现代制造装备及自动化.ppt

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1、第五章进给传动系统设计5.1进给传动系统设计应满足的基本要求5.2机械进给传动系统的设计特点5.3电气伺服进给系统5.4伺服电动机1现代制造装备及自动化5.1进给传动系统设计应满足的基本要求一、进给传动系统设计应满足的基本要求1、进给传动系统的组成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执行件2现代制造装备及自动化5.1进给传动系统设计应满足的基本要求一、进给传动系统设计应满足的基本要求2、进给传动系统应满足的基本要求具有足够的静刚度和动刚度；具有良好的快速响应性，做低速进给运动或微量进给时不爬行，运动平稳，灵敏度高；抗振性

2、好，不会因摩擦自振而引起传动件的抖动或齿轮传动的冲击噪声；具有足够宽的调速范围；传动精度和定位精度要高；结构简单，加工和装配工艺性好。3现代制造装备及自动化5.2机械进给传动系统设计的特点因为进给系统是恒扭矩传动，所以在各种进给速度下，末端输出轴上受的扭矩是相同的。进给传动件中各传动件所受的扭矩为一、进给传动是恒扭矩传动二、进给传动系统中各传动件的计算转速是其最高转速Ti——第I个传动件承受的扭矩；N末、ni——末端输出轴和第i轴的转速；Ui——第i个传动件传至末端输出轴的传动比。4现代制造装备及自动化三、进给传动的变速范围进给传动系统速度低

3、，受力小，消耗功率小，齿轮模数小，因此进给传动变速组的变速范围可取比主变速组较大的值。极限传动比：传动组的最大变速范围：5现代制造装备及自动化四、进给传动系统采用传动间隙消除机构手动微量进给机构：主要用于调整精密机床的一些部件，坐标镗床的工作台和主轴箱。五、快速空行程的采用六、微量进给机构的采用自动微量进给机构：采用各种驱动元件使进给自主地进行。6现代制造装备及自动化最小进给量大于1μm的机构：蜗杆传动、丝杠螺母、齿轮齿条等。七、微量进给机构的采用弹性力传动：利用弹性元件的弯曲变形或弹性杆件的拉压变形实现微量进给。磁致伸缩传动：靠改变软磁材料

4、（如铁钴合金、铁铝合金等）的磁化状态，使其尺寸和形状产生变化。电致伸缩：压电晶体的逆效应，将电能转换为机械能以实现微量进给。热应力传动：利用金属杆件的热伸长驱使执行件运动。最小进给量小于1μm的机构：7现代制造装备及自动化5.3电气伺服进给系统NC机床进给传动属伺服进给传动。伺服（servo）——迅速而又准确的跟踪控制指令，保证机床工作台或刀架能正确定位或保证刀具和工件间有严格的运动关系。一、进给系统特点NC机床的进给传动应满足：调速范围大;传动精度高;动态响应快;稳定性好。8现代制造装备及自动化根据要求，应具备以下特点：①机械传动机构简单：

5、传动精度高，动态响应速度快→快速跟踪指令；电动机→丝杠电动机→齿轮→丝杠②传动→滚动丝杆；工作台部件→滚动导轨，贴塑导轨；③消除系统传动元件的间隙；④传动机构有足够刚度→为避免爬行。9现代制造装备及自动化二、伺服进给系统的控制方式开环半闭环闭环10现代制造装备及自动化NC机床半闭环进给系统的三种形式如下：11现代制造装备及自动化三、进给系统驱动部件步进电动机;直流伺服电动机;交流伺服电动机;直线伺服电动机。12现代制造装备及自动化三、进给系统驱动部件1、步进电动机工作原理：磁力线力图走磁阻最小的路径。13现代制造装备及自动化14现代制造装备及

6、自动化步进电动机的特点：1、脉冲控制；2、改变定子绕组的通电顺序，转子的旋转方向将随之改变。3、定子绕组通电状态的变化频率越高，转子的转速越高。4、只要维持控制绕组电流不变，不需要机械制动装置。5、步距角与定子绕组的相数M，转子齿数Z，通电方式K有关，K：三相三拍取1，三相三拍取2。15现代制造装备及自动化1）感应式直线电动机原理2、直线电动机16现代制造装备及自动化2）直线电动机进给驱动的主要优点：速度高。最大进给速度可达80～180m／min。加速度大。可高达2g～l0g。定位精度高。定位精度高达0．1～0．01μm。行程不受限制。17现

7、代制造装备及自动化3)直线电动机的类型以直流直线电动机、交流永磁(同步)直线电动机、交流感应(异步)直线电动机组成的高速进给系统应用较多。①直流直线电动机18现代制造装备及自动化②交流永磁直线电动机19现代制造装备及自动化四、滚珠丝杠及其支承1、特点：1）摩擦损失小，传动效率高达85～95％，是普通滑动丝杠副的2～4倍；2）运动灵敏，低速时无爬行；3）具有传动的可逆性；∵不自锁∴升降运动，必须有制动装置。4）轴向刚度高，反向定位精度高；∵可消除反向间隙并施加预载。5）使用期限长；6）工艺复杂，专门工厂制造。20现代制造装备及自动化2、滚珠丝杠

8、的工作原理按回珠方式，分为内循环和外循环。滚珠在循环中，始终与丝杠接触。流畅性好，一个循环中只有一圈滚珠，滚珠少，回程短。螺母径向尺寸小，轴向刚度好，但不能用于多头