机床进给系统设计.ppt

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1、机床进给系统设计主要内容进给系统组成分类，设计要求与特点进给系统传动精度伺服进给传动系统设计滚珠丝杠副设计伺服系统降速传动设计进给系统分类及组成进给系统根据机床的类型、传动精度、运动平稳性和生产率等要求的不同机械传动动力源变速机构换向机构运动分配机构过载保险机构运动转换机构快速传动机构液压传动电气传动进给系统设计要求足够的静刚度和动刚度良好的快速响应性，低速运动不爬行良好的抗振性足够宽的调速范围较高的传动精度和定位精度机构简单、加工工艺性好进给系统设计特点速度低，功耗小，恒转矩传动计算转速变速系统设计原则传动副“前少后多”降速

2、“前快后慢”传动线“前疏后密”进给系统变速范围采用传动间隙消除机构快速空程传动进给传动系统传动精度传动精度是指机床内联系传动链两端件之间相对运动的准确性。误差来源误差传递规律提高传动精度措施和内联系传动链设计原则缩短传动链合理分配传动副的传动比合理选择传动件合理确定各传动副精度采用校正装置数控机床的伺服进给系统按有无检测反馈装置分为：开环系统、闭环系统、半闭环系统数控装置步进电机**工作台位置比较器速度控制电路*工作台伺服电动机速度反馈位置反馈位置比较器速度控制电路*工作台伺服电动机速度反馈位置反馈进给伺服系统动力源类型和特点

3、步进电动机直流伺服电动机交流伺服电动机直线伺服电动机伺服电动机的选择伺服电动机的主参数是功率，选择时不是按功率而是根据以下指标最大切削负载转矩不得超过电动机的额定转矩电动机的转子惯量JM应与折算到电机轴上负载等效惯量JeL匹配快移时的加速性能加减速区断续工作区连续工作区额定转矩最大转矩转矩（N*m）进给伺服系统传动机构传动类型齿轮齿条传动同步带传动丝杠传动设计要求灵敏度稳定性精度提高刚度、降低惯量减小摩擦，减小间隙滚珠丝杠副设计工作原理、特点及分类摩擦损失小，传动效率高运动平稳，摩擦阻力小可以预紧，丝杠螺母之间进行消隙或预紧，

4、定位精度高、轴向刚度大运动可逆不能自锁滚珠丝杠副设计工作原理、特点及分类截面形状滚珠循环方式消除轴向间隙、调整预紧力方式滚珠丝杠副设计轴向间隙调整方法双螺母垫片式预紧根据垫片厚度不同分成两种形式，当垫片厚度较厚时即产生“预拉应力”，而当垫片厚度较薄时即产生“预压应力”以消除轴向间隙。滚珠丝杠副设计轴向间隙调整方法双螺母螺纹式预紧滚珠丝杠副设计轴向间隙调整方法双螺母齿差式预紧滚珠丝杠副设计轴向间隙调整方法单螺母变导程式预紧变导程法原理如图所示，仅仅是在螺母中部将其导程增加一个预压量Δ，以达到预紧的目的。滚珠丝杠副设计滚珠丝杠副主

5、要尺寸、精度与标注方法d0-公称直径，d1-丝杠公称直径，d2-丝杠螺纹底径Ph-公称直径，D1-螺母螺纹内径，D2-螺母螺纹底径Dw-滚珠直径，e-滚道圆弧偏心距，Rr-螺母滚道圆弧半径，Rs-螺纹滚道圆弧半径，a-接触角滚珠丝杠副设计主要尺寸标称直径、导程、螺旋升角等。精度等级根据JB316.2-91《滚珠丝杠副精度》标准规定分为5个等级：1、2、3、4、5级（有的参考书称7个等级，另外有7、10级），1级最高，5级最低。一般动力传动选4、5级。数控机床、精密机械或仪器选1、2、3级。标注方法滚珠丝杠副设计滚珠丝杠副主要支

6、撑方式一端固定、另一端自由一端固定、另一端简支两端固定两端固定、多轴承支撑滚珠丝杠副设计滚珠丝杠副主要支撑方式一端固定、另一端自由一端固定、另一端简支两端固定两端固定、多轴承支撑滚珠丝杠副设计滚珠丝杠副主要支撑方式一端固定、另一端自由一端固定、另一端简支两端固定两端固定、多轴承支撑补偿热膨胀，减小自重造成的下垂，两端固定支撑需进行预拉伸处理。滚珠丝杠的预拉伸确定丝杠预拉伸量应考虑的因素预拉伸力应大于最大工作载荷的0.35倍丝杠的预拉伸量应能补偿丝杠的热变型滚珠丝杠的设计计算滚珠丝杠的载荷计算（动载荷Cam与静载荷Coa）工作载

7、荷F最小载荷Fmin最大载荷Fmax当量载荷Fm=（2Fmax+Fmin）/3滚珠丝杠当量动载荷Cam=Fmfw/fafkL=60nT/106滚珠丝杠当量静载荷Coa=SFmax滚珠丝杠副主要技术参数的确定滚珠丝杠的导程Ph=1000Vmax/nmax当量载荷与当量转速额定动载荷Ca>Cam滚珠丝杠名义直径D0螺母及支撑轴承选择稳定性计算刚度验算导程精度验算伺服系统降速传动设计降速传动比的计算开环系统——i=φPh/360δφ—脉冲当量，mm/pδ—步进电机步距角闭环和半闭环——i=vmax/nmaxPhvmax—工作台最大进

8、给速度mm/minnmax—电动机额定转速，r/min消除齿轮传动间隙的措施刚性调整法偏心轴套调整法齿轮轴间垫片调整法双片斜齿轮轴间垫片调整法图2.26轴向垫片法1－齿轮2－齿轮3－垫片图2.25偏心套法1－电动机2－偏心套以上三种方法的特点是结构简单，能传递较大转矩，传动刚