数控机床的进给传动系统介绍
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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）修磨垫片消隙式 通过调整垫片厚度使左右两螺母产生轴向位
移，即可消除丝杠螺母间的间隙并产生预紧力 。
（2）锁紧双螺母消隙式 用两个锁紧螺母调整丝杠螺母的预紧量。
（3）齿差消隙式
在两个螺母的凸缘上各制有圆柱外齿轮，分 别与紧固在螺母座两端的内齿圈相啮合，其齿 数分别为和，并相差一个齿。调整时，先取下 内齿圈，让两个螺母相对于螺母座同方向转动 一个齿（则螺母1沿轴向移动，螺母2移动）， 然后插上内齿轮，再将内齿轮紧固，则两个螺 母便产生相对轴向位移，位移量为（为丝杠导 程）。
型滚动直线导轨，是较常见的一种导轨副。图 中1是支承导轨，上面装有滑块8，在滑块8中 装有4组滚珠，在支承导轨和滑块间的直线滚 道内滚动。当滚珠3滚动到滑块的端面时，经 挡板6由回珠孔返回另一端，从而循环工作。 其中4为保持架，2为侧面密封垫。密封垫5是 用来防止灰尘进入导轨。9为润滑油嘴，可从 此注入润滑油。滚珠3之间用保持器7分开，滚 珠之间不发生碰撞，降低了导轨副中在运动中 产生的噪音，称之为低噪音型滚动直线导轨。
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。
3、滚动导轨
摩擦系数小、运动轻便、位移精度和定位精 度高、耐磨性好、抗震性较差、结构复杂、防 护要求较高。
三、滚动导轨的结构
(1) 滚动导轨的结构 滚动直线导轨副为四方向等载荷带球保持器
四、滚动导轨的载荷、寿命计算
（一）载荷计算 滚动导轨所承受的载荷，受到很多因素的影
响，如配置形式（水平、垂直或斜置等）、移 动的重心和受力点的位置、移动导轨牵引力的 作用点、起动及停止时的惯性力，以及切削阻 力作用等。
一、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。
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。
4.3 导轨滑块副
一、数控机床对导轨滑块副的要求
(1)导向精度高 (2)耐磨性好 (3)刚度大 (4)良好的磨擦特性
二、导轨副的分类
导轨副按接触面的摩擦性质可以分为滑动导 轨、静压导轨和滚动导轨。 (1) 滑动导轨
特点:摩擦特性好、耐磨性好、运动平稳、工 艺性好、速度较低.
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。
四、滚珠丝杠副的应用
（一）滚珠丝杠副的支承 常见安装方式有以下四种情况:
(1)固定—自由 适用于低转速，中精度，短轴向 丝杠。
(2)支承—支承 适用于中等转速，中精度。 (3)固定—支承 适用于中等转速、高精度。 (4)固定—固定 适用于高转速、高Leabharlann Baidu度。
（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。
二、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。 （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
三、滚珠丝杠副的预紧
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。
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。
4.2 滚珠丝杠螺母副
（五）滚珠丝杠副的润滑及防护装置
润滑方式主要有以下两种：润滑脂、润滑油 。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。
五、滚珠丝杠副的发展趋势
高速加工用的进给滚珠丝杠要采取改进措施 ，如加大丝杠的导程和增加螺纹的头数，前者 为提高丝杠每转的进给量(即进给速度)，后者 则为弥补丝杠导程增大后所带来的轴向刚度和 承载能力的下降;将实心丝杠改为空心的;改进 回珠器和滚道的设计制造质量，使滚珠的循环 更流畅，摩擦损耗更少 ;采用滚珠丝杠固定 等.
（3）寿命验算
滚珠丝杠副的寿命，主要是指疲劳寿命。
（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。
FANUC公司伺服电机带制动器的示意图。 机床工作时，在制动器线圈7电磁力的作用下 ，使齿轮8与内齿轮9脱开，弹簧受压缩，当停 机或停电时，电磁铁失电，在弹簧恢复力作用 下，齿轮8、9啮合，齿轮9与电机端盖为一体 ，故与电机轴联接的丝杠得到制动，这种电磁 制动器装在电机壳内，与电机形成一体化的结 构。
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。
（三）滚珠丝杠副的验算
（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。
数控机床的进给传动系 统介绍
2020年4月22日星期三
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—蜗轮条传动 • 4.5 直线电动机传动 • 4.6 进给传动系统常见故障诊断及维修
•4.1 概述
• 为确保数控机床进给系统的传动精度和工作平
（1）修磨垫片消隙式 通过调整垫片厚度使左右两螺母产生轴向位
移，即可消除丝杠螺母间的间隙并产生预紧力 。
（2）锁紧双螺母消隙式 用两个锁紧螺母调整丝杠螺母的预紧量。
（3）齿差消隙式
在两个螺母的凸缘上各制有圆柱外齿轮，分 别与紧固在螺母座两端的内齿圈相啮合，其齿 数分别为和，并相差一个齿。调整时，先取下 内齿圈，让两个螺母相对于螺母座同方向转动 一个齿（则螺母1沿轴向移动，螺母2移动）， 然后插上内齿轮，再将内齿轮紧固，则两个螺 母便产生相对轴向位移，位移量为（为丝杠导 程）。
型滚动直线导轨，是较常见的一种导轨副。图 中1是支承导轨，上面装有滑块8，在滑块8中 装有4组滚珠，在支承导轨和滑块间的直线滚 道内滚动。当滚珠3滚动到滑块的端面时，经 挡板6由回珠孔返回另一端，从而循环工作。 其中4为保持架，2为侧面密封垫。密封垫5是 用来防止灰尘进入导轨。9为润滑油嘴，可从 此注入润滑油。滚珠3之间用保持器7分开，滚 珠之间不发生碰撞，降低了导轨副中在运动中 产生的噪音，称之为低噪音型滚动直线导轨。
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。
3、滚动导轨
摩擦系数小、运动轻便、位移精度和定位精 度高、耐磨性好、抗震性较差、结构复杂、防 护要求较高。
三、滚动导轨的结构
(1) 滚动导轨的结构 滚动直线导轨副为四方向等载荷带球保持器
四、滚动导轨的载荷、寿命计算
（一）载荷计算 滚动导轨所承受的载荷，受到很多因素的影
响，如配置形式（水平、垂直或斜置等）、移 动的重心和受力点的位置、移动导轨牵引力的 作用点、起动及停止时的惯性力，以及切削阻 力作用等。
一、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。
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。
4.3 导轨滑块副
一、数控机床对导轨滑块副的要求
(1)导向精度高 (2)耐磨性好 (3)刚度大 (4)良好的磨擦特性
二、导轨副的分类
导轨副按接触面的摩擦性质可以分为滑动导 轨、静压导轨和滚动导轨。 (1) 滑动导轨
特点:摩擦特性好、耐磨性好、运动平稳、工 艺性好、速度较低.
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。
四、滚珠丝杠副的应用
（一）滚珠丝杠副的支承 常见安装方式有以下四种情况:
(1)固定—自由 适用于低转速，中精度，短轴向 丝杠。
(2)支承—支承 适用于中等转速，中精度。 (3)固定—支承 适用于中等转速、高精度。 (4)固定—固定 适用于高转速、高Leabharlann Baidu度。
（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。
二、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。 （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
三、滚珠丝杠副的预紧
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。
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。
4.2 滚珠丝杠螺母副
（五）滚珠丝杠副的润滑及防护装置
润滑方式主要有以下两种：润滑脂、润滑油 。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。
五、滚珠丝杠副的发展趋势
高速加工用的进给滚珠丝杠要采取改进措施 ，如加大丝杠的导程和增加螺纹的头数，前者 为提高丝杠每转的进给量(即进给速度)，后者 则为弥补丝杠导程增大后所带来的轴向刚度和 承载能力的下降;将实心丝杠改为空心的;改进 回珠器和滚道的设计制造质量，使滚珠的循环 更流畅，摩擦损耗更少 ;采用滚珠丝杠固定 等.
（3）寿命验算
滚珠丝杠副的寿命，主要是指疲劳寿命。
（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。
FANUC公司伺服电机带制动器的示意图。 机床工作时，在制动器线圈7电磁力的作用下 ，使齿轮8与内齿轮9脱开，弹簧受压缩，当停 机或停电时，电磁铁失电，在弹簧恢复力作用 下，齿轮8、9啮合，齿轮9与电机端盖为一体 ，故与电机轴联接的丝杠得到制动，这种电磁 制动器装在电机壳内，与电机形成一体化的结 构。
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。
（三）滚珠丝杠副的验算
（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。
数控机床的进给传动系 统介绍
2020年4月22日星期三
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—蜗轮条传动 • 4.5 直线电动机传动 • 4.6 进给传动系统常见故障诊断及维修
•4.1 概述
• 为确保数控机床进给系统的传动精度和工作平