数控数控机床的进给传动系统学习教案.pptx
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1、会计学1数控数控机床数控数控机床(sh kn j chun)的进给的进给传动系统传动系统第一页,共56页。21.1.进给系统的功用进给系统的功用进给系统的功用进给系统的功用 协助协助协助协助(xizh)(xizh)完成加工表面的成形运动,传递所需的运动及动力。完成加工表面的成形运动,传递所需的运动及动力。完成加工表面的成形运动,传递所需的运动及动力。完成加工表面的成形运动,传递所需的运动及动力。2.2.进给系统机械部分的组成进给系统机械部分的组成进给系统机械部分的组成进给系统机械部分的组成传动机构传动机构传动机构传动机构+运动变换机构运动变换机构运动变换机构运动变换机构+导向机构导向机构导向机
2、构导向机构+执行件(工作台)执行件(工作台)执行件(工作台)执行件(工作台)传动机构传动机构传动机构传动机构:齿轮传动、同步带传动齿轮传动、同步带传动齿轮传动、同步带传动齿轮传动、同步带传动运动变换:丝杠螺母副、蜗杆齿条副、齿轮齿条副等运动变换:丝杠螺母副、蜗杆齿条副、齿轮齿条副等运动变换:丝杠螺母副、蜗杆齿条副、齿轮齿条副等运动变换:丝杠螺母副、蜗杆齿条副、齿轮齿条副等导向机构:导轨(滑动导轨、滚动导轨、静压导轨)导向机构:导轨(滑动导轨、滚动导轨、静压导轨)导向机构:导轨(滑动导轨、滚动导轨、静压导轨)导向机构:导轨(滑动导轨、滚动导轨、静压导轨)第1页/共56页第二页,共56页。3第二节
3、第二节 数控机床数控机床(sh kn j chun)进给传动系统的基本形进给传动系统的基本形式式丝杠副、齿轮齿条丝杠副、齿轮齿条(ch(ch tio)tio)副和直线电动机副和直线电动机一、滚珠丝杠副一、滚珠丝杠副 工作原理:丝杆(螺母工作原理:丝杆(螺母(lum))旋转,滚珠在封闭滚道内沿滚道滚动、迫使螺母)旋转,滚珠在封闭滚道内沿滚道滚动、迫使螺母(lum)(丝杆)轴向移动(丝杆)轴向移动第2页/共56页第三页,共56页。41-丝杠丝杠 2-滚道滚道 3-螺母螺母(lum)4-滚滚珠珠第3页/共56页第四页,共56页。51.滚珠(gnzh)丝杠的工作原理及特点(1)原理(2)特点传动效率高
4、,摩擦损失小 滚珠(gnzh)丝杆螺母副的传动效率0.920.96,可实现高速运动。运动平稳无爬行 由于摩擦阻力小,动、静摩擦系数之差极小,故运动平稳,不易出现爬行现象。传动精度高,反向时无空程 滚珠(gnzh)丝杆副经预紧后,可消除轴向间隙。磨损小 精度保持性好,使用寿命长。不能自锁具有运动的可逆性可以将旋转运动转换成直线运动,也可将直线运动转换成旋转运动,即丝杆和螺母均可作主动件或从动件。制造成本高 由于结构复杂,丝杆和螺母等元件的加工精度和表面质量要求高,故制造成本高。第4页/共56页第五页,共56页。6 滚珠循环方式滚珠循环方式 外循环外循环滚珠在循环过程中回珠时与丝杠脱滚珠在循环过程
5、中回珠时与丝杠脱离接触的结构;离接触的结构;采用弧形铜管形成滚珠返回通道,采用弧形铜管形成滚珠返回通道,由弯管的端部引导由弯管的端部引导(yndo)滚珠;滚珠;其工作圈数是其工作圈数是2.5圈或圈或3.5圈圈,12列。列。丝杆第5页/共56页第六页,共56页。7第6页/共56页第七页,共56页。8内循环内循环(xnhun)滚珠在循环滚珠在循环(xnhun)过程中始终与丝杠保持接触的结构。过程中始终与丝杠保持接触的结构。采用圆柱凸键反向器实现滚珠循环采用圆柱凸键反向器实现滚珠循环(xnhun),反向器嵌,反向器嵌入螺母内入螺母内 工作圈数是工作圈数是3列。列。第7页/共56页第八页,共56页。9
6、靠螺母上安装的反向器接通相邻滚道,使滚珠成单圈循环,如图所示。反向器的数目与滚珠靠螺母上安装的反向器接通相邻滚道,使滚珠成单圈循环,如图所示。反向器的数目与滚珠靠螺母上安装的反向器接通相邻滚道,使滚珠成单圈循环,如图所示。反向器的数目与滚珠靠螺母上安装的反向器接通相邻滚道,使滚珠成单圈循环,如图所示。反向器的数目与滚珠圈数相等。圈数相等。圈数相等。圈数相等。结构紧凑,刚度好,滚珠流通性好,摩擦损失小,但制造较困难。结构紧凑,刚度好,滚珠流通性好,摩擦损失小,但制造较困难。结构紧凑,刚度好,滚珠流通性好,摩擦损失小,但制造较困难。结构紧凑,刚度好,滚珠流通性好,摩擦损失小,但制造较困难。适用于高
7、灵敏、高精度的进给系统适用于高灵敏、高精度的进给系统适用于高灵敏、高精度的进给系统适用于高灵敏、高精度的进给系统(xtng)(xtng)(xtng)(xtng),不宜用于重载传动中。,不宜用于重载传动中。,不宜用于重载传动中。,不宜用于重载传动中。第8页/共56页第九页,共56页。10第9页/共56页第十页,共56页。11第10页/共56页第十一页,共56页。12滚珠丝杠副轴向间隙的调整为了保证滚珠丝杠反向传动精度和轴向刚度,必须消除滚珠丝杆螺母副轴向间隙。消除间隙的方法常采用双螺母结构,利用两个螺母的相对轴向位移,使每个螺母中的滚珠分别(fnbi)接触丝杆滚道的左右两侧。用这种方法预紧消除轴
8、向间隙时,预紧力一般应为最大轴向负载的l/3。当要求不太高时,预紧力可小于此值。第11页/共56页第十二页,共56页。13双螺母垫片式消隙双螺母垫片式消隙 如图所示,此种形式结构简单可靠、如图所示,此种形式结构简单可靠、刚度好,应用最为广泛,在双螺母间加垫刚度好,应用最为广泛,在双螺母间加垫片的形式可由专业生产厂根据用户要求事片的形式可由专业生产厂根据用户要求事先调整先调整(tiozhng)(tiozhng)好预紧力,使用时装卸好预紧力,使用时装卸非常方便。非常方便。结构简单、刚性好,调整结构简单、刚性好,调整(tiozhng)(tiozhng)不便,滚道有磨损时不能随时不便,滚道有磨损时不能
9、随时消除间隙和进行预紧。消除间隙和进行预紧。第12页/共56页第十三页,共56页。14第13页/共56页第十四页,共56页。15 图示是双螺母垫片调隙式结构,其螺母本身与单螺母相同,它通过修磨垫片的厚度来调图示是双螺母垫片调隙式结构,其螺母本身与单螺母相同,它通过修磨垫片的厚度来调整轴向间隙。这种调整方法具有结构简单,刚性好,拆装方便整轴向间隙。这种调整方法具有结构简单,刚性好,拆装方便(fngbin)(fngbin)等优点,但它很等优点,但它很难在一次修磨中调整完毕,调整的精度也不如齿差调隙式好。难在一次修磨中调整完毕,调整的精度也不如齿差调隙式好。第14页/共56页第十五页,共56页。16
10、双螺母(lum)垫片调整法(端部加垫片)图例第15页/共56页第十六页,共56页。17n n双螺母螺纹式消隙双螺母螺纹式消隙双螺母螺纹式消隙双螺母螺纹式消隙n n 如图所示,利用一个螺母上的外螺纹,通过圆螺母调整两个如图所示,利用一个螺母上的外螺纹,通过圆螺母调整两个如图所示,利用一个螺母上的外螺纹,通过圆螺母调整两个如图所示,利用一个螺母上的外螺纹,通过圆螺母调整两个(lin(lin(lin(lin)螺母的相对轴向位置实现预紧,调整好后用另一个圆螺母锁紧,这种结构螺母的相对轴向位置实现预紧,调整好后用另一个圆螺母锁紧,这种结构螺母的相对轴向位置实现预紧,调整好后用另一个圆螺母锁紧,这种结构螺
11、母的相对轴向位置实现预紧,调整好后用另一个圆螺母锁紧,这种结构调整方便,且可在使用过程中,随时调整,但预紧力大小不能准确控制。调整方便,且可在使用过程中,随时调整,但预紧力大小不能准确控制。调整方便,且可在使用过程中,随时调整,但预紧力大小不能准确控制。调整方便,且可在使用过程中,随时调整,但预紧力大小不能准确控制。n n调整精度较差。调整精度较差。调整精度较差。调整精度较差。第16页/共56页第十七页,共56页。18双螺母螺纹(luwn)消隙图例第17页/共56页第十八页,共56页。19n n齿差式消隙齿差式消隙齿差式消隙齿差式消隙 如图所示,在两个螺母的凸缘上各制有圆柱外齿轮,分别与固紧在
12、套筒如图所示,在两个螺母的凸缘上各制有圆柱外齿轮,分别与固紧在套筒如图所示,在两个螺母的凸缘上各制有圆柱外齿轮,分别与固紧在套筒如图所示,在两个螺母的凸缘上各制有圆柱外齿轮,分别与固紧在套筒两端两端两端两端(lin dun)(lin dun)(lin dun)(lin dun)的内齿圈相啮合,其齿数分别为的内齿圈相啮合,其齿数分别为的内齿圈相啮合,其齿数分别为的内齿圈相啮合,其齿数分别为Z1Z1Z1Z1、Z2Z2Z2Z2,并相差一个齿。调整时,并相差一个齿。调整时,并相差一个齿。调整时,并相差一个齿。调整时,先取下内齿圈,让两个螺母相对于套筒同方向都转动一个齿,然后再插入内齿圈,则先取下内齿圈
13、,让两个螺母相对于套筒同方向都转动一个齿,然后再插入内齿圈,则先取下内齿圈,让两个螺母相对于套筒同方向都转动一个齿,然后再插入内齿圈,则先取下内齿圈,让两个螺母相对于套筒同方向都转动一个齿,然后再插入内齿圈,则两个螺母便产生相对角位移,其轴向位移量为:两个螺母便产生相对角位移,其轴向位移量为:两个螺母便产生相对角位移,其轴向位移量为:两个螺母便产生相对角位移,其轴向位移量为:n n式中式中式中式中Z1Z1Z1Z1、Z2Z2Z2Z2为齿轮的齿数,为齿轮的齿数,为齿轮的齿数,为齿轮的齿数,PhPhPhPh为滚珠丝杠的导程。为滚珠丝杠的导程。为滚珠丝杠的导程。为滚珠丝杠的导程。第18页/共56页第十
14、九页,共56页。20齿差式消隙图例(tl)第19页/共56页第二十页,共56页。214滚珠(gnzh)丝杆副的支承方式(1)一端一端(ydun)(ydun)装止推轴承装止推轴承(固定自由式固定自由式)如图如图a a所示。所示。这种安装方式的承载能力小,轴向刚度低,仅适应于短丝这种安装方式的承载能力小,轴向刚度低,仅适应于短丝杆。杆。第20页/共56页第二十一页,共56页。224滚珠(gnzh)丝杆副的支承方式(2)一端装止推轴承,另一端装深沟球轴承一端装止推轴承,另一端装深沟球轴承(固定支承式固定支承式)如图如图b b所示。滚珠丝杆较长时,一端装止推轴承固定,另一端由深沟球所示。滚珠丝杆较长时
15、,一端装止推轴承固定,另一端由深沟球轴承支承。为了减少丝杆热变形的影响,止推轴承的安装轴承支承。为了减少丝杆热变形的影响,止推轴承的安装(nzhung)(nzhung)位置应远离热源。位置应远离热源。第21页/共56页第二十二页,共56页。234滚珠丝杆副的支承(zh chn)方式(3)两端装推力轴承两端装推力轴承(zhuchng)(zhuchng)(单推(单推单推式或双推单推式或双推单推式)单推式)如图如图c c所示。这种方式是对丝杠进行预拉伸安装。这样做的好处所示。这种方式是对丝杠进行预拉伸安装。这样做的好处是:减少丝杠因自重引起的弯曲变形;在推力轴承是:减少丝杠因自重引起的弯曲变形;在推
16、力轴承(zhuchng)(zhuchng)预紧力大于丝杠最大轴向载荷预紧力大于丝杠最大轴向载荷1/31/3的条件下,丝杠拉压刚度可提的条件下,丝杠拉压刚度可提高四倍;丝杠不会因温升而伸长,从而保持丝杠精度。高四倍;丝杠不会因温升而伸长,从而保持丝杠精度。第22页/共56页第二十三页,共56页。244滚珠(gnzh)丝杆副的支承方式(4)两端两端(lin dun)(lin dun)装双重止推轴承及深沟球轴承装双重止推轴承及深沟球轴承(固定固定式固定固定式)如如图图d d所示。为提高刚度,丝杆两端所示。为提高刚度,丝杆两端(lin dun)(lin dun)采用双重支承,采用双重支承,如止推轴承和
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