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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,數(shù) 控 技 術(shù),主講教師：仇曉黎,東南大學(xué)遠(yuǎn)程教育,第 七 講,第二節(jié) 數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)及主軸部件,第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng),第四節(jié) 數(shù)控機(jī)床回轉(zhuǎn)工作臺(tái),第五節(jié) 數(shù)控加工使用的刀具及自動(dòng)換刀系統(tǒng),第六節(jié) 數(shù)控加工用輔助裝置,第二章 數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu),第一節(jié) 數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)要求,一、 對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的要求,二、 滾珠絲杠螺母副,三、 傳動(dòng)齒輪間隙消除機(jī)構(gòu),四、 導(dǎo)軌,第二章第三節(jié)數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng),數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是數(shù)字控制的直接對(duì)象，,被加工件的最后輪廓精度和加工精度都會(huì)受到進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)精度、靈敏度和穩(wěn)定性

2、的影響。,為此，對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)中的傳動(dòng)裝置和元件要求具有高的壽命，高的剛度，無(wú)傳動(dòng)間隙，高的靈敏度和低摩擦阻力的特點(diǎn)，,如導(dǎo)軌必須具有較小的摩擦力，耐磨性要高，所以一般采用滾動(dòng)導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌和減磨滑動(dòng)導(dǎo)軌等。,一、對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的要求,為了提高位移精度，減少傳動(dòng)誤差，對(duì)采用的各種機(jī)械部件首先保證它們的加工精度，,其次采用合理的預(yù)緊來(lái)消除軸向傳動(dòng)間隙，,所以在進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)中廣泛采用各種間隙消除措施，,但是采用預(yù)緊等各種措施后仍然可能留有微量間隙。,此外由于受力的作用后產(chǎn)生彈性變形，也會(huì)產(chǎn)生間隙，,所以在進(jìn)給系統(tǒng)反向運(yùn)動(dòng)時(shí)仍需由數(shù)控裝置發(fā)出脈沖指令進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。,當(dāng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)被轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，為了提高轉(zhuǎn)換

3、效率，保證運(yùn)動(dòng)精度，滾珠絲杠螺母副被廣泛使用。,1、減少運(yùn)動(dòng)件之間的摩擦阻力：摩擦阻力主要來(lái)自絲杠螺母和導(dǎo)軌；對(duì)其進(jìn)行滾動(dòng)化是重要措施。,2、提高傳動(dòng)精度和剛度：,（1）保證進(jìn)給系統(tǒng)中滾珠絲杠螺母、蝸輪蝸桿和支承結(jié)構(gòu)的加工精度，提高傳動(dòng)精度和剛度。,（2）在進(jìn)給鏈中加入減速齒輪或同步帶傳動(dòng)，減小脈沖當(dāng)量，從設(shè)計(jì)角度提高傳動(dòng)精度。,（3）采用預(yù)緊消除傳動(dòng)件間隙，提高傳動(dòng)精度。,3、減少慣量：高速運(yùn)轉(zhuǎn)零件的慣量影響伺服系統(tǒng)的啟動(dòng)和制動(dòng)特性。,綜合而言，在設(shè)計(jì)進(jìn)給系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)充分注意減少摩擦阻力、提高傳動(dòng)精度和剛度、消除傳動(dòng)間隙、減少運(yùn)動(dòng)部件慣量。,二 、滾珠絲杠螺紋副,1、 滾珠絲杠螺母副的特點(diǎn),2

4、、 滾珠絲杠螺母副間隙的調(diào)整,3、 滾珠絲杠的安裝,4、 滾珠絲杠的防護(hù),5、滾珠絲杠螺母副的代號(hào)、精度等級(jí)和標(biāo)注,1、 滾珠絲杠螺母副的特點(diǎn),滾珠絲杠工作原理：,如圖是滾珠絲杠結(jié)構(gòu)圖，其工作原理是：,在絲杠和螺母上加工有弧形螺旋槽，當(dāng)把它們套裝在一起時(shí)形成螺旋通道，并且滾道內(nèi)填滿滾珠。,當(dāng)絲杠相對(duì)于螺母旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩者發(fā)生軸向位移，而滾珠則可沿著滾道流動(dòng)，,按照滾珠返回的方式不同可以分為內(nèi)循環(huán)式和外循環(huán)式兩種方式。,外循環(huán)式（如圖）螺母旋轉(zhuǎn)槽的兩端由回珠管4連接起來(lái)，,返回的滾珠不與絲杠外圓相接觸，,滾珠可以作周而復(fù)始的循環(huán)運(yùn)動(dòng)，,在管道的兩端還能起到擋珠的作用，用以避免滾珠沿滾道滑出。,內(nèi)循環(huán)

5、方式（如圖）帶有反向器 5，返回的滾珠經(jīng)過(guò)反向器和絲杠外圓之間返回。,滾珠絲杠螺母副的優(yōu)點(diǎn)：,在傳動(dòng)時(shí)，滾珠與絲杠、螺母之間基本上是滾動(dòng)摩擦，所以具有很多優(yōu)點(diǎn)：,1）傳動(dòng)效率高。滾珠絲杠副的傳動(dòng)效率很高可達(dá)92-98，是普通絲杠傳動(dòng)的2-4倍。,2）摩擦力小。因?yàn)閯?dòng)、靜摩擦系數(shù)相差小，因而傳動(dòng)靈敏，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、低速不易產(chǎn)生爬行，隨動(dòng)精度和定位精度高。,3）使用壽命長(zhǎng)。滾珠絲杠副采用優(yōu)質(zhì)合金鋼制成，其滾道表面淬火硬度高達(dá)60-62,HRC，,表面粗糙度值小，另外，因?yàn)槭菨L動(dòng)摩擦，故磨損很小。,4）經(jīng)預(yù)緊后可以消除軸向間隙，提高系統(tǒng)的剛度。,5）反向運(yùn)動(dòng)時(shí)無(wú)空行程，可以提高軸向運(yùn)動(dòng)精度。,滾珠絲杠螺

6、紋副的缺點(diǎn)：,因?yàn)闈L珠絲杠副具有這些優(yōu)點(diǎn)，所以現(xiàn)在各類中、小型數(shù)控機(jī)床的直線進(jìn)給系統(tǒng)普遍采用滾珠絲杠。,但是滾珠絲杠也有如下缺點(diǎn)；,l）,制造成本高。,2）不能實(shí)現(xiàn)自鎖。由于其摩擦系數(shù)小不能自鎖，當(dāng)用于垂直位置時(shí)，為防止因突然停斷電而造成主軸箱下滑，必須加有制動(dòng)裝置。,2、滾珠絲杠螺母副間隙的調(diào)整,滾珠絲杠的傳動(dòng)間隙是軸向間隙。,軸向間隙通常是指絲杠和螺母無(wú)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，絲杠和螺母之間的最大軸向竄動(dòng)量。,除了結(jié)構(gòu)本身所有的游隙之外，還包括施加軸向載荷后產(chǎn)生彈性變形所造成的軸向竄動(dòng)量。,為了保證反向傳動(dòng)精度和軸向剛度，必須消除軸向間隙。,用預(yù)緊方法消除間隙時(shí)應(yīng)注意，預(yù)加載荷能夠有效地減少?gòu)椥宰冃嗡?/p>

7、帶來(lái)的軸向位移，但預(yù)緊力不宜過(guò)大。,過(guò)大的預(yù)緊載荷將增加摩擦力，使傳動(dòng)效率降低，縮短絲杠的使用壽命。,所以，一般需要經(jīng)過(guò)多次調(diào)整才能保證機(jī)床在最大軸向載荷下既消除了間隙又能靈活運(yùn)轉(zhuǎn)。,消除間隙的方法除了少數(shù)用微量過(guò)盈滾珠的單螺母消除間隙外，常用的方法是用雙螺母消除絲杠、螺母間隙。,如圖是雙螺母墊片調(diào)隙式結(jié)構(gòu)，通過(guò)調(diào)整墊片的厚度使左右螺母產(chǎn)生軸向位移，就可達(dá)到消除間隙和產(chǎn)生預(yù)緊力的作用。這種方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、剛性好、裝卸方便、可靠。但缺點(diǎn)是調(diào)整費(fèi)時(shí)，很難在一次修磨中調(diào)整完成，調(diào)整精度不高，僅適用于一般精度的數(shù)控機(jī)床。,如圖是雙螺母齒差調(diào)隙式結(jié)構(gòu)，,在兩個(gè)螺母2和5的凸緣上各制有一個(gè)圓柱齒輪，兩個(gè)齒輪

8、的齒數(shù)只相差一個(gè)齒，即,z,2,-z,1,=1。,兩個(gè)內(nèi)齒圈1和4與外齒輪齒數(shù)分別相同，并用螺釘和銷釘固定在螺母座3的兩端。,調(diào)整時(shí)先將內(nèi)齒圈取下，根據(jù)間隙的大小調(diào)整兩個(gè)螺母2、5分別向相同的方向轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)或多個(gè)齒。,使兩個(gè)螺母在軸向移近了相應(yīng)的距離達(dá)到調(diào)整間隙和預(yù)緊的目的。,間隙消除量可用下式簡(jiǎn)便地計(jì)算出：,=,nt/z,1,/z,2,或,n=z,1,z,2,/t,式中,n-,螺母在同一方向轉(zhuǎn)過(guò)的齒數(shù)；,t-,滾珠絲杠的導(dǎo)程；,z,1,，z,2,-,齒輪的齒數(shù)。,例如，當(dāng),z,1,=99、z,2,=100、t=10mm,時(shí)，,如果兩個(gè)螺母向相同方向各轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒時(shí)，其相對(duì)軸向位移量為,s=t(z,1,z,2,)=10(100*99)0.00lmm，,若間隙量為0.005,mm，,則相應(yīng)的兩螺母沿同方向轉(zhuǎn)過(guò) 5個(gè)齒即可消除。,n=(z,1,z,2,)/t=/s=0.005/0.001=5。,齒差調(diào)隙式的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，尺寸較大，但是調(diào)整方便，可獲得精確的調(diào)整量，預(yù)緊可靠不會(huì)松動(dòng)，適用于高精度傳動(dòng)。,