調整滾輪21互消除間隙板21之間的接觸壓力：利用調節(jié)螺母16和19，改

45、變撥叉18在桿15上的位置，也就改變了滾輪20與消除間隙板21之間的接觸壓力。同時，也改變了作用于斜齒輪8的軸向力，從而間接地改變了傳動系統(tǒng)內預載力的大小。 當桿15或撥叉18沿軸向移動1mm時，龍門滑座反向間隙大約變化0.02mm。該機床允許反向間隙約為0.050.06mm，可依上述比例進行調節(jié)。 預載力的大小要先得合適。從原則上看，預載力大，反向間隙小，但傳動效率低，摩擦損失增加，使用壽命降低；反之，反向間隙增大，傳動效率高，使用壽命長。因此，在保證機床不超過允許的反向間隙前提下，預載力不宜過大。,下一頁,返回,上一頁,3.7 齒輪齒條傳動與直線電機傳動,一般情況下，可用試驗方法來調整即以

46、一定大小的力拉動桿15，如能使?jié)L輪20剛剛離開消除間隙板21，即認為已達到預載要求。 （3）消除間隙板上輪廓曲線的繪制 因龍門滑座在全行程上各點的傳動間隙并不相同，故采用消隙板21來消除或均衡反向間隙。消除間隙板21與齒條22固定在一起，故與龍門滑座一起運動。由于這與滾輪20的接觸點是變化的，故消除間隙板上的輪廓曲線應根據實測傳動間隙來進行繪制，以保證各點的反向間隙基本相同。機床工作時，龍門滑座在床身中部位上運行的機會，要比在床身兩端多得多。因此，齒條22的磨損程度在全長上是不同的，即中部磨損要比兩端磨損大些。因此，機床在使用一段時間后，如果反向間隙已超出允許范圍，就要重新制造消除間隙板21。

47、,下一頁,返回,上一頁,3.7 齒輪齒條傳動與直線電機傳動,3.7.2 直線電機傳動 1. 直線電機系統(tǒng) 在常規(guī)的機床進給系統(tǒng)中，仍一直采用“旋轉電機+滾珠絲杠”的傳動體系。隨著近幾年來超高速加工技術的發(fā)展，滾珠絲杠機構已不能滿足調整度和高加速度的要求，直線電機開始展示出其強大的生命力。直線電機是指可以直接產生直線運動的電機，可作為進給驅動系統(tǒng)。在世界上出現旋轉電機不久之后就出現了其雛形，但由于受制造技術水平和應用能力的限制，一直未能在制造業(yè)領域作為驅動電機而使用。特別是大功率電子器件、新型交流變頻調速技術、微型計算機數控技術和現代控制理論的發(fā)展，為直線電機在調整數控機床中的應用提供了條件。,

48、下一頁,返回,上一頁,3.7 齒輪齒條傳動與直線電機傳動,世界上第一臺使用直線電機驅動工作臺的調整加工中心是德國Ex-Cell-0公司于1993年生產的，采用了德國Indrament公司開發(fā)成功的感應式直線電機。同時，美國Ingersoll公司和Ford汽車公司合作,在HVM800臥式加式中心采用了美國Anorad公司生產的永磁式直線電機。日本在FANUC公司于1994年購買了Anorad公司的專利權，開始在亞洲市場銷售直線電機。在1996年9月芝加哥國際制造技術博覽會上，直線電機如雨后春筍般展現在人們面前，這預示著直線電機開辟的機床新時代已經到來。,下一頁,返回,上一頁,3.7 齒輪齒條傳動

49、與直線電機傳動,2.直線電機工作原理 直線電機的工作原理與旋轉電機相比，并沒有本質的區(qū)別，可以將其視為旋轉電機沿圓周方向拉開展平的產物，如圖3-42所示。對應于旋轉電機的定子部分稱為直線電機的初級；對應于旋轉電機的轉子部分，稱為直線電機的次級。當多相交變電流通入多相對稱繞組時，就會在直線電機初級和次級之間的氣隙中產生一個行波磁場，從而使初級和次級之間相對移動。當然，二者之間也存在一個垂直力，可以是吸引力，也可以是推斥力。 直線電機可以分為直流直線電機、步進直線電機和交流直線電機三大類。在機床上主要使用交流直線電機。,下一頁,返回,上一頁,3.7 齒輪齒條傳動與直線電機傳動,在結構上，可以有如圖

50、3-43所示的短次級和短初級兩種形式。為了減少發(fā)熱量和降低成本，高速機床用直線電機一般采用如圖3-43（b）所示的短初級結構。 在勵磁方式上，交流直線電機可以分為永磁式和感應式兩種。永磁式直線電機的次級是一塊一塊鋪設的永久磁鋼，其初級是含鐵心的三相繞組。感應式直線電機的初級和永磁式直線電機的初級相同，而次級是用自行短路的無反饋電柵條來代替永磁式直線電機的永久磁鋼。永磁式直線電機在單位面積推力、效率、可控性等方面均優(yōu)于感應式直線電機，但其成本高，工藝復雜，而且給機床的安裝、使用和維護帶來不便。感應式直線電機在不通電時是沒有磁性的，因此有得機床的安裝、使用和維護。近年來，其性能不斷改進，已接近永磁

51、式直線電機的水平，在機械待業(yè)的應用已受到歡迎。,下一頁,返回,上一頁,3.7 齒輪齒條傳動與直線電機傳動,3. 使用直線電機的高速機加工系統(tǒng)特點 現在的機加工對機床的加工速度和加工精度提出了越來越高的要求，傳統(tǒng)的“旋轉電機+滾珠絲杠”體系已很難適應這一趨勢。使用直線電機的驅動系統(tǒng)，有以下特點： 電機、電磁力直接作用于運動體上，而不用機械連接，因此沒有機械滯后或齒節(jié)周期誤差，精度完全取決于反饋系統(tǒng)的檢測精度。 直線電機上裝配全數字伺服系統(tǒng)，可以達到極好的伺服性能。由于電機和工作臺之間無機械連接件，工作臺對位置指令幾乎是立即反應，從而使得跟隨誤差減至最小而達到較高的精度。并且，在任何速度下都能實現

52、非常平穩(wěn)的進給運動。,下一頁,返回,上一頁,3.7 齒輪齒條傳動與直線電機傳動,直線電機系統(tǒng)在動力傳動中由于沒有低效率的中介傳動部件而能達到高效率，可獲得很好的動態(tài)剛度。 直線電機驅動系統(tǒng)由于無機械零件相互接觸，因此無機械磨損，也就不需要定期維護，也不像滾珠絲杠那樣有行程限制，使用多段拼接技術可以滿足超長行程機床的要求。 由于直線電機的部件已和機床的工作臺合二為一，因此，和滾珠絲杠進給單元不同，直線電機進給單元只能采用全閉環(huán)控制系統(tǒng)，其控制框圖如圖3-44所示。 然而，直線電機在機床上的應用也存在如下一些問題。 由于沒有機械連接或嚙合，因此垂直軸需要外加一個平衡塊或制動器。,下一頁,返回,上一

53、頁,3.7 齒輪齒條傳動與直線電機傳動,當負荷變化大時，需要重新整定系統(tǒng)。目前，大多數現代控制裝置具有自動整定功能，因此能快速調整機床。 磁鐵對電機部件的吸力很大，因此、應注意選擇導軌和設計滑架結構，并注意解決磁鐵吸引金屬顆粒的問題。 直線電機驅動系統(tǒng)具有很多的優(yōu)點，對于促進機床的高速化有十分重要的意義和應用價值。由于目前尚處于初級應用階段，生產批量不大，因而成本很高。但可以預見，作為一種嶄新的傳動方式，直線電機必然在機床工業(yè)中得到越來越廣泛的應用，并顯現巨大的生命力。,返回,上一頁,3.8 雙導程蝸桿蝸輪副與靜壓蝸桿蝸輪條傳動,3.8.1 雙導程蝸桿蝸輪副 1.雙導和蝸桿蝸輪副的特點 雙導程

54、蝸桿蝸輪副在具有回轉進給運動或分度運動的數控機床上應用廣泛，是因為其具有以下突出優(yōu)點。 嚙合間隙可調整得很小，根據實際經驗，側間隙調整可以小至（0.010.015）mm。而普通蝸輪副一般只能 達到（0.030.08）mm，如果再小，就容易產生咬死現象。因此，雙導程蝸輪副能在較小的側隙下工作對提高數控轉臺的分度精度非常有利。 普通蝸輪副是以蝸桿沿蝸輪作徑向移動來調整嚙合側隙，因而改變了傳動副的中心距，從嚙合原理角度看，這是很不合理的。因為改變中心距會引起齒面接觸情況變差，甚至加劇它們的磨損而不利于保持蝸輪副的精度；而雙導程 蝸輪副是用蝸桿軸向移動來調整嚙合側隙的，不會改變它們的中心距，可以避免上

55、述缺點。,下一頁,返回,3.8 雙導程蝸桿蝸輪副與靜壓蝸桿蝸輪條傳動,雙導程蝸桿是用修磨調整環(huán)來控制調整量，調整準確，方便可靠；而普通蝸輪副的徑向調整量較難掌握，調整時也容易蝸桿軸線歪斜。 雙導程蝸輪副的蝸桿支承直接做在支座上，只需保證支承中心線與蝸輪中截面重合，中心距公差可略微放寬，裝配時，用調整環(huán)來獲得合適的嚙合側隙，這是普通蝸輪副無法辦到的。 雙導程蝸桿的不足是蝸桿加工比較麻煩，在車削和磨削蝸桿左、右齒面時，螺紋傳動鏈要選配不同的兩套掛輪。而這兩種齒距往往是繁瑣的小數，精確配算掛輪很費時。在制造加工蝸輪的滾刀時，也存在同樣的問題。由于雙導程蝸桿左右齒面的齒距不同，螺旋升角也不同，與它嚙合

56、的蝸輪左、右齒面也應同蝸桿相適應， 才能保證正確嚙合，因此，加工蝸輪的滾刀也應根據雙導程 蝸桿的參數來設計制造。,下一頁,返回,上一頁,3.8 雙導程蝸桿蝸輪副與靜壓蝸桿蝸輪條傳動,2. 雙導程蝸桿的工作原理 雙導程蝸桿與普通蝸桿的區(qū)別是雙導程 蝸桿齒的左、右側面具有不同的導程，而同一側的導程則是相等的。因此，該蝸桿的齒厚從蝸桿的一端向另一端均勻地逐漸增厚或減薄。 雙導程蝸桿如圖3-45所示，圖中t左、t右分別為蝸桿齒左側面、右側面導程。S為齒厚，C為槽寬。S1=t左-C1，若t右t左，S2S1。同理S3S2 所以雙導程蝸桿又稱變齒厚蝸桿，故可用軸向移動蝸桿的方法來消除或調整蝸輪蝸桿副之間的嚙

57、合間隙。 雙導程蝸桿副的嚙合原理與一般的蝸桿副嚙合原理相同，蝸桿的軸截面仍相當于基本齒條，蝸輪則相當于同一側面的齒距相同，故沒有破壞嚙合條件，當軸向銩蝸桿后，也能保證良好的嚙合。,下一頁,返回,上一頁,3.8 雙導程蝸桿蝸輪副與靜壓蝸桿蝸輪條傳動,3. 雙導程蝸輪副的間隙調整結構 如圖3-46所示為JCS-013加工中心數控回轉工作臺的雙導程蝸桿蝸副，8為蝸輪，2為蝸桿。蝸桿2左右端皆采用雙列滾針軸承1支承，以減少徑向尺寸，又能保證傳動剛度。調整蝸輪副齒側間隙時，首先松開螺母上的鎖緊螺釘5，使壓塊4與調整套7松開。然后轉動調整套7，帶動蝸桿2沿其軸向移動，根據傳動精度和磨損量要求調整蝸桿2有1

58、0mm的軸向移動調整量，相當于0.2mm的側隙調理量。調整后，鎖緊調整套7。,下一頁,返回,上一頁,3.8 雙導程蝸桿蝸輪副與靜壓蝸桿蝸輪條傳動,3.8.2 靜壓蝸桿蝸輪條傳動 1. 工作原理 蝸桿蝸輪條機構是絲杠螺母機構的一種特殊形式如圖3-47所示。蝸桿可看作長度很短的絲杠，其長徑比很小。蝸輪條則可以看作一個很長的螺母沿軸向剖開后的一部分，其包容角常在90o120o之間。 液體靜壓蝸桿蝸輪條機構是在蝸桿蝸輪條的嚙合面間注入壓力油，以形成一定厚度的油膜，使兩嚙合面間成為液體磨擦，其工作原理如圖3-48所示。圖中油腔開在蝸輪上，用毛細管節(jié)流的定壓供油方式給靜壓蝸桿蝸輪條供壓力油。從液壓泵輸出的

59、壓力油，經過蝸桿螺紋內的毛細管節(jié)流器10，分別進入蝸桿蝸輪條齒的兩側面油腔內，然后經過嚙合面之間的間隙，再進入齒頂與齒根之間的間隙，壓力降為零，流回油箱。,下一頁,返回,上一頁,3.8 雙導程蝸桿蝸輪副與靜壓蝸桿蝸輪條傳動,2. 材料 靜壓蝸桿蝸輪條采用的材料有： 鋼蝸桿配鑄鐵蝸輪條。 鋼蝸桿配鑄鐵基體涂有SKC耐磨涂層的蝸輪條。 銅蝸桿配鋼蝸輪條或鑄鐵蝸輪條。 一般用、兩種較多，前者的加工蝸輪條需用精加工機床，較難達到高精度；后者在鑄鐵基體上涂上SKC3耐磨涂層后可用精密母蝸桿擠壓或注塑成型，蝸輪條制造工藝簡單，且精度較高。,下一頁,返回,上一頁,3.8 雙導程蝸桿蝸輪副與靜壓蝸桿蝸輪條傳動

60、,3. 特點 靜壓蝸桿蝸輪條傳動由于既有純液摩擦的特點，又有蝸桿蝸輪條機構的特點，因此特別適合在重型機床的進給傳動系統(tǒng)上應用。其優(yōu)點是： 摩擦阻力小，啟動摩擦因數小于0.0005，功率消耗少，傳動效率高，可達0.940.98，在很低的速度下運動也很平穩(wěn)。 使用壽命長。齒面不直接接觸，不宜磨損，能長期保持精度。 抗振性能好。油腔內的壓力油層有良好的吸振能力。 有足夠的軸向剛度。 蝸輪條能無限接長，因此，運動部件的行程可以很長， 不像滾珠絲杠受結構的限制。,下一頁,返回,上一頁,3.8 雙導程蝸桿蝸輪副與靜壓蝸桿蝸輪條傳動,4. 傳動方案 蝸桿蝸輪條機構在數控機床上，常用的傳動方案有兩種： 其一是