4数控机床原理、结构与维修
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(6) 消除传动间隙，减小反向死区误差。如设采用消除间隙的联轴节 及有消除间隙措施的传动副等方法。
(7) 稳定性好、寿命长。如组成进给机构的各传动部件，特别是滚 珠丝杠及传动齿轮，必须具有一定的合适耐磨性材料和适宜的润滑方式。
(8) 便于维护和保养，最大限度地减小维修工作量，以提高机床的 利用率。
精品课件
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(4) 具有宽的工作进给调速范围达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0.1 mm／min；快速 移动速度应高达1 5m／min。
(5) 响应速度要快。使机床工作台及其传动机构的刚度、间隙、摩 擦以及转动惯量尽可能达到最佳值，以提高伺服进给系统的快速响应性。 提高机床的加工效率和加工精度。
4.3 数控机床用丝杠传动副
4.3.1滚珠丝杠螺母副
1. 滚珠丝杠螺母副原理及特点
滚珠丝杠螺母副的传动效率高达85％～98％，
是普通滑动丝杠的2～4倍，它是提高进给系统灵敏度、
定位精度和防止爬行的有效措施之一。
滚珠丝杠螺母副的结构原理如图4-14所示。
滚珠丝杠副的特点是：
①传动效率高，可达90％～96。
精品课件
4．安全联轴器
【实例4-1】 TND360型安全 联轴器 为了避免整个运动传动机构 的零倬损坏，安全联轴器动作， 终止运动的传递。 图4-6所示为TND360数控车 床的纵向滑板的传动系统图。它 是由纵向直流伺服电动机2，经 安全联轴器4、6直接驱动滚珠丝 杠螺母副10，传动纵向滑板，使 其沿床身上的纵向导轨运动。
运作
4.1.2 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，以传递转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。
精品课件
1. 套筒联轴器(图4-2)由连接两轴轴端的套筒和联接套筒与轴 的联接件(键或锥销等)所组成，一般当轴端直径d≤80mm时．， 套筒用35或45钢制造；d>80mm时，可用强度较高的铸铁制 造。
过齿轮传动或同步齿形带与丝
Βιβλιοθήκη Baidu
杠连接，同步齿形带可隔离电
动机的振动和发热，电动机的 安装位置也比较灵活。
图4-1 数控工作台传动系统的机械结构图 1一伺服电动机 2一联轴器 3一滚珠丝杠 4一
限位开关 5一工作台 6一轴承 7一导轨8一检
精品课件
测装置 9一螺母
4.1 概 述
4.1.1 数控机床对进给传动系统的要求
精品课件
图4-6
4.2 齿轮传动副
齿轮传动副被广泛应用将执行元件(电动机或液压马 达)输出的高转速、低转矩转换成被控对象所需的低转速、 大转矩的场合。齿轮副的侧隙会造成进给运动反向时丢 失指令脉冲，并产生反向死区，从而影响加工精度，因 此必须采取措施消除齿轮传动中的间隙。 1．直齿圆柱齿轮副消除 （1）偏心轴调整法 （2）双片薄齿轮错齿调整法 2．斜齿圆柱齿轮副消除 （1）轴向垫片调整法 (2) 轴向压簧调整法 适用范3围．：锥对齿已轮投传产动的副企业确定生产类型时使用 （1）轴向压簧调整法 (2精)品周课件向弹簧调整法
（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性能和运动精度。如采用滚珠丝杠螺母副、静 压丝杠螺母副，滚动导轨、静压导轨和塑料导轨。 (2) 减少高速运转的零部件的惯量对伺服机构的启动和制动特性的 影响；减小旋转零件的直径和质量，以减小运动部件的蜗轮副的啮合 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。如通过在进给传动链中加入减速齿 轮，以减小脉冲当量，预紧传动滚珠丝杠，消除齿轮、蜗轮等传动件 的间隙等办法，可达到提高传动精度和定位精度。
的调整、润滑与防护 理解丝杠、导轨在使用过程中常见的的故障、
故障原因及维修方法
精品课件
[学习导引示例]典型数控机床的数控工作台传动系统
图4-1所示为数控工作台
传动系统的机械结构图。伺服
电动机通过滚珠丝杠与工作台
螺母座连接驱动工作台运动，
两坐标上下垂直布置，直线运
动采用滚动导轨，这种直联的
结构简单。伺服电动机还可通
②磨损小、寿命长、传动精度高。
③摩擦阻力小，不易产生低速爬行现象。
④传动速度过高时，滚珠在其回路管道
内易产生卡珠现象。 ⑤制造工艺复杂、加工精度高。
精品课件
图4-14
2 滚珠的循环方式
(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间重新进入循环。外循 环每列有1.5圈、2.5圈和3.5圈等几种。图4-15外循环滚 珠丝杠 (a)端盖式 (b)插管式 (c)螺旋槽式。外循环滚珠 丝杠外循环结构和制造工艺简单，但易发生卡珠现象，噪 声也较大。
（a）
（b）
图4-3 凸缘式联轴器
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3．弹性无键联轴器
图4-4是现在广泛采用的直接连接电机轴和丝杠的弹性联轴器。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。依靠弹性钢片组对角连接(即弹性)传递扭矩，且与电机轴和丝 杠都无键连接，这便是弹性无键联轴器的工作原理 .
图4-4 直接连接电机轴和丝杠的弹性联轴器
（a） (a) 键连接
（b）
（c）
图4-2 套筒联轴器
(b)锥销连接 (c)十字滑块联轴节
精品课件
三种不同生2产．类凸型缘的联生产轴管器理特点
凸缘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，以传递动动和转矩，见图4-3凸缘联轴器。 （a）靠螺栓杆承受挤压与剪切来传递转矩,在装拆时轴必须作轴向移动，(b) 转矩靠半联轴器结合面间的摩擦力来传递凸缘式联轴器的材料可用HT250 或碳钢，重载时或圆周速度大于30m／s时应用铸钢或锻钢。
第4章
数控机床的 进给传动系统
精品课件
学习目的与要求
了解数控机床对进给传动系统的要求 了解数控机床常用的联轴器的使用 掌握齿轮传动副及其消除齿轮传动中的间隙方法 掌握数控机床用滚珠丝杠螺母副原理、特点、参
数、选择方法和维护 了解齿轮齿条副与双导程蜗杆副传动、静压蜗杆
蜗条副与直线电动机传动原理和特点 掌握数控机床导轨形状、类型和特点，导轨间隙
(7) 稳定性好、寿命长。如组成进给机构的各传动部件，特别是滚 珠丝杠及传动齿轮，必须具有一定的合适耐磨性材料和适宜的润滑方式。
(8) 便于维护和保养，最大限度地减小维修工作量，以提高机床的 利用率。
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(4) 具有宽的工作进给调速范围达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0.1 mm／min；快速 移动速度应高达1 5m／min。
(5) 响应速度要快。使机床工作台及其传动机构的刚度、间隙、摩 擦以及转动惯量尽可能达到最佳值，以提高伺服进给系统的快速响应性。 提高机床的加工效率和加工精度。
4.3 数控机床用丝杠传动副
4.3.1滚珠丝杠螺母副
1. 滚珠丝杠螺母副原理及特点
滚珠丝杠螺母副的传动效率高达85％～98％，
是普通滑动丝杠的2～4倍，它是提高进给系统灵敏度、
定位精度和防止爬行的有效措施之一。
滚珠丝杠螺母副的结构原理如图4-14所示。
滚珠丝杠副的特点是：
①传动效率高，可达90％～96。
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4．安全联轴器
【实例4-1】 TND360型安全 联轴器 为了避免整个运动传动机构 的零倬损坏，安全联轴器动作， 终止运动的传递。 图4-6所示为TND360数控车 床的纵向滑板的传动系统图。它 是由纵向直流伺服电动机2，经 安全联轴器4、6直接驱动滚珠丝 杠螺母副10，传动纵向滑板，使 其沿床身上的纵向导轨运动。
运作
4.1.2 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，以传递转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。
精品课件
1. 套筒联轴器(图4-2)由连接两轴轴端的套筒和联接套筒与轴 的联接件(键或锥销等)所组成，一般当轴端直径d≤80mm时．， 套筒用35或45钢制造；d>80mm时，可用强度较高的铸铁制 造。
过齿轮传动或同步齿形带与丝
Βιβλιοθήκη Baidu
杠连接，同步齿形带可隔离电
动机的振动和发热，电动机的 安装位置也比较灵活。
图4-1 数控工作台传动系统的机械结构图 1一伺服电动机 2一联轴器 3一滚珠丝杠 4一
限位开关 5一工作台 6一轴承 7一导轨8一检
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测装置 9一螺母
4.1 概 述
4.1.1 数控机床对进给传动系统的要求
精品课件
图4-6
4.2 齿轮传动副
齿轮传动副被广泛应用将执行元件(电动机或液压马 达)输出的高转速、低转矩转换成被控对象所需的低转速、 大转矩的场合。齿轮副的侧隙会造成进给运动反向时丢 失指令脉冲，并产生反向死区，从而影响加工精度，因 此必须采取措施消除齿轮传动中的间隙。 1．直齿圆柱齿轮副消除 （1）偏心轴调整法 （2）双片薄齿轮错齿调整法 2．斜齿圆柱齿轮副消除 （1）轴向垫片调整法 (2) 轴向压簧调整法 适用范3围．：锥对齿已轮投传产动的副企业确定生产类型时使用 （1）轴向压簧调整法 (2精)品周课件向弹簧调整法
（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性能和运动精度。如采用滚珠丝杠螺母副、静 压丝杠螺母副，滚动导轨、静压导轨和塑料导轨。 (2) 减少高速运转的零部件的惯量对伺服机构的启动和制动特性的 影响；减小旋转零件的直径和质量，以减小运动部件的蜗轮副的啮合 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。如通过在进给传动链中加入减速齿 轮，以减小脉冲当量，预紧传动滚珠丝杠，消除齿轮、蜗轮等传动件 的间隙等办法，可达到提高传动精度和定位精度。
的调整、润滑与防护 理解丝杠、导轨在使用过程中常见的的故障、
故障原因及维修方法
精品课件
[学习导引示例]典型数控机床的数控工作台传动系统
图4-1所示为数控工作台
传动系统的机械结构图。伺服
电动机通过滚珠丝杠与工作台
螺母座连接驱动工作台运动，
两坐标上下垂直布置，直线运
动采用滚动导轨，这种直联的
结构简单。伺服电动机还可通
②磨损小、寿命长、传动精度高。
③摩擦阻力小，不易产生低速爬行现象。
④传动速度过高时，滚珠在其回路管道
内易产生卡珠现象。 ⑤制造工艺复杂、加工精度高。
精品课件
图4-14
2 滚珠的循环方式
(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间重新进入循环。外循 环每列有1.5圈、2.5圈和3.5圈等几种。图4-15外循环滚 珠丝杠 (a)端盖式 (b)插管式 (c)螺旋槽式。外循环滚珠 丝杠外循环结构和制造工艺简单，但易发生卡珠现象，噪 声也较大。
（a）
（b）
图4-3 凸缘式联轴器
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3．弹性无键联轴器
图4-4是现在广泛采用的直接连接电机轴和丝杠的弹性联轴器。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。依靠弹性钢片组对角连接(即弹性)传递扭矩，且与电机轴和丝 杠都无键连接，这便是弹性无键联轴器的工作原理 .
图4-4 直接连接电机轴和丝杠的弹性联轴器
（a） (a) 键连接
（b）
（c）
图4-2 套筒联轴器
(b)锥销连接 (c)十字滑块联轴节
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三种不同生2产．类凸型缘的联生产轴管器理特点
凸缘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，以传递动动和转矩，见图4-3凸缘联轴器。 （a）靠螺栓杆承受挤压与剪切来传递转矩,在装拆时轴必须作轴向移动，(b) 转矩靠半联轴器结合面间的摩擦力来传递凸缘式联轴器的材料可用HT250 或碳钢，重载时或圆周速度大于30m／s时应用铸钢或锻钢。
第4章
数控机床的 进给传动系统
精品课件
学习目的与要求
了解数控机床对进给传动系统的要求 了解数控机床常用的联轴器的使用 掌握齿轮传动副及其消除齿轮传动中的间隙方法 掌握数控机床用滚珠丝杠螺母副原理、特点、参
数、选择方法和维护 了解齿轮齿条副与双导程蜗杆副传动、静压蜗杆
蜗条副与直线电动机传动原理和特点 掌握数控机床导轨形状、类型和特点，导轨间隙