数控机床的进给传动系统学习教案.pptx

数控机床数控机床(sh kn j chun)的进给传的进给传动系统动系统第一页，共162页。3.1 对数控机床对数控机床(sh kn j chun)进给进给传动系统的要求传动系统的要求（3 3）高刚度。）高刚度。）高刚度。）高刚度。数控机床进给传动系统的高刚度取决于滚珠丝杠副或蜗轮蜗杆副及其支承部件的刚度。刚度不足和数控机床进给传动系统的高刚度取决于滚珠丝杠副或蜗轮蜗杆副及其支承部件的刚度。刚度不足和数控机床进给传动系统的高刚度取决于滚珠丝杠副或蜗轮蜗杆副及其支承部件的刚度。刚度不足和数控机床进给传动系统的高刚度取决于滚珠丝杠副或蜗轮蜗杆副及其支承部件的刚度。刚度不足和摩擦阻力会导致工作台产生爬行现象及造成反向死区，影响传动准确性。摩擦阻力会导致工作台产生爬行现象及造成反向死区，影响传动准确性。摩擦阻力会导致工作台产生爬行现象及造成反向死区，影响传动准确性。摩擦阻力会导致工作台产生爬行现象及造成反向死区，影响传动准确性。（4 4）高谐振）高谐振）高谐振）高谐振为了提高进给的抗振性，应使机械为了提高进给的抗振性，应使机械为了提高进给的抗振性，应使机械为了提高进给的抗振性，应使机械(jxi)(jxi)构件具有较高的固有频率和合适的阻尼，一般要求进给构件具有较高的固有频率和合适的阻尼，一般要求进给构件具有较高的固有频率和合适的阻尼，一般要求进给构件具有较高的固有频率和合适的阻尼，一般要求进给系统的固有频率应高于伺服驱动系统的固有频率系统的固有频率应高于伺服驱动系统的固有频率系统的固有频率应高于伺服驱动系统的固有频率系统的固有频率应高于伺服驱动系统的固有频率2323倍。倍。倍。倍。（5 5）无传动间隙。）无传动间隙。）无传动间隙。）无传动间隙。为了提高位移精度，减小传动误差，对采用的各种机械为了提高位移精度，减小传动误差，对采用的各种机械为了提高位移精度，减小传动误差，对采用的各种机械为了提高位移精度，减小传动误差，对采用的各种机械(jxi)(jxi)部件首先要保证它们的加工精度，部件首先要保证它们的加工精度，部件首先要保证它们的加工精度，部件首先要保证它们的加工精度，其次要尽量消除各种间隙，因为机械其次要尽量消除各种间隙，因为机械其次要尽量消除各种间隙，因为机械其次要尽量消除各种间隙，因为机械(jxi)(jxi)间隙是造成进给传动系统反向死区的另一主要原因。间隙是造成进给传动系统反向死区的另一主要原因。间隙是造成进给传动系统反向死区的另一主要原因。间隙是造成进给传动系统反向死区的另一主要原因。返回(fnhu)上一页第1页/共161页第二页，共162页。3.2 联轴器联轴器联轴器是用来连接进给机构的两根轴，使之一起回转与传递联轴器是用来连接进给机构的两根轴，使之一起回转与传递联轴器是用来连接进给机构的两根轴，使之一起回转与传递联轴器是用来连接进给机构的两根轴，使之一起回转与传递扭矩和运动的一种装置。机器运转时，被连接的两轴不能分扭矩和运动的一种装置。机器运转时，被连接的两轴不能分扭矩和运动的一种装置。机器运转时，被连接的两轴不能分扭矩和运动的一种装置。机器运转时，被连接的两轴不能分离，只有停车后，将联轴器拆开，两轴才能脱开。离，只有停车后，将联轴器拆开，两轴才能脱开。离，只有停车后，将联轴器拆开，两轴才能脱开。离，只有停车后，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。目前联轴器的类型繁多，有液压式、电磁式和机械式。目前联轴器的类型繁多，有液压式、电磁式和机械式。目前联轴器的类型繁多，有液压式、电磁式和机械式。下面介绍几种数控机床常用下面介绍几种数控机床常用下面介绍几种数控机床常用下面介绍几种数控机床常用(chn yn)(chn yn)的联轴器。的联轴器。的联轴器。的联轴器。1.1.套筒联轴器套筒联轴器套筒联轴器套筒联轴器如图如图如图如图3-23-2所示，套筒联轴器由连接两轴轴端的套筒和联接套所示，套筒联轴器由连接两轴轴端的套筒和联接套所示，套筒联轴器由连接两轴轴端的套筒和联接套所示，套筒联轴器由连接两轴轴端的套筒和联接套筒与轴的联接件所组成，一般当轴端直径筒与轴的联接件所组成，一般当轴端直径筒与轴的联接件所组成，一般当轴端直径筒与轴的联接件所组成，一般当轴端直径d80mmd80mm时，套筒时，套筒时，套筒时，套筒用用用用3535或或或或4545钢制造；钢制造；钢制造；钢制造；d80mmd80mm时，可用强度较高的铸铁制造。时，可用强度较高的铸铁制造。时，可用强度较高的铸铁制造。时，可用强度较高的铸铁制造。套筒连轴器各部分尺寸间的关系如下：套筒连轴器各部分尺寸间的关系如下：套筒连轴器各部分尺寸间的关系如下：套筒连轴器各部分尺寸间的关系如下：套筒长套筒长套筒长套筒长L3dL3d；套筒外径套筒外径套筒外径套筒外径D1.5dD1.5d；销钉直径销钉直径销钉直径销钉直径d0=d0=（0.30.250.30.25）d d；销钉中心到套筒端部的距离销钉中心到套筒端部的距离销钉中心到套筒端部的距离销钉中心到套筒端部的距离e0.75de0.75d。下一页返回(fnhu)第2页/共161页第三页，共162页。3.2 联轴器联轴器2.2.凸缘式联轴器凸缘式联轴器凸缘式联轴器凸缘式联轴器如图如图如图如图3-33-3所示，凸缘式联轴器是把两个带有凸缘的半联轴器分别与两轴连接，然后用螺栓把两个半联轴器连成一体，所示，凸缘式联轴器是把两个带有凸缘的半联轴器分别与两轴连接，然后用螺栓把两个半联轴器连成一体，所示，凸缘式联轴器是把两个带有凸缘的半联轴器分别与两轴连接，然后用螺栓把两个半联轴器连成一体，所示，凸缘式联轴器是把两个带有凸缘的半联轴器分别与两轴连接，然后用螺栓把两个半联轴器连成一体，以传递运动和扭矩。以传递运动和扭矩。以传递运动和扭矩。以传递运动和扭矩。凸缘式联轴器有两种对中方法：一种是用一个半联轴器上的凸肩与另一个半联轴器上的凹槽相配合而对中；另一凸缘式联轴器有两种对中方法：一种是用一个半联轴器上的凸肩与另一个半联轴器上的凹槽相配合而对中；另一凸缘式联轴器有两种对中方法：一种是用一个半联轴器上的凸肩与另一个半联轴器上的凹槽相配合而对中；另一凸缘式联轴器有两种对中方法：一种是用一个半联轴器上的凸肩与另一个半联轴器上的凹槽相配合而对中；另一种则是共同种则是共同种则是共同种则是共同(gngtng)(gngtng)与另一部分环相配合而对中。与另一部分环相配合而对中。与另一部分环相配合而对中。与另一部分环相配合而对中。凸缘式联轴器的材料可用凸缘式联轴器的材料可用凸缘式联轴器的材料可用凸缘式联轴器的材料可用HT250HT250或碳钢，重载时或圆周速度大于或碳钢，重载时或圆周速度大于或碳钢，重载时或圆周速度大于或碳钢，重载时或圆周速度大于30m/s30m/s时应用铸钢或锻钢。时应用铸钢或锻钢。时应用铸钢或锻钢。时应用铸钢或锻钢。3.3.扰性联轴器扰性联轴器扰性联轴器扰性联轴器在大扭矩宽调速直流电动机及传递扭矩较大的步进电机的传动机构中，与丝杠之间可采用直接连接的方式，这不在大扭矩宽调速直流电动机及传递扭矩较大的步进电机的传动机构中，与丝杠之间可采用直接连接的方式，这不在大扭矩宽调速直流电动机及传递扭矩较大的步进电机的传动机构中，与丝杠之间可采用直接连接的方式，这不在大扭矩宽调速直流电动机及传递扭矩较大的步进电机的传动机构中，与丝杠之间可采用直接连接的方式，这不仅可简化结构、减少噪声，而且对减少间隙、提高传动刚度也大有好处。仅可简化结构、减少噪声，而且对减少间隙、提高传动刚度也大有好处。仅可简化结构、减少噪声，而且对减少间隙、提高传动刚度也大有好处。仅可简化结构、减少噪声，而且对减少间隙、提高传动刚度也大有好处。下一页返回(fnhu)上一页第3页/共161页第四页，共162页。3.2 联轴器联轴器图图图图3-43-4为采用锥形夹紧环的消隙联轴器，可使动力传递没有反向为采用锥形夹紧环的消隙联轴器，可使动力传递没有反向为采用锥形夹紧环的消隙联轴器，可使动力传递没有反向为采用锥形夹紧环的消隙联轴器，可使动力传递没有反向(fn xin)(fn xin)间隙。螺钉间隙。螺钉间隙。螺钉间隙。螺钉5 5通过压圈通过压圈通过压圈通过压圈3 3施加轴向力时，施加轴向力时，施加轴向力时，施加轴向力时，由于锥环之间的楔紧作用，内外环分别产生径向弹性变形，消除配合间隙，并产生接触压力以传递扭矩。为了能由于锥环之间的楔紧作用，内外环分别产生径向弹性变形，消除配合间隙，并产生接触压力以传递扭矩。为了能由于锥环之间的楔紧作用，内外环分别产生径向弹性变形，消除配合间隙，并产生接触压力以传递扭矩。为了能由于锥环之间的楔紧作用，内外环分别产生径向弹性变形，消除配合间隙，并产生接触压力以传递扭矩。为了能补偿同轴度及垂直误差引起的憋劲现象，可采用图补偿同轴度及垂直误差引起的憋劲现象，可采用图补偿同轴度及垂直误差引起的憋劲现象，可采用图补偿同轴度及垂直误差引起的憋劲现象，可采用图3-53-5所示的扰性联轴器。柔性片所示的扰性联轴器。柔性片所示的扰性联轴器。柔性片所示的扰性联轴器。柔性片4 4分别用螺钉和球面垫圈与两边分别用螺钉和球面垫圈与两边分别用螺钉和球面垫圈与两边分别用螺钉和球面垫圈与两边的联轴套的联轴套的联轴套的联轴套2 2相连，通过柔性片传递扭矩。柔性片每片厚相连，通过柔性片传递扭矩。柔性片每片厚相连，通过柔性片传递扭矩。柔性片每片厚相连，通过柔性片传递扭矩。柔性片每片厚0.25mm0.25mm，材料为不锈钢。两端的位置偏差由柔性片的变形，材料为不锈钢。两端的位置偏差由柔性片的变形，材料为不锈钢。两端的位置偏差由柔性片的变形，材料为不锈钢。两端的位置偏差由柔性片的变形抵消。抵消。抵消。抵消。上一页返回(fnhu)第4页/共161页第五页，共162页。3.2 联轴器联轴器这种联轴器传递这种联轴器传递这种联轴器传递这种联轴器传递(chund)(chund)功率大，转速高，使用寿命长，能适应较大的相对位移，能在受振功率大，转速高，使用寿命长，能适应较大的相对位移，能在受振功率大，转速高，使用寿命长，能适应较大的相对位移，能在受振功率大，转速高，使用寿命长，能适应较大的相对位移，能在受振动和冲击载荷等恶劣条件下连续工作，安装、使用和维护方便、简单，作用于系统中的负荷动和冲击载荷等恶劣条件下连续工作，安装、使用和维护方便、简单，作用于系统中的负荷动和冲击载荷等恶劣条件下连续工作，安装、使用和维护方便、简单，作用于系统中的负荷动和冲击载荷等恶劣条件下连续工作，安装、使用和维护方便、简单，作用于系统中的负荷小、噪声小，因而在数控机床的进给传动系统中应用广泛。小、噪声小，因而在数控机床的进给传动系统中应用广泛。小、噪声小，因而在数控机床的进给传动系统中应用广泛。小、噪声小，因而在数控机床的进给传动系统中应用广泛。返回(fnhu)上一页第5页/共161页第六页，共162页。3.3 减速减速(jin s)机构机构3.3.1 3.3.1 齿轮传动装置齿轮传动装置齿轮传动是应用非常广泛的一种机械传动，齿轮传动是应用非常广泛的一种机械传动，各种机床的传动装置中几乎都有齿轮传动。各种机床的传动装置中几乎都有齿轮传动。在数控机床伺服进给系统中采用齿轮传动装在数控机床伺服进给系统中采用齿轮传动装置的目的置的目的(md)(md)有两个：一是将高转速转矩有两个：一是将高转速转矩的伺服电机（如步进电机、直流和交流伺服的伺服电机（如步进电机、直流和交流伺服电机等）的输出改变为低转矩的执行件的输电机等）的输出改变为低转矩的执行件的输入；另一个是使滚珠丝杠和工作台的转动惯入；另一个是使滚珠丝杠和工作台的转动惯量在系统中占有较小的比重。此外，对于开量在系统中占有较小的比重。此外，对于开环系统还可以保证所要求的运动精度。环系统还可以保证所要求的运动精度。下一页返回(fnhu)第6页/共161页第七页，共162页。3.3 减速减速(jin s)机构机构为了尽量减小齿侧间隙对数控机床加工精度的影响，经常在结构上采取措施，以减小或消除齿轮副的空行为了尽量减小齿侧间隙对数控机床加工精度的影响，经常在结构上采取措施，以减小或消除齿轮副的空行为了尽量减小齿侧间隙对数控机床加工精度的影响，经常在结构上采取措施，以减小或消除齿轮副的空行为了尽量减小齿侧间隙对数控机床加工精度的影响，经常在结构上采取措施，以减小或消除齿轮副的空行程误差。如采用双片齿轮错齿法、利用偏心套调整齿轮副中心距或采用轴向垫片调整法消除齿轮侧隙。程误差。如采用双片齿轮错齿法、利用偏心套调整齿轮副中心距或采用轴向垫片调整法消除齿轮侧隙。程误差。如采用双片齿轮错齿法、利用偏心套调整齿轮副中心距或采用轴向垫片调整法消除齿轮侧隙。程误差。如采用双片齿轮错齿法、利用偏心套调整齿轮副中心距或采用轴向垫片调整法消除齿轮侧隙。与采用同步齿形带相比，在数控机床进给传动链中采用齿轮减速装置，更易产生低频振荡，因此减速机构与采用同步齿形带相比，在数控机床进给传动链中采用齿轮减速装置，更易产生低频振荡，因此减速机构与采用同步齿形带相比，在数控机床进给传动链中采用齿轮减速装置，更易产生低频振荡，因此减速机构与采用同步齿形带相比，在数控机床进给传动链中采用齿轮减速装置，更易产生低频振荡，因此减速机构中常配置中常配置中常配置中常配置(pizh)(pizh)(pizh)(pizh)阴尼器来改善动态性能。阴尼器来改善动态性能。阴尼器来改善动态性能。阴尼器来改善动态性能。下一页返回(fnhu)上一页第7页/共161页第八页，共162页。3.3 减速减速(jin s)机构机构3.3.2 同步齿形带同步齿形带同步齿形带传动是一种新型的带传动。它利同步齿形带传动是一种新型的带传动。它利用齿形带的齿形与带轮齿依次啮合传递运动用齿形带的齿形与带轮齿依次啮合传递运动和动力，因而兼有带传动、齿轮传动及链传和动力，因而兼有带传动、齿轮传动及链传动的优点，且无相对滑动，平均传动比较准动的优点，且无相对滑动，平均传动比较准确，传动精度高，而且齿形带的强度高、厚确，传动精度高，而且齿形带的强度高、厚度小、重量轻，故可用于调整传动。齿形带度小、重量轻，故可用于调整传动。齿形带无需特别张紧，故作用在轴和轴承上的载荷无需特别张紧，故作用在轴和轴承上的载荷小，传动效率小，传动效率(xio l)也高，现已在数控机也高，现已在数控机床上广泛应用。同步齿形带的主要参数与规床上广泛应用。同步齿形带的主要参数与规格如下：格如下：（1）齿距）齿距齿距齿距P为相邻两齿在节线上的距离。由于强为相邻两齿在节线上的距离。由于强力层在工作时长度不变，所以强力层的中心力层在工作时长度不变，所以强力层的中心线被规定为齿形带的节线，并以节线的周长线被规定为齿形带的节线，并以节线的周长L作为齿形带的公称长度。作为齿形带的公称长度。下一页上一页返回(fnhu)第8页/共161页第九页，共162页。3.3 减速减速(jin s)机构机构（2 2）模数）模数）模数）模数模数定义为模数定义为模数定义为模数定义为m=pm=p，是齿形带尺寸计算的一个主要依据。，是齿形带尺寸计算的一个主要依据。，是齿形带尺寸计算的一个主要依据。，是齿形带尺寸计算的一个主要依据。（3 3）其他参数）其他参数）其他参数）其他参数(cnsh)(cnsh)齿形带的其他参数齿形带的其他参数齿形带的其他参数齿形带的其他参数(cnsh)(cnsh)和尺寸与渐开线齿条基本相同。齿形带齿形的计算公式与渐开线齿条不同，因和尺寸与渐开线齿条基本相同。齿形带齿形的计算公式与渐开线齿条不同，因和尺寸与渐开线齿条基本相同。齿形带齿形的计算公式与渐开线齿条不同，因和尺寸与渐开线齿条基本相同。齿形带齿形的计算公式与渐开线齿条不同，因为齿形带的节线在强力层上，而不在齿高中部。齿形带的标注方法是：模数为齿形带的节线在强力层上，而不在齿高中部。齿形带的标注方法是：模数为齿形带的节线在强力层上，而不在齿高中部。齿形带的标注方法是：模数为齿形带的节线在强力层上，而不在齿高中部。齿形带的标注方法是：模数x x宽度宽度宽度宽度x x齿数，即齿数，即齿数，即齿数，即m x b x zm x b x z。返回(fnhu)上一页第9页/共161页第十页，共162页。3.4 滚珠滚珠(gnzh)丝杠螺母副丝杠螺母副3.4.1滚珠丝杠螺母副的工作原理与特点滚珠丝杠螺母副的工作原理与特点1.滚珠丝杠螺母副的工作原理滚珠丝杠螺母副的工作原理滚珠丝杠螺母副的结构原理如图滚珠丝杠螺母副的结构原理如图3-6所示。所示。在丝杠在丝杠3和螺母和螺母1上都有半圆弧形的螺旋槽，上都有半圆弧形的螺旋槽，当它们套装在一起时便形成了滚珠的螺母滚当它们套装在一起时便形成了滚珠的螺母滚道。螺母上有滚珠回路管道道。螺母上有滚珠回路管道4，将几圈螺母，将几圈螺母滚道的两端连接起来，构成滚道的两端连接起来，构成(guchng)封封闭的循环滚道，并在滚道内装满滚珠闭的循环滚道，并在滚道内装满滚珠2。当。当丝杠旋转时，滚珠在滚道内既自转又沿滚道丝杠旋转时，滚珠在滚道内既自转又沿滚道循环转动，从而迫使螺母轴向移动。循环转动，从而迫使螺母轴向移动。2.滚珠丝杠螺母副的特点滚珠丝杠螺母副的特点由于滚珠丝杠在传动时，丝杠与螺母之间基由于滚珠丝杠在传动时，丝杠与螺母之间基本上是滚动磨擦，所以具有以下特点：本上是滚动磨擦，所以具有以下特点：下一页返回(fnhu)第10页/共161页第十一页，共162页。3.4 滚珠滚珠(gnzh)丝杠螺母副丝杠螺母副传动效率高，磨损损失小。滚珠丝杠螺母副的传动效率传动效率高，磨损损失小。滚珠丝杠螺母副的传动效率传动效率高，磨损损失小。滚珠丝杠螺母副的传动效率传动效率高，磨损损失小。滚珠丝杠螺母副的传动效率=0.920.96=0.920.96，比常规螺母副提高，比常规螺母副提高，比常规螺母副提高，比常规螺母副提高3434倍。因此，倍。因此，倍。因此，倍。因此，功率消耗只相当于常规丝杠螺母副的功率消耗只相当于常规丝杠螺母副的功率消耗只相当于常规丝杠螺母副的功率消耗只相当于常规丝杠螺母副的1/41/31/41/3。给予适当预紧，可消除丝杠和螺母的螺纹间隙，反向时就可以消除空行程死区，定位精度高，刚度好。给予适当预紧，可消除丝杠和螺母的螺纹间隙，反向时就可以消除空行程死区，定位精度高，刚度好。给予适当预紧，可消除丝杠和螺母的螺纹间隙，反向时就可以消除空行程死区，定位精度高，刚度好。给予适当预紧，可消除丝杠和螺母的螺纹间隙，反向时就可以消除空行程死区，定位精度高，刚度好。运动平稳运动平稳运动平稳运动平稳(pngwn)(pngwn)，无爬行现象，传动精度高。，无爬行现象，传动精度高。，无爬行现象，传动精度高。，无爬行现象，传动精度高。有可逆性，可以从旋转运动转换为直线运动，也可以从直线运动转换为旋转运动，即丝杠和螺母都可以有可逆性，可以从旋转运动转换为直线运动，也可以从直线运动转换为旋转运动，即丝杠和螺母都可以有可逆性，可以从旋转运动转换为直线运动，也可以从直线运动转换为旋转运动，即丝杠和螺母都可以有可逆性，可以从旋转运动转换为直线运动，也可以从直线运动转换为旋转运动，即丝杠和螺母都可以作为主动件。作为主动件。作为主动件。作为主动件。磨损小，使用寿命长。磨损小，使用寿命长。磨损小，使用寿命长。磨损小，使用寿命长。制造工艺复杂，成本高。滚珠丝杠和螺母等元件的加工精度要求高，表面粗糙也要求高，故制造成本高。制造工艺复杂，成本高。滚珠丝杠和螺母等元件的加工精度要求高，表面粗糙也要求高，故制造成本高。制造工艺复杂，成本高。滚珠丝杠和螺母等元件的加工精度要求高，表面粗糙也要求高，故制造成本高。制造工艺复杂，成本高。滚珠丝杠和螺母等元件的加工精度要求高，表面粗糙也要求高，故制造成本高。下一页返回(fnhu)上一页第11页/共161页第十二页，共162页。3.4 滚珠滚珠(gnzh)丝杠螺母副丝杠螺母副不能自锁。特别是对于生于垂直丝杠，由于自重的作用，下降时当传动切断后，不能立即不能自锁。特别是对于生于垂直丝杠，由于自重的作用，下降时当传动切断后，不能立即不能自锁。特别是对于生于垂直丝杠，由于自重的作用，下降时当传动切断后，不能立即不能自锁。特别是对于生于垂直丝杠，由于自重的作用，下降时当传动切断后，不能立即停止运动，故常停止运动，故常停止运动，故常停止运动，故常(chn)(chn)添加制动装置。添加制动装置。添加制动装置。添加制动装置。3.4.2 3.4.2 滚珠丝杠螺母副的循环方式滚珠丝杠螺母副的循环方式滚珠丝杠螺母副的循环方式滚珠丝杠螺母副的循环方式常用的循环方式有两种：外循环和内循环。滚珠在循环过程中有时不慌不忙常用的循环方式有两种：外循环和内循环。滚珠在循环过程中有时不慌不忙常用的循环方式有两种：外循环和内循环。滚珠在循环过程中有时不慌不忙常用的循环方式有两种：外循环和内循环。滚珠在循环过程中有时不慌不忙 丝杠脱离接触的丝杠脱离接触的丝杠脱离接触的丝杠脱离接触的称为外循环；始终与丝杠保持接触的称为内循环。滚珠每一个循环闭路称为列，每个滚珠循称为外循环；始终与丝杠保持接触的称为内循环。滚珠每一个循环闭路称为列，每个滚珠循称为外循环；始终与丝杠保持接触的称为内循环。滚珠每一个循环闭路称为列，每个滚珠循称为外循环；始终与丝杠保持接触的称为内循环。滚珠每一个循环闭路称为列，每个滚珠循环闭路内所含导程数称为圈数。内循环滚珠丝杠副的每个螺母有环闭路内所含导程数称为圈数。内循环滚珠丝杠副的每个螺母有环闭路内所含导程数称为圈数。内循环滚珠丝杠副的每个螺母有环闭路内所含导程数称为圈数。内循环滚珠丝杠副的每个螺母有2 2列、列、列、列、3 3列、列、列、列、4 4列、列、列、列、5 5列等几种，列等几种，列等几种，列等几种，每列只有一圈；外循环每列有每列只有一圈；外循环每列有每列只有一圈；外循环每列有每列只有一圈；外循环每列有1.51.5圈、圈、圈、圈、2.52.5圈和圈和圈和圈和3.53.5圈等几种。圈等几种。圈等几种。圈等几种。下一页返回(fnhu)上一页第12页/共161页第十三页，共162页。3.4 滚珠滚珠(gnzh)丝杠螺母副丝杠螺母副（1 1）外循环。）外循环。）外循环。）外循环。外循环是滚珠在循环过程结束后通过螺母外表的螺旋外循环是滚珠在循环过程结束后通过螺母外表的螺旋外循环是滚珠在循环过程结束后通过螺母外表的螺旋外循环是滚珠在循环过程结束后通过螺母外表的螺旋(luxun)(luxun)槽或插管返回丝杠螺母间重新进入槽或插管返回丝杠螺母间重新进入槽或插管返回丝杠螺母间重新进入槽或插管返回丝杠螺母间重新进入循环。如图循环。如图循环。如图循环。如图3-73-7所示，外循环滚珠丝杠螺母副按滚珠循环时的返回方式主要有端盖式、插管式和螺所示，外循环滚珠丝杠螺母副按滚珠循环时的返回方式主要有端盖式、插管式和螺所示，外循环滚珠丝杠螺母副按滚珠循环时的返回方式主要有端盖式、插管式和螺所示，外循环滚珠丝杠螺母副按滚珠循环时的返回方式主要有端盖式、插管式和螺旋旋旋旋(luxun)(luxun)槽式。槽式。槽式。槽式。（2 2）内循环。）内循环。）内循环。）内循环。如图如图如图如图3-83-8所示为内循环滚珠丝杠。内循环均采用反向器实现滚珠循环，反向器有两种类型。所示为内循环滚珠丝杠。内循环均采用反向器实现滚珠循环，反向器有两种类型。所示为内循环滚珠丝杠。内循环均采用反向器实现滚珠循环，反向器有两种类型。所示为内循环滚珠丝杠。内循环均采用反向器实现滚珠循环，反向器有两种类型。下一页返回(fnhu)上一页第13页/共161页第十四页，共162页。3.4 滚珠滚珠(gnzh)丝杠螺母副丝杠螺母副3.4.3 3.4.3 螺旋滚道型面螺旋滚道型面螺旋滚道型面的形状有多种，常见的截形有螺旋滚道型面的形状有多种，常见的截形有单圆弧型面攻双圆弧型面两种。如图单圆弧型面攻双圆弧型面两种。如图3-93-9所所示为螺旋滚道型面的简图，图中钢球与滚道示为螺旋滚道型面的简图，图中钢球与滚道表面在接触点处的公法线与螺纹表面在接触点处的公法线与螺纹(luwn)(luwn)轴线的垂线间的夹角称为接触角轴线的垂线间的夹角称为接触角，理想接，理想接触角触角=450=450。下一页返回(fnhu)上一页第14页/共161页第十五页，共162页。3.4 滚珠滚珠(gnzh)丝杠螺母副丝杠螺母副3.4.4 滚珠丝杠螺母副间隙的消除滚珠丝杠螺母副间隙的消除滚珠丝杠螺母副的间隙是轴向间隙。轴向间滚珠丝杠螺母副的间隙是轴向间隙。轴向间隙的数值是指丝杠和螺母无相对转动时，丝隙的数值是指丝杠和螺母无相对转动时，丝杠和螺母之间的最大轴向窜动量，除了结构杠和螺母之间的最大轴向窜动量，除了结构本身所有的游隙之外，还包括施加轴向载荷本身所有的游隙之外，还包括施加轴向载荷后丝杠产生弹性变形所造成的轴向窜动量。后丝杠产生弹性变形所造成的轴向窜动量。为了保证滚珠丝杠传动精度和轴向刚度，必为了保证滚珠丝杠传动精度和轴向刚度，必须消除滚珠丝杠螺母副轴向间隙。除了少数须消除滚珠丝杠螺母副轴向间隙。除了少数用微量过盈滚珠的单螺母消除间隙外，常采用微量过盈滚珠的单螺母消除间隙外，常采用双螺母结构，利用两个螺母的相对轴向位用双螺母结构，利用两个螺母的相对轴向位移，使两个滚珠丝杠螺母中的滚珠分别帖紧移，使两个滚珠丝杠螺母中的滚珠分别帖紧在螺旋在螺旋(luxun)滚道的两个相反的侧面上。滚道的两个相反的侧面上。用这种方法预紧消除轴向间隙时，应注意预用这种方法预紧消除轴向间隙时，应注意预紧力不宜过大，否则会使空载力矩增加，从紧力不宜过大，否则会使空载力矩增加，从而降低传动效率，缩短使用寿命。而降低传动效率，缩短使用寿命。下一页返回(fnhu)上一页第15页/共161页第十六页，共162页。3.4 滚珠滚珠(gnzh)丝杠螺母副丝杠螺母副常用的丝杠螺母另消除间隙的方法有单螺母消隙两类。常用的丝杠螺母另消除间隙的方法有单螺母消隙两类。常用的丝杠螺母另消除间隙的方法有单螺母消隙两类。常用的丝杠螺母另消除间隙的方法有单螺母消隙两类。（1 1）单螺母消隙。）单螺母消隙。）单螺母消隙。）单螺母消隙。单螺母变位导程预加负荷。如图单螺母变位导程预加负荷。如图单螺母变位导程预加负荷。如图单螺母变位导程预加负荷。如图3-103-10所示为单螺母变位导程预加负荷，它是在滚珠螺母体内的两所示为单螺母变位导程预加负荷，它是在滚珠螺母体内的两所示为单螺母变位导程预加负荷，它是在滚珠螺母体内的两所示为单螺母变位导程预加负荷，它是在滚珠螺母体内的两列循环珠链之间，使内螺母滚道在轴向产生一个列循环珠链之间，使内螺母滚道在轴向产生一个列循环珠链之间，使内螺母滚道在轴向产生一个列循环珠链之间，使内螺母滚道在轴向产生一个L0L0的导程突变量，从而使两列滚珠在轴向错位实的导程突变量，从而使两列滚珠在轴向错位实的导程突变量，从而使两列滚珠在轴向错位实的导程突变量，从而使两列滚珠在轴向错位实现预紧。这种调隙方法结构简单，但负荷量须预先设定且不能改变。现预紧。这种调隙方法结构简单，但负荷量须预先设定且不能改变。现预紧。这种调隙方法结构简单，但负荷量须预先设定且不能改变。现预紧。这种调隙方法结构简单，但负荷量须预先设定且不能改变。单螺母螺钉预紧。如图单螺母螺钉预紧。如图单螺母螺钉预紧。如图单螺母螺钉预紧。如图3-113-11所示，螺母的专业生产工作完成精磨之后，沿径向开一浅槽，通过内所示，螺母的专业生产工作完成精磨之后，沿径向开一浅槽，通过内所示，螺母的专业生产工作完成精磨之后，沿径向开一浅槽，通过内所示，螺母的专业生产工作完成精磨之后，沿径向开一浅槽，通过内六角调整螺钉实现间隙的调整和预紧。该专利技术成功地解决了开槽后滚珠在螺母中良好的通过性，六角调整螺钉实现间隙的调整和预紧。该专利技术成功地解决了开槽后滚珠在螺母中良好的通过性，六角调整螺钉实现间隙的调整和预紧。该专利技术成功地解决了开槽后滚珠在螺母中良好的通过性，六角调整螺钉实现间隙的调整和预紧。该专利技术成功地解决了开槽后滚珠在螺母中良好的通过性，单螺母结构不仅具有很好的性能价格比，而且单螺母结构不仅具有很好的性能价格比，而且单螺母结构不仅具有很好的性能价格比，而且单螺母结构不仅具有很好的性能价格比，而且(r qi)(r qi)间隙的调整和预紧极为方便。间隙的调整和预紧极为方便。间隙的调整和预紧极为方便。间隙的调整和预紧极为方便。下一页返回(fnhu)上一页第16页/共161页第十七页，共162页。3.4 滚珠滚珠(gnzh)丝杠螺母副丝杠螺母副（2 2）双螺母消隙。）双螺母消隙。）双螺母消隙。）双螺母消隙。垫片调隙式。如图垫片调隙式。如图垫片调隙式。如图垫片调隙式。如图3-123-12所示为垫片调隙式，调整垫片厚度使左右两螺母所示为垫片调隙式，调整垫片厚度使左右两螺母所示为垫片调隙式，调整垫片厚度使左右两螺母所示为垫片调隙式，调整垫片厚度使左右两螺母产生轴向位移，即可消除间隙和产生预紧力。这种方法结构简单，刚性好，产生轴向位移，即可消除间隙和产生预紧力。这种方法结构简单，刚性好，产生轴向位移，即可消除间隙和产生预紧力。这种方法结构简单，刚性好，产生轴向位移，即可消除间隙和产生预紧力。这种方法结构简单，刚性好，但调整不便，滚道有磨损时不能随时消除间隙和进行预紧。但调整不便，滚道有磨损时不能随时消除间隙和进行预紧。但调整不便，滚道有磨损时不能随时消除间隙和进行预紧。但调整不便，滚道有磨损时不能随时消除间隙和进行预紧。螺纹调整式。如图螺纹调整式。如图螺纹调整式。如图螺纹调整式。如图3-133-13所示为螺纹调整式，是用键限制所示为螺纹调整式，是用键限制所示为螺纹调整式，是用键限制所示为螺纹调整式，是用键限制(xinzh)(xinzh)螺母螺母螺母螺母在螺母卒内的转动。调整时，拧动圆螺母将螺母沿轴向移动一定距离，在在螺母卒内的转动。调整时，拧动圆螺母将螺母沿轴向移动一定距离，在在螺母卒内的转动。调整时，拧动圆螺母将螺母沿轴向移动一定距离，在在螺母卒内的转动。调整时，拧动圆螺母将螺母沿轴向移动一定距离，在消除间隙之后用圆螺母将其锁紧。这种方法结构简单紧凑，调整方便，但消除间隙之后用圆螺母将其锁紧。这种方法结构简单紧凑，调整方便，但消除间隙之后用圆螺母将其锁紧。这种方法结构简单紧凑，调整方便，但消除间隙之后用圆螺母将其锁紧。这种方法结构简单紧凑，调整方便，但调整精度较差，且易于松动。调整精度较差，且易于松动。调整精度较差，且易于松动。调整精度较差，且易于松动。下一页返回(fnhu)上一页第17页/共161页第十八页，共162页。3.4 滚珠滚珠(gnzh)丝杠螺母副丝杠螺母副齿差间隙式。如图齿差间隙式。如图齿差间隙式。如图齿差间隙式。如图3-143-14所示为齿差调隙式，螺母所示为齿差调隙式，螺母所示为齿差调隙式，螺母所示为齿差调隙式，螺母1 1和和和和2 2的凸缘上各制有一个圆柱外齿轮，两个齿的凸缘上各制有一个圆柱外齿轮，两个齿的凸缘上各制有一个圆柱外齿轮，两个齿的凸缘上各制有一个圆柱外齿轮，两个齿轮的齿数相差一个齿，两个内齿圈轮的齿数相差一个齿，两个内齿圈轮的齿数相差一个齿，两个内齿圈轮的齿数相差一个齿，两个内齿圈3 3和和和和4 4怀外齿轮数分别相同，并用预紧螺钉和销钉固定在螺母座的怀外齿轮数分别相同，并用预紧螺钉和销钉固定在螺母座的怀外齿轮数分别相同，并用预紧螺钉和销钉固定在螺母座的怀外齿轮数分别相同，并用预紧螺钉和销钉固定在螺母座的两端。调整时先将内齿圈取下，根据间隙的大小调整两个螺母分别向相同的方向转过一个或多个齿，两端。调整时先将内齿圈取下，根据间隙的大小调整两个螺母分别向相同的方向转过一个或多个齿，两端。调整时先将内齿圈取下，根据间隙的大小调整两个螺母分别向相同的方向转过一个或多个齿，两端。调整时先将内齿圈取下，根据间隙的大小调整两个螺母分别向相同的方向转过一个或多个齿，使两个螺母在轴向移近了相应的距离达到使两个螺母在轴向移近了相应的距离达到使两个螺母在轴向移近了相应的距离达到使两个螺母在轴向移近了相应的距离达到(d do)(d do)调整间隙和预紧的目的。调整间隙和预紧的目的。调整间隙和预紧的目的。调整间隙和预紧的目的。（3 3）滚珠丝杠螺母副的预紧力）滚珠丝杠螺母副的预紧力）滚珠丝杠螺母副的预紧力）滚珠丝杠螺母副的预紧力滚珠丝杠螺母副预紧的基本原理是使两个螺母产生轴向位移，以消除它们之间的间隙和施加预紧力。滚珠丝杠螺母副预紧的基本原理是使两个螺母产生轴向位移，以消除它们之间的间隙和施加预紧力。滚珠丝杠螺母副预紧的基本原理是使两个螺母产生轴向位移，以消除它们之间的间隙和施加预紧力。滚珠丝杠螺母副预紧的基本原理是使两个螺母产生轴向位移，以消除它们之间的间隙和施加预紧力。为保证传动精度及刚度，滚珠丝杠螺母副消除传动间隙外，还要求预紧。预紧力为保证传动精度及刚度，滚珠丝杠螺母副消除传动间隙外，还要求预紧。预紧力为保证传动精度及刚度，滚珠丝杠螺母副消除传动间隙外，还要求预紧。预紧力为保证传动精度及刚度，滚珠丝杠螺母副消除传动间隙外，还要求预紧。预紧力FVFV的计算公式为的计算公式为的计算公式为的计算公式为 FV=FV=（1/31/3）F maxF max下一页返回(fnhu)上一页第18页/共161页第十九页，共162页。3.4 滚珠滚珠(gnzh)丝杠螺母副丝杠螺母副式中，式中，式中，式中，F max F max 轴向最大工作载荷。轴向最大工作载荷。轴向最大工作载荷。轴向最大工作载荷。上述消除滚珠丝杠螺母副轴向间隙的方法，都对螺母进行预紧。调整时只要注意预紧力大小上述消除滚珠丝杠螺母副轴向间隙的方法，都对螺母进行预紧。调整时只要注意预紧力大小上述消除滚珠丝杠螺母副轴向间隙的方法，都对螺母进行预紧。调整时只要注意预紧力大小上述消除滚珠丝杠螺母副轴向间隙的方法，都对螺母进行预紧。调整时只要注意预紧力大小FV=FV=（1/31/3）F maxF max即可。即可。即可。即可。3.4.5 3.4.5 滚珠丝杠螺母副的支承滚珠丝杠螺母副的支承滚珠丝杠螺母副的支承滚珠丝杠螺母副的支承(zh chn)(zh chn)与制动与制动与制动与制动1.1.滚珠丝杠螺母副的支承滚珠丝杠螺母副的支承滚珠丝杠螺母副的支承滚珠丝杠螺母副的支承(zh chn)(zh chn)方式方式方式方式数控机床的进给系统要获得较高的传动刚度，除了加强滚珠丝杠螺母副本身的刚度外，滚珠数控机床的进给系统要获得较高的传动刚度，除了加强滚珠丝杠螺母副本身的刚度外，滚珠数控机床的进给系统要获得较高的传动刚度，除了加强滚珠丝杠螺母副本身的刚度外，滚珠数控机床的进给系统要获得较高的传动刚度，除了加强滚珠丝杠螺母副本身的刚度外，滚珠丝杠的正确安装及支承丝杠的正确安装及支承丝杠的正确安装及支承丝杠的正确安装及支承(zh chn)(zh chn)结构的刚度也是不可忽视的因素。滚珠丝杠常用推力轴结构的刚度也是不可忽视的因素。滚珠丝杠常用推力轴结构的刚度也是不可忽视的因素。滚珠丝杠常用推力轴结构的刚度也是不可忽视的因素。滚珠丝杠常用推力轴承支座，以提高轴向刚度，滚珠丝杠在数控机床上的安装支承承支座，以提高轴向刚度，滚珠丝杠在数控机床上的安装支承承支座，以提高轴向刚度，滚珠丝杠在数控机床上的安装支承承支座，以提高轴向刚度，滚珠丝杠在数控机床上的安装支承(zh chn)(zh chn)方式有以下几种。方式有以下几种。方式有以下几种。方式有以下几种。下一页返回(fnhu)上一页第19页/共161页第二十页，共162页。3.4 滚珠滚珠(gnzh)丝杠螺母副丝杠螺母副（1 1）一端装推力轴承（固定）一端装推力轴承（固定）一端装推力轴承（固定）一端装推力轴承（固定自由式）自由式）自由式）自由式）如图如图如图如图3-153-15所示，这种安装方式的承载能力小，轴向刚度低，只适用于短丝杠，一般用于数控所示，这种安装方式的承载能力小，轴向刚度低，只适用于短丝杠，一般用于数控所示，这种安装方式的承载能力小，轴向刚度低，只适用于短丝杠，一般用于数控