第4章 数控机床的进给传动系统PPT课件
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数控机床进给传动系统课件
数控机床进给传动系统的发展 趋势与前景展望
高速、高精度、高可靠性发展趋势
高速化
随着制造业的飞速发展，对加工效率的要求也越来越高。为了满足这一需求，数控机床进 给传动系统正朝着高速化的方向发展。通过优化结构设计、提高驱动元件性能、降低传动 链的摩擦和惯量等方法，可以实现更高的进给速度，从而提高加工效率。
各种传动装置的特点和适用场景。
传动精度保障
阐述如何通过制造工艺和装配技 术，确保传动装置的高精度和稳 定性，以满足机床的加工精度要
求。
高效传动设计
分析如何提高传动装置的运动效 率，降低能耗，提高机床的整体
性能。
数控技术及其在进给传动系统中的应用
数控技术概述
01
简要介绍数控技术的发展历程、基本原理和核心技术。
控制系统升级
引入高精度磨削控制算法，优 化磨削过程中的进给速度和切 削深度。
传动改造
更换磨损严重的滚珠丝杠副、 导轨等传动元件，选用高精度 轴承和联轴器。
效果验证
采用标准试件进行磨削试验， 利用表面粗糙度仪、三坐标测 量机等设备对磨削效果进行评估。
案例三
维护内容
定期对传动元件进行检查、清洁、润滑和紧固，更换磨损 严重的零部件。
轨滑块上移动。
3. 通过控制系统调节伺服电 机的旋转速度，实现工作台的
匀速、变速等运动模式。
数控机床进给传动系统的分类和特点
分类 开环进给传动系统：结构简单，成本低，但精度较低。
闭环进给传动系统：精度高，稳定性好，但成本较高。
数控机床进给传动系统的分类和特点
特点 高精度：数控机床进给传动系统具有较高的定位精度和重复定位精度。 高刚度：系统具备较高的刚度，能够承受切削力，保证加工精度。
高速、高精度、高可靠性发展趋势
高速化
随着制造业的飞速发展，对加工效率的要求也越来越高。为了满足这一需求，数控机床进 给传动系统正朝着高速化的方向发展。通过优化结构设计、提高驱动元件性能、降低传动 链的摩擦和惯量等方法，可以实现更高的进给速度，从而提高加工效率。
各种传动装置的特点和适用场景。
传动精度保障
阐述如何通过制造工艺和装配技 术，确保传动装置的高精度和稳 定性，以满足机床的加工精度要
求。
高效传动设计
分析如何提高传动装置的运动效 率，降低能耗，提高机床的整体
性能。
数控技术及其在进给传动系统中的应用
数控技术概述
01
简要介绍数控技术的发展历程、基本原理和核心技术。
控制系统升级
引入高精度磨削控制算法，优 化磨削过程中的进给速度和切 削深度。
传动改造
更换磨损严重的滚珠丝杠副、 导轨等传动元件，选用高精度 轴承和联轴器。
效果验证
采用标准试件进行磨削试验， 利用表面粗糙度仪、三坐标测 量机等设备对磨削效果进行评估。
案例三
维护内容
定期对传动元件进行检查、清洁、润滑和紧固，更换磨损 严重的零部件。
轨滑块上移动。
3. 通过控制系统调节伺服电 机的旋转速度，实现工作台的
匀速、变速等运动模式。
数控机床进给传动系统的分类和特点
分类 开环进给传动系统：结构简单，成本低，但精度较低。
闭环进给传动系统：精度高，稳定性好，但成本较高。
数控机床进给传动系统的分类和特点
特点 高精度：数控机床进给传动系统具有较高的定位精度和重复定位精度。 高刚度：系统具备较高的刚度，能够承受切削力，保证加工精度。
数控机床的进给传动系统
详细描述
刚度是指数控机床在受到外力作用时，进给 传动系统抵抗变形的能力。高刚度的数控机 床能够减小受力变形对加工精度的影响，提 高加工质量。
速度与加速度
总结词
速度与加速度是衡量数控机床进给传动系统 动态性能的指标。
详细描述
速度与加速度是指数控机床在加工过程中， 进给传动系统能够达到的最大移动速度和加 速度。高速度和高加速度的数控机床能够缩
更换磨损件
对磨损严重的部件进行更 换，保证进给传动系统的 正常运行。
调整参数
根据实际运行情况，对进 给传动系统的参数进行调 整，优化其性能。
常见故ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ诊断与排除
噪音异常
温度过高
检查进给传动系统是否有异常噪音， 判断是否需要更换轴承或齿轮。
检测进给传动系统的温度，如温度过 高，需检查润滑系统是否正常工作。
03
数控机床进给传动系统的分 类
滚珠丝杠螺母副传动
总结词
滚珠丝杠螺母副传动是数控机床中最常用的进给传动方式之一，具有高精度、 高刚度、高可靠性的特点。
详细描述
滚珠丝杠螺母副传动通过将旋转运动转换为直线运动，实现工作台的进给运动。 其优点在于传动效率高、传动精度稳定、使用寿命长，且具有较高的刚度，能 够满足大多数数控机床的进给传动需求。
运行抖动
观察进给传动系统的运行情况，如有 抖动现象，需检查传动轴是否松动或 损坏。
06
数控机床进给传动系统的未 来发展
高精度化
总结词
随着制造业对产品精度要求的不断提高，数控机床的进给传动系统需要实现更高程度的 精度控制。
详细描述
高精度化是数控机床进给传动系统未来的重要发展方向。通过采用先进的控制系统、高 性能的传动元件和精密加工技术，可以提高数控机床的定位精度、重复定位精度和加工
数控机床的进给传动系统26页PPT
数控机床的进给传动系统
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
数控机床的工作原理ppt-78页
•
例4-1 插补直线OA，A（5，3）
序 偏差判别 进给方向 号
0
1
F0,0＝0
+X
2
F1,0＝-3<0
+Y
3
F1,1＝2>0
+X
4
F2,1＝-1<0
+Y
5
F2,2＝4>0
+X
6
F3,2＝1>0
+X
7
F4,2＝-2<0
+Y
8
F4,3＝3>0
+X
偏差计算
F0,0＝0,Xe=5,Ye=3 F1,0＝F0,0－Ye＝-3 F1,1＝F1,0＋Xe＝2 F2,1＝F1,1－Ye＝-1 F2,2＝F2,1＋Xe＝4 F3,2＝F2,2－Ye＝1 F4,2＝F3,2－Ye＝-2 F4,3＝F4,0＋Xe＝3 F5,3＝F4,3－Ye＝0
F0,0＝0
－X
F1,0＝F0,0－|Ye|＝ -3
n=1
2
F1,0＝-3<0
+Y
F1,1＝F1,0＋|Xe|＝1
n=1+1=2<N
3
F1,1＝1>0
－X
F2,1＝F1,1－|Ye|＝-2
n=2+1=3<N
4
F2,1＝-2<0
+Y
F2,2＝F2,1＋|Xe|＝2
n=3+1=4<N
5
F2,2＝2>0
－X
1
F0,0＝0
+X
F1,0＝F0,0－Ye＝-5
n=1
2
F1,0＝-5<0
数控机床传动系统设计PPT课件
第4章 数控机床主传动系统设计
4.1 概述
主传动系统是用来实现机床主运动的传动系统，它应具有一定 的转速(速度)和一定的变速范围，以便采用不同材料的刀具，加工 不同材料、不同尺寸、不同要求的工件，并能方便地实现运动的开 停、变速、换向和制动等。
数控机床主传动系统主要包括电动机、传动系统和主轴部件， 它与普通机床的主传动系统相比在结构上比较简单，这是因为变速 功能全部或大部分由主轴电动机的无级调速采承担，省去了复杂的 齿轮变速机构，有些只有二级或三级齿轮变速系统用以扩大电动机 无极调速的范围。
五、齿轮齿数的确定
齿轮的齿数取决于传动比和径向尺寸要求。在同一变速组中， 若模数相同，且不采用变位齿轮时，则传动副的齿数和相同，若模 数不同，则齿数和S与模数m 成反比。即
S1 m 2 S2 m1
若z1、z2 分别为某传动副的主、被动轮齿数，
z1 z2 S
第4章 数控机床主传动系统设计
五、齿轮齿数的确定
第4章 数控机床主传动系统设计
一、数控机床主传动系统的特点
与普通机床比较，数控机床主传动系统具有下列特点： ➢ 转速高、功率大。 ➢ 变速范围宽，可实现无极调速。 ➢ 具有较高的精度和刚度，传动平稳。 ➢ 具有特有的刀具安装结构。
第4章 数控机床主传动系统设计
二、主传动系统的设计要求
定义：由主轴电机、传动元件和主轴构成的具有运动传动联系的系
第4章 数控机床主传动系统设计
二、变速规律
机床主轴12 级转速是由三个变速传动组(简称变速组或传动组） 串联实现的。这是主传动变速系统的基本形式，称为基型变速系统 ( 或常规变速系统) ，即以单速电动机驱动，由若干变速组串联， 使主轴得到既不重
复又排列均匀(指 单一公比)的等比 数列转速的变速 系统。
4.1 概述
主传动系统是用来实现机床主运动的传动系统，它应具有一定 的转速(速度)和一定的变速范围，以便采用不同材料的刀具，加工 不同材料、不同尺寸、不同要求的工件，并能方便地实现运动的开 停、变速、换向和制动等。
数控机床主传动系统主要包括电动机、传动系统和主轴部件， 它与普通机床的主传动系统相比在结构上比较简单，这是因为变速 功能全部或大部分由主轴电动机的无级调速采承担，省去了复杂的 齿轮变速机构，有些只有二级或三级齿轮变速系统用以扩大电动机 无极调速的范围。
五、齿轮齿数的确定
齿轮的齿数取决于传动比和径向尺寸要求。在同一变速组中， 若模数相同，且不采用变位齿轮时，则传动副的齿数和相同，若模 数不同，则齿数和S与模数m 成反比。即
S1 m 2 S2 m1
若z1、z2 分别为某传动副的主、被动轮齿数，
z1 z2 S
第4章 数控机床主传动系统设计
五、齿轮齿数的确定
第4章 数控机床主传动系统设计
一、数控机床主传动系统的特点
与普通机床比较，数控机床主传动系统具有下列特点： ➢ 转速高、功率大。 ➢ 变速范围宽，可实现无极调速。 ➢ 具有较高的精度和刚度，传动平稳。 ➢ 具有特有的刀具安装结构。
第4章 数控机床主传动系统设计
二、主传动系统的设计要求
定义：由主轴电机、传动元件和主轴构成的具有运动传动联系的系
第4章 数控机床主传动系统设计
二、变速规律
机床主轴12 级转速是由三个变速传动组(简称变速组或传动组） 串联实现的。这是主传动变速系统的基本形式，称为基型变速系统 ( 或常规变速系统) ，即以单速电动机驱动，由若干变速组串联， 使主轴得到既不重
复又排列均匀(指 单一公比)的等比 数列转速的变速 系统。
《进给传动系统》PPT课件
精选PPT
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3-4 典型数控机床的进给传动系统
3、Z轴的进给传动
精选PPT
33
3-4 典型数控机床的进给传动系统
二、JCS-018A型立式加工中心的进给传动 1.4千瓦直流伺服电动机直连滚珠丝杠的方式。 调速范围：进给时1~400mm/min
快速移动时Z轴10m/min、X、Y 轴 14m/min。
传动系统的基本形式
三、静压蜗杆—涡轮条副 静压丝杠副的变形，适用于大行程的机床。
精选PPT
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3-2 数控机床进给传动系统的基本形式
四、双齿轮-齿条副
精选PPT
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3-2 数控机床进给传动系统的基本形式
五、直线电动机直接驱动
直线电动机是一种能将电信号直接转换成为 直线位移的电动机。
精选PPT
6
3-2 数控机床进给传动系统的基本形式
（2）双螺母螺纹法预紧
精选PPT
7
3-2 数控机床进给传动系统的基本形式
（3）双螺母齿差法预紧
精选PPT
8
3-2 数控机床进给传动系统的基本形式 3、滚珠丝杠的支承 （1）（G—Z）方式
精选PPT
9
3-2 数控机床进给传动系统的基本形式
（2）G—Y方式
精选PPT
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3-2 数控机床进给传动系统的基本形式
特点: 1）摩擦系数很小，仅为0.0005，启动力矩很小， 传动灵敏，避免爬行。 2）油膜层可以吸振，提高了运动的平稳性。 3）由于压力油的不断流动，有利于散热和减少变 形，提高了机床的加工精度和光洁度。 4）油膜有一定的刚度，减少了反向间隙。 5）对丝杠的误差有匀化作用。 6）承载能力与供油压力成正比，与转速无关。
数控机床进给传动系统113页PPT
数控机床进给传动系统
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
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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。
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4.2.2 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触的称为外循环。 端部导流方式如图4.1(a)所示。其特点为螺母外径小，可进行微
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4.2.4 滚珠丝杠副的应用
（一）滚珠丝杠副的支承
安装方式对滚珠丝杠副承载能力、刚性及最高转速有很大影响。滚 珠丝杠螺母副在安装时应满足以下要求：
（1）滚珠丝杠螺母副相对工作台不能有轴向窜动。
（2）螺母座孔中心应与丝杠安装轴线同心。
（3）滚珠丝杠螺母副中心线应平行于相应的导轨。
(3)刚度大 (4)良好的磨擦特性。；动静 磨擦系数尽量接近，使运动平稳，低速无爬行。
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4.3.2 导轨副的分类
导轨副按接触面的摩擦性质可分为滑动导轨、静压导轨和滚动导轨。 1. 滑动导轨 滑动导轨分为金属对金属的一般类型的导轨和金属对塑料的塑料导
轨两类。 2、静压导轨 液体静压导轨指压力油通过节流器进入两相对运动的导轨面，所形
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4.3 导轨滑块副
4.3.1数控机床对导轨滑块副的要求
(1)导向精度高。导向精度是指机床的运动部件沿导轨运动的轨迹 与机床的相关基准面的相互位置的准确性。影响精度的主要因素有： 制造精度、结构形式、装配质量、导轨及其支承件的刚度和热变形。
(2)耐磨性好。影响耐磨性的因素有：导轨的材料、摩擦 性质、处理及加工的工艺方法，工作中受力情况、润滑和防护。
成的油膜使两导轨面分开，保证导轨面在液体摩擦状态下工作。图4.10 为开式静压导轨工作原理图。
3、滚动导轨 滚动导轨是在导轨面间放置滚珠、滚柱、滚针等滚动体，使导轨面 间的摩擦为滚动摩擦，其与普通滑动导轨的性能比较见表4-1，滚动导轨 具有运动灵敏度高、定位精度高、精度保持性好和维修方便的优点。 图4.11为直线滚动导轨外形图。
（4）能方便地进行间隙调整、预紧和预拉伸。
常见安装方式有以下四种情况:
(1)固定—自由 图4.6（a）适用于低转速，中精度，短轴向丝杠。
(2)两端支承 图4.6（b）适用于中等转速，中精度。
(3)固定—支承 图4.6（c）适用于中等转速、高精度。
(4)固定—固定 图4.6（d）适用于高转速、高精度。
第四章数控机床的进给 传动系统
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—蜗轮齿条传动 4.5预加载荷双齿轮齿条 4.6 直线电动机传动 4.7 进给传动系统常见故障诊断及维修
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4.1 概述
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。
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4.2 滚珠丝杠螺母副
4.2.1 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。
型设计，无噪音高速传送。管循环式如图4.1(b)所示。其特点为规格 （轴径、导程）的应用范围广。端盖式如图4.1(c)所示。其特点为适 合导程大的应用场合，滚珠循环部的构造复杂，缺乏广泛适用性。
（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（图4.2）
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4.2.3 滚珠丝杠副的预紧
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（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。
（3）寿命验算
滚珠丝杠副的寿命，主要是指疲劳寿命。
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（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。 图4.8为FANUC公司伺服电机带制动器的示意图。 如图4.9所示为数控卧式铣镗床主轴箱进给丝杠示意图。
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（五）滚珠丝杠副的润滑及防护装置
润滑方式主要有润滑脂和润滑油两种。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。
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高速加工用的进给滚珠丝杠要采取改进措施: (1)加大丝杠的导程和增加螺纹的头数; (2)将实心丝杠改为空心的; (3)减少热影响; (4)采用滚珠丝杠固定。
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（三）滚珠丝杠副的验算 当有关结构参数选定后，还应根据有关规范进行扭转刚度、 临界转速和寿命的验算校核。图4.7 为某公司提供的滚珠丝杠副 的计算流程。 （1）刚度验算
刚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。
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。
（1）双螺母预紧（D预紧） 如图4.3（a）所示。 （2）弹簧式双螺母预紧（J预紧） 如图4.3（b）所示。 （3）偏移预紧（Z预紧） 如图4.3（c）所示。 （4）超规滚珠预紧（P预紧） 如图4.3（d）所示。
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4.2.2 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触的称为外循环。 端部导流方式如图4.1(a)所示。其特点为螺母外径小，可进行微
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4.2.4 滚珠丝杠副的应用
（一）滚珠丝杠副的支承
安装方式对滚珠丝杠副承载能力、刚性及最高转速有很大影响。滚 珠丝杠螺母副在安装时应满足以下要求：
（1）滚珠丝杠螺母副相对工作台不能有轴向窜动。
（2）螺母座孔中心应与丝杠安装轴线同心。
（3）滚珠丝杠螺母副中心线应平行于相应的导轨。
(3)刚度大 (4)良好的磨擦特性。；动静 磨擦系数尽量接近，使运动平稳，低速无爬行。
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4.3.2 导轨副的分类
导轨副按接触面的摩擦性质可分为滑动导轨、静压导轨和滚动导轨。 1. 滑动导轨 滑动导轨分为金属对金属的一般类型的导轨和金属对塑料的塑料导
轨两类。 2、静压导轨 液体静压导轨指压力油通过节流器进入两相对运动的导轨面，所形
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4.3 导轨滑块副
4.3.1数控机床对导轨滑块副的要求
(1)导向精度高。导向精度是指机床的运动部件沿导轨运动的轨迹 与机床的相关基准面的相互位置的准确性。影响精度的主要因素有： 制造精度、结构形式、装配质量、导轨及其支承件的刚度和热变形。
(2)耐磨性好。影响耐磨性的因素有：导轨的材料、摩擦 性质、处理及加工的工艺方法，工作中受力情况、润滑和防护。
成的油膜使两导轨面分开，保证导轨面在液体摩擦状态下工作。图4.10 为开式静压导轨工作原理图。
3、滚动导轨 滚动导轨是在导轨面间放置滚珠、滚柱、滚针等滚动体，使导轨面 间的摩擦为滚动摩擦，其与普通滑动导轨的性能比较见表4-1，滚动导轨 具有运动灵敏度高、定位精度高、精度保持性好和维修方便的优点。 图4.11为直线滚动导轨外形图。
（4）能方便地进行间隙调整、预紧和预拉伸。
常见安装方式有以下四种情况:
(1)固定—自由 图4.6（a）适用于低转速，中精度，短轴向丝杠。
(2)两端支承 图4.6（b）适用于中等转速，中精度。
(3)固定—支承 图4.6（c）适用于中等转速、高精度。
(4)固定—固定 图4.6（d）适用于高转速、高精度。
第四章数控机床的进给 传动系统
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—蜗轮齿条传动 4.5预加载荷双齿轮齿条 4.6 直线电动机传动 4.7 进给传动系统常见故障诊断及维修
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4.1 概述
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。
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4.2 滚珠丝杠螺母副
4.2.1 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。
型设计，无噪音高速传送。管循环式如图4.1(b)所示。其特点为规格 （轴径、导程）的应用范围广。端盖式如图4.1(c)所示。其特点为适 合导程大的应用场合，滚珠循环部的构造复杂，缺乏广泛适用性。
（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（图4.2）
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4.2.3 滚珠丝杠副的预紧
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（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。
（3）寿命验算
滚珠丝杠副的寿命，主要是指疲劳寿命。
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（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。 图4.8为FANUC公司伺服电机带制动器的示意图。 如图4.9所示为数控卧式铣镗床主轴箱进给丝杠示意图。
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（五）滚珠丝杠副的润滑及防护装置
润滑方式主要有润滑脂和润滑油两种。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。
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高速加工用的进给滚珠丝杠要采取改进措施: (1)加大丝杠的导程和增加螺纹的头数; (2)将实心丝杠改为空心的; (3)减少热影响; (4)采用滚珠丝杠固定。
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（三）滚珠丝杠副的验算 当有关结构参数选定后，还应根据有关规范进行扭转刚度、 临界转速和寿命的验算校核。图4.7 为某公司提供的滚珠丝杠副 的计算流程。 （1）刚度验算
刚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。
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。
（1）双螺母预紧（D预紧） 如图4.3（a）所示。 （2）弹簧式双螺母预紧（J预紧） 如图4.3（b）所示。 （3）偏移预紧（Z预紧） 如图4.3（c）所示。 （4）超规滚珠预紧（P预紧） 如图4.3（d）所示。