数控机床原理、结构与维修第4章数控机床的进给传动系统.ppt

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1、数控机床原理、结构与维修主编张平亮第4章　数控机床的进给传动系统4.1　概述4.2　齿轮传动副4.3　数控机床用丝杠传动副4.4　齿轮齿条副与双导程蜗杆副传动第4章　数控机床的进给传动系统图4-1　数控工作台传动系统的机械结构图1—直流伺服电动机　2—滑块联轴器　3—滚珠丝杠　4—左螺母5—键　6—半圆垫片　7—右螺母　8—螺母座4.1　概述4.1.1　对进给传动系统的要求为确保数控机床进给系统的传动精度和工作平稳性等，在设计机械传动装置时，应符合如下要求：1)减小运动件的摩擦阻力和动、静摩擦力之差，以提高数控机床进给系统的快速响应

2、性能和运动精度。2)减少高速运转零部件的转动惯量对伺服机构的起动和制动特性的影响；减小旋转零件的直径和质量，以减小运动部件的蜗杆副的啮合侧隙对传动、定位精度的影响，如采用双导程蜗杆蜗轮。3)使进给传动装置有高的传动精度与定位精度，对采用步进电动机驱动的开环控制系统尤其如此。4.1　概述4)工作进给调速范围宽，可达3～6000mm/min(调速范围1∶2000)；精密定位，伺服系统的低速趋近速度达0.1mm/min；快速移动速度应高达15m/min。5)响应速度要快。6)消除传动间隙，减小反向死区误差。7)稳定性好、寿命长。8)便于维

3、护和保养，最大限度地减小维修工作量，以提高机床的利用率。4.1.2　联轴器4.1　概述联轴器是用来联接进给机构的两根轴，使之一起回转，以传递转矩和运动的一种装置。机器运转时，被联接的两轴不能分离，只有停机后，将联轴器拆开，两轴才能脱开。目前联轴器的类型繁多，有液压式、电磁式和机械式；而机械式联轴器是应用最广泛的一种，它借助于机械构件相互间的机械作用力来传递转矩，大致可作如下划分：1.套筒联轴器图4-2　套筒联轴器a)键联接　b)锥销联接　c)十字滑块联轴节4.1　概述2.凸缘联轴器图4-3　凸缘式联轴器3.弹性联轴器4.1　概述图4

4、-4　直接联接电动机轴和丝杠的弹性联轴器4.1　概述4.安全联轴器图4-5　安全联轴器工作原理【实例4-1】　TND360型数控车床的安全联轴器4.1　概述图4-6　TND360型数控车床的纵向滑板的传动系统图1—旋转变压器和测速发电机　2—直流伺服电动机　3—锥环　4、6—半联轴器　5—滑环　7—钢片8—碟形弹簧　9—套　10—滚珠丝杠　11—垫圈　12、13、14—滚针轴承　15—堵头16—压紧螺钉　17—压紧外环　18—压紧内环　19—压紧套4.2　齿轮传动副图4-7　偏心轴套式调整间隙机构1、3—齿轮　2—偏心轴套4.2　齿

5、轮传动副1.直齿圆柱齿轮副消除间隙的方法(1)偏心轴调整法　如图4-7所示为偏心轴套式调整间隙结构，齿轮1装在偏心轴套2上，可以通过偏心轴套2调整齿轮1和齿轮3之间的中心距来消除齿轮传动副的齿侧间隙。(2)锥度调整法　如图4-8所示为用一个带有锥度的齿轮来消除间隙的结构。(3)双片薄齿轮错齿调整法　图4-9所示为双片薄齿轮错齿调整法。图4-8　锥度齿轮调整法4.2　齿轮传动副图4-9　双片薄齿轮错齿消隙结构4.2　齿轮传动副图4-10　斜齿轮垫片调整法1、2—薄片斜齿轮　3—垫片4—宽齿轮4.2　齿轮传动副2.斜齿圆柱齿轮副消除间隙

6、的方法(1)轴向垫片调整法　如图4-10所示为斜齿轮垫片调整法，其原理与错齿调整法相同。(2)轴向压簧调整法　图4-11是斜齿轮轴向压簧错齿消隙结构。图4-11　斜齿轮轴向压簧错齿消隙结构1、2—薄片斜齿轮　3—弹簧　4—宽齿轮　5—螺母4.2　齿轮传动副3.锥齿轮传动副消隙间隙的方法(1)轴向压簧调整法　如图4-12为锥齿轮轴向压簧调整法。图4-12　锥齿轮轴向压簧调整法4.2　齿轮传动副图4-13　锥齿轮周向弹簧调整法(2)周向弹簧调整法　图4-13为锥齿轮周向弹簧调整法。4.3　数控机床用丝杠传动副4.3.1　滚珠丝杠副1.滚

7、珠丝杠副原理及特点图4-14　滚珠丝杠副的结构原理4.3　数控机床用丝杠传动副1)摩擦损失小，传动效率高，可达90%～96%，功率消耗只相当于常规丝杠螺母副的1/4～1/3。2)采用双螺母预紧后，可消除丝杠和螺母的螺纹间隙，提高了传动刚度。3)摩擦阻力小，动、静摩擦力之差极小，能保证运动平稳，不易产生低速爬行现象。4)不能自锁，有可逆性，既能将旋转运动转换为直线运动，又能将直线运动转换为旋转运动。5)运动速度受到一定限制，传动速度过高时，滚珠在其回路管道内易产生卡珠现象。6)制造工艺复杂。2.滚珠的循环方式4.3　数控机床用丝杠传动

8、副(1)外循环　外循环是滚珠在循环过程结束后通过螺母外表面的螺旋槽或插管返回丝杠螺母中重新进入循环。图4-15　常用的外循环滚珠丝杠a)端盖式　b)插管式　c)螺旋槽式4.3　数控机床用丝杠传动副(2)内循环　如图4-16所示为内循环