数控机床的进给传动系统培训课程.ppt

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1、第四章数控机床的进给传动系统天津工程师范学院25.07.20211第四章数控机床的进给传动系统4.1概述4.2滚珠丝杠螺母副4.3导轨滑块副4.4静压蜗杆—蜗轮条传动4.5直线电动机传动4.6进给传动系统常见故障诊断及维修25.07.20212为确保数控机床进给系统的传动精度和工作平稳性等，对机械传动装置提出如下要求：(1)减少摩擦阻力；(2)减少运动惯量；(3)高的传动精度与定位精度；(4)宽的进给调速范围；(5)无间隙传动；(6)响应速度要快;(7)稳定性好、寿命长;(8)使用维护方便。4.1概

2、述25.07.202134.2滚珠丝杠螺母副一、滚珠丝杠螺母副概述滚珠丝杠螺母副（简称滚珠丝杠副）是一种在丝杠与螺母间装有滚珠作为中间传动元件的丝杠副，是直线运动与回转运动能相互转换的传动装置。当丝杠旋转时，滚珠在滚道内既自转又沿滚道循环转动，因而迫使螺母(或丝杠)轴向移动。与传统丝杠相比，滚珠丝杠螺母副具有高传动精度、高效率、高刚度、可预紧、运动平稳、寿命长、低噪音等优点。25.07.20214二、滚珠丝杠副的循环方式常用的循环方式有外循环与内循环两种。（1）外循环滚珠在循环过程中有时与丝杠脱离接

3、触的称为外循环。（2）内循环滚珠在循环过程中，始终与丝杠保持接触的称为内循环25.07.20215三、滚珠丝杠副的预紧滚珠丝杠副预紧的目的是为了消除丝杠与螺母之间的间隙和施加预紧力，以保证滚珠丝杠反向传动精度和轴向刚度。在数控机床进给系统中使用的滚珠丝杠螺母副的预紧方法有修磨垫片厚度、锁紧双螺母消隙、齿差式调整方法等。广泛采用的是双螺母结构消隙。25.07.20216（1）修磨垫片消隙式通过调整垫片厚度使左右两螺母产生轴向位移，即可消除丝杠螺母间的间隙并产生预紧力。（2）锁紧双螺母消隙式用两个锁紧螺

4、母调整丝杠螺母的预紧量。25.07.20217（3）齿差消隙式在两个螺母的凸缘上各制有圆柱外齿轮，分别与紧固在螺母座两端的内齿圈相啮合，其齿数分别为和，并相差一个齿。调整时，先取下内齿圈，让两个螺母相对于螺母座同方向转动一个齿（则螺母1沿轴向移动，螺母2移动），然后插上内齿轮，再将内齿轮紧固，则两个螺母便产生相对轴向位移，位移量为（为丝杠导程）。25.07.20218四、滚珠丝杠副的应用（一）滚珠丝杠副的支承常见安装方式有以下四种情况:(1)固定—自由适用于低转速，中精度，短轴向丝杠。(2)支承—支

5、承适用于中等转速，中精度。(3)固定—支承适用于中等转速、高精度。(4)固定—固定适用于高转速、高精度。25.07.20219（二）滚珠丝杠副的选择方法选用要点：应该根据机床的精度要求来选用滚珠丝杠副的精度，根据机床的载荷来选定丝杠的直径，并且要验算丝杠扭转刚度、压曲刚度、临界转速与工作寿命等。精度等级的选择：滚珠丝杠副的精度将直接影响数控机床各坐标轴的定位精度。普通精度的数控机床，一般可选用D级，精密级数控机床选用C级精度的滚珠丝杠副。25.07.202110（三）滚珠丝杠副的验算（1）刚度验算刚

6、度验算就是校验丝杠在额定轴向(扭转)载荷作用下，执行件的失动量。（2）临界转速验算应校核丝杠轴的转速与丝杠自身的自振频率是否接近，如果很接近，会导致强迫共振，影响机床正常工作。应根据有关计算公式进行的校核。（3）寿命验算滚珠丝杠副的寿命，主要是指疲劳寿命。25.07.202111（四）制动装置目前常见的有机械式和电气式两种。电气方式制动是采用电磁制动器，而且这种制动器就做在电机内部。FANUC公司伺服电机带制动器的示意图。机床工作时，在制动器线圈7电磁力的作用下，使齿轮8与内齿轮9脱开，弹簧受压缩，

7、当停机或停电时，电磁铁失电，在弹簧恢复力作用下，齿轮8、9啮合，齿轮9与电机端盖为一体，故与电机轴联接的丝杠得到制动，这种电磁制动器装在电机壳内，与电机形成一体化的结构。25.07.202112（五）滚珠丝杠副的润滑及防护装置润滑方式主要有以下两种：润滑脂、润滑油。润滑脂的给脂量一般是螺母内部空间容积的1/3，某些生产厂家在装配时螺母内部已加注润滑脂。而润滑油的给油量随行程、润滑油的种类、使用条件等的不同而不同。25.07.202113五、滚珠丝杠副的发展趋势高速加工用的进给滚珠丝杠要采取改进措施，

8、如加大丝杠的导程和增加螺纹的头数，前者为提高丝杠每转的进给量(即进给速度)，后者则为弥补丝杠导程增大后所带来的轴向刚度和承载能力的下降;将实心丝杠改为空心的;改进回珠器和滚道的设计制造质量，使滚珠的循环更流畅，摩擦损耗更少;采用滚珠丝杠固定等.25.07.202114一、数控机床对导轨滑块副的要求(1)导向精度高(2)耐磨性好(3)刚度大(4)良好的磨擦特性4.3导轨滑块副25.07.202115二、导轨副的分类导轨副按接触面的摩擦性质可以分为滑动导轨、静压导轨和滚动