數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)械部件
http://m.dcyhziu.cn 2007/6/27 源自:中華職工學(xué)習(xí)網(wǎng) 【字體：
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通常，一個(gè)典型的數(shù)控機(jī)床閉環(huán)控制進(jìn)給系統(tǒng)，由位置比較，放大元件、驅(qū)動(dòng)單元、機(jī)械傳動(dòng)裝置和檢測(cè)反饋元件等幾部分組成。其中，機(jī)械傳動(dòng)裝置是位置控制中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。這里所說的機(jī)械傳動(dòng)裝置，是指將驅(qū)動(dòng)源的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)楣ぷ髋_(tái)的直線運(yùn)動(dòng)的整個(gè)機(jī)械傳動(dòng)鏈，包括齒輪裝置、絲杠螺母副等中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
一、聯(lián)軸器
聯(lián)軸器是用來連接寄給機(jī)構(gòu)的兩根軸使之一起回轉(zhuǎn)移傳遞扭矩和運(yùn)動(dòng)的一種裝置。目前聯(lián)軸器的類型繁多，有液力式、電磁式和機(jī)械式。機(jī)械式聯(lián)軸器的應(yīng)用最為廣泛。
套筒聯(lián)軸器構(gòu)造簡(jiǎn)單，徑向尺寸小，但裝卸困難(軸需作軸向移動(dòng))。且要求兩軸嚴(yán)格對(duì)中，不允許有徑向或角度偏差，因此使用時(shí)受到一定限制。
繞行聯(lián)軸器采用錐形夾緊環(huán)傳遞載荷，可使動(dòng)力傳遞沒有方向間隙。
凸緣式聯(lián)軸器構(gòu)造簡(jiǎn)單、成本的、可傳遞較大扭矩，常用于轉(zhuǎn)速低、五種及、軸的剛性大及對(duì)中性好的場(chǎng)合。他的主要缺點(diǎn)是對(duì)兩軸的對(duì)中性要求很高。若兩軸間存在位移與傾斜，救在機(jī)件內(nèi)引起附加載荷，使工作狀況惡化。
二、減速機(jī)構(gòu)
1）齒輪傳動(dòng)裝置
齒輪傳動(dòng)是應(yīng)用非常廣泛的一種機(jī)械傳動(dòng)，各種機(jī)床的傳動(dòng)裝置中幾乎都有齒輪傳動(dòng)。在數(shù)控機(jī)床伺服進(jìn)給系統(tǒng)中采用齒輪傳動(dòng)裝置的目的有兩個(gè)。一是將高轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)矩的伺服電機(jī)(如步進(jìn)電機(jī)、直流和交流伺服電機(jī)等)的輸出改變?yōu)榈娃D(zhuǎn)速大轉(zhuǎn)矩的執(zhí)行件的輸入；另一是使?jié)L珠絲杠和工作臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在系統(tǒng)中專有較小的比重。此外，對(duì)于開環(huán)系統(tǒng)還可以保證所要求的運(yùn)動(dòng)精度。
為了盡量減小齒側(cè)間隙對(duì)數(shù)控機(jī)床加工精度的影響，經(jīng)常在結(jié)構(gòu)上采取措施，以減小或消除齒輪副的空程誤差。如采用雙片齒輪錯(cuò)齒法、利用偏心套調(diào)整齒輪副中心距或采用軸向墊片調(diào)整法消除齒輪側(cè)隙。
與采用同步齒形帶相比，在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)鏈中采用齒輪減速裝置，更易產(chǎn)生低頻振蕩，因此減速機(jī)構(gòu)中常配置阻尼器來改善動(dòng)態(tài)性能。
2）同步齒形帶
同步齒形帶傳動(dòng)是一種新型的帶傳動(dòng)。他利用齒形帶的齒形與帶輪的輪齒依次嚙合傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，因而兼有帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)及鏈傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，且無相對(duì)滑動(dòng)，平均傳動(dòng)比較準(zhǔn)確，傳動(dòng)精度高，而且齒形帶的強(qiáng)度高、厚度小、重量輕、故可用于高速傳動(dòng)。齒形帶無需特別張緊，故作用在軸和軸承上的載荷小，傳動(dòng)效率也高，現(xiàn)已在數(shù)控機(jī)床上廣泛應(yīng)用。同步齒形帶的主要數(shù)與規(guī)格如下：
·齒距 齒距p為相鄰兩齒在節(jié)線上的距離。由于強(qiáng)力層在工作時(shí)度不變，所以強(qiáng)力層的中心線被規(guī)定為齒形帶的節(jié)線(中性層)，并以節(jié)線的周長(zhǎng)L作為齒形帶的公稱長(zhǎng)度。
·模數(shù) 模數(shù)定義為m=p/π,使齒形帶尺寸計(jì)算的一個(gè)主要依據(jù)。
·其它參數(shù) 齒形帶的其它參數(shù)和尺寸與漸開線齒條基本相同。齒形帶齒形的計(jì)算公式與漸開線齒條不同，因?yàn)辇X形帶的節(jié)線在強(qiáng)力層上，而不在齒高中部。
齒形帶的標(biāo)注方法是：模數(shù)×寬度×齒數(shù)，即m×b×z。
三、滾珠絲杠螺母副
為了提高進(jìn)給系統(tǒng)的靈敏度、定位精度和防止爬行，必須降低數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的摩擦并減少靜、動(dòng)摩擦系數(shù)之差。因此，形成不太長(zhǎng)的直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)常用滾珠絲杠副。
滾珠絲杠副的傳動(dòng)效率高達(dá)85%-98%，是普通滑動(dòng)絲杠副的2-4倍。滾珠絲杠副的摩擦角小于1°，因此不自鎖。如果滾珠絲杠副驅(qū)動(dòng)升降運(yùn)動(dòng)(如主軸箱或升降臺(tái)的升降)，則必須有制動(dòng)裝置。
滾珠絲杠的靜、動(dòng)摩擦系數(shù)實(shí)際上幾乎沒有什么差別。它可以消除反向間隙并施加預(yù)載，有助于提高定位精度和剛度。滾珠絲杠由專門工廠制造。
一、聯(lián)軸器
聯(lián)軸器是用來連接寄給機(jī)構(gòu)的兩根軸使之一起回轉(zhuǎn)移傳遞扭矩和運(yùn)動(dòng)的一種裝置。目前聯(lián)軸器的類型繁多，有液力式、電磁式和機(jī)械式。機(jī)械式聯(lián)軸器的應(yīng)用最為廣泛。
套筒聯(lián)軸器構(gòu)造簡(jiǎn)單，徑向尺寸小，但裝卸困難(軸需作軸向移動(dòng))。且要求兩軸嚴(yán)格對(duì)中，不允許有徑向或角度偏差，因此使用時(shí)受到一定限制。
繞行聯(lián)軸器采用錐形夾緊環(huán)傳遞載荷，可使動(dòng)力傳遞沒有方向間隙。
凸緣式聯(lián)軸器構(gòu)造簡(jiǎn)單、成本的、可傳遞較大扭矩，常用于轉(zhuǎn)速低、五種及、軸的剛性大及對(duì)中性好的場(chǎng)合。他的主要缺點(diǎn)是對(duì)兩軸的對(duì)中性要求很高。若兩軸間存在位移與傾斜，救在機(jī)件內(nèi)引起附加載荷，使工作狀況惡化。
二、減速機(jī)構(gòu)
1）齒輪傳動(dòng)裝置
齒輪傳動(dòng)是應(yīng)用非常廣泛的一種機(jī)械傳動(dòng)，各種機(jī)床的傳動(dòng)裝置中幾乎都有齒輪傳動(dòng)。在數(shù)控機(jī)床伺服進(jìn)給系統(tǒng)中采用齒輪傳動(dòng)裝置的目的有兩個(gè)。一是將高轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)矩的伺服電機(jī)(如步進(jìn)電機(jī)、直流和交流伺服電機(jī)等)的輸出改變?yōu)榈娃D(zhuǎn)速大轉(zhuǎn)矩的執(zhí)行件的輸入；另一是使?jié)L珠絲杠和工作臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在系統(tǒng)中專有較小的比重。此外，對(duì)于開環(huán)系統(tǒng)還可以保證所要求的運(yùn)動(dòng)精度。
為了盡量減小齒側(cè)間隙對(duì)數(shù)控機(jī)床加工精度的影響，經(jīng)常在結(jié)構(gòu)上采取措施，以減小或消除齒輪副的空程誤差。如采用雙片齒輪錯(cuò)齒法、利用偏心套調(diào)整齒輪副中心距或采用軸向墊片調(diào)整法消除齒輪側(cè)隙。
與采用同步齒形帶相比，在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)鏈中采用齒輪減速裝置，更易產(chǎn)生低頻振蕩，因此減速機(jī)構(gòu)中常配置阻尼器來改善動(dòng)態(tài)性能。
2）同步齒形帶
同步齒形帶傳動(dòng)是一種新型的帶傳動(dòng)。他利用齒形帶的齒形與帶輪的輪齒依次嚙合傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，因而兼有帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)及鏈傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，且無相對(duì)滑動(dòng)，平均傳動(dòng)比較準(zhǔn)確，傳動(dòng)精度高，而且齒形帶的強(qiáng)度高、厚度小、重量輕、故可用于高速傳動(dòng)。齒形帶無需特別張緊，故作用在軸和軸承上的載荷小，傳動(dòng)效率也高，現(xiàn)已在數(shù)控機(jī)床上廣泛應(yīng)用。同步齒形帶的主要數(shù)與規(guī)格如下：
·齒距 齒距p為相鄰兩齒在節(jié)線上的距離。由于強(qiáng)力層在工作時(shí)度不變，所以強(qiáng)力層的中心線被規(guī)定為齒形帶的節(jié)線(中性層)，并以節(jié)線的周長(zhǎng)L作為齒形帶的公稱長(zhǎng)度。
·模數(shù) 模數(shù)定義為m=p/π,使齒形帶尺寸計(jì)算的一個(gè)主要依據(jù)。
·其它參數(shù) 齒形帶的其它參數(shù)和尺寸與漸開線齒條基本相同。齒形帶齒形的計(jì)算公式與漸開線齒條不同，因?yàn)辇X形帶的節(jié)線在強(qiáng)力層上，而不在齒高中部。
齒形帶的標(biāo)注方法是：模數(shù)×寬度×齒數(shù)，即m×b×z。
三、滾珠絲杠螺母副
為了提高進(jìn)給系統(tǒng)的靈敏度、定位精度和防止爬行，必須降低數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的摩擦并減少靜、動(dòng)摩擦系數(shù)之差。因此，形成不太長(zhǎng)的直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)常用滾珠絲杠副。
滾珠絲杠副的傳動(dòng)效率高達(dá)85%-98%，是普通滑動(dòng)絲杠副的2-4倍。滾珠絲杠副的摩擦角小于1°，因此不自鎖。如果滾珠絲杠副驅(qū)動(dòng)升降運(yùn)動(dòng)(如主軸箱或升降臺(tái)的升降)，則必須有制動(dòng)裝置。
滾珠絲杠的靜、動(dòng)摩擦系數(shù)實(shí)際上幾乎沒有什么差別。它可以消除反向間隙并施加預(yù)載，有助于提高定位精度和剛度。滾珠絲杠由專門工廠制造。
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