数控机床PPT课件

2.2.2 滚珠丝杠副
图2-22 双螺母齿差调隙式
2.2.2 滚珠丝杠副
（4）单螺母变位螺距预加负荷
近年来出现了单螺母消除间隙的滚珠丝杠 螺母副，使用范围正在扩大，结构如图2-23所 示，将螺母的内螺纹滚道在中部的一圈上产生
一个轴向ΔL0的导程突变量，从而使两列滚珠
在轴向错位实现预紧。
2.2.2 滚珠丝杠副
数控机床一般采用低摩擦传动副；保证传动元件 的加工精度，采用合理的预紧、合理的支承形式；选 用最佳降速比，以提高机床的分辨率，并使系统折算 到驱动轴上的惯量减少；尽量消除传动间隙，减少反 向死区误差，提高位移精度等。
2.2.2 滚珠丝杠副
1．滚珠丝杠副的工作原理 滚珠丝杠副（俗称滚珠丝杠螺母副）是一
进给传动系统即进给驱动装置，是伺服进 给系统的主要组成部分，
数控机床的进给运动是数字控制的直接对象， 因此被加工工件的轮廓精度和位置精度都要受 到进给运动传动精度、灵敏度和稳定性的直接 影响。
2.2.1 进给传动的系统要求
3、数控机床对进给传动系统的要求有以下几点： （1）摩擦阻力要小（2）传动刚度要高 （3）转动惯量要小（4）谐振频率要高 （5）传动间隙要小
（2）一端装推力轴承，另一端装深沟球轴承（固定 -支承式） 如图2-24b所示，该种安装支承方式适用于 丝杠较长的情况。热变形造成丝杠伸长时，其一端固定， 另一端可以做微量的轴向浮动。
（3）两端装推力轴承 如图2-24c所示，该种安装 支承方式可以提高轴向刚度，但对丝杠的热变形较为敏 感。
（4）两端装推力轴承及深沟球轴承（固定-固定式） 如图2-24d所示，该种安装支承方式两端均采用双重支承 并施加预紧力，可以使丝杠具有较大的刚度，但对推力 轴承的承载力和支承刚度要求较高。
2.2.2 滚珠丝杠副
2.2.2 滚珠丝杠副
2.2.2 滚珠丝杠副
5．滚珠丝杠螺母副间隙的调整方法 轴向间隙： 丝杠与螺母无相对运动时，丝杠和螺母间最大轴向 窜动。除结构本事游隙，还包括施加轴向载荷后的 弹性变形。 （1）双螺母垫片调隙
通过修磨垫片的厚度使左、右两螺母产生轴向 位移，即可消除间隙和产生预紧力。
图2-23 单螺母变位螺距预紧
2.2.2 滚珠丝杠副
6．滚珠丝杠的支承结构 常用的滚珠丝杠的支承形式有以下四种，如图
2-24所示。
图2-24 滚珠丝杠在机床上的支承形式
2.2.2 滚珠丝杠副
（1）一端装推力轴承（固定-自由式） 如图2-24a 所示，该种安装支承方式适用于短丝杠，承载力小，轴 向刚度小。
数控机床
机械工业出版社
2.2 数控机床进给传动系统
2.2.1
进给传动
齿轮间隙的消除机构
2.2.4
回转工作台
2.2.5
导轨
2.2.1 进给传动的系统要求
1、定义： 是将伺服电动机的旋转运动变为工作台直线
运动的整个机械传动链，主要由。 2、组成：
传动机构、运动变换机构、导向机构、执行 件组成
4．滚珠丝杠螺母副的结构类型 滚珠丝杠螺母副按滚珠循环方式可分为以
下两种： （1）外循环 滚珠在循环过程结束返回过程中，与丝杠
脱离接触，通过螺母外表面上的螺旋槽或插管 返回丝杠螺母间重新进入循环为外循环。
特点： 结构、制造工艺简单，使用广泛。适应于总载。 但是滚道处接缝不平，平稳性不佳易卡珠。
2.2.2 滚珠丝杠副
2.2.2 滚珠丝杠副
2.2.2 滚珠丝杠副
2.2.2 滚珠丝杠副
2.2.2 滚珠丝杠副
2.2.2 滚珠丝杠副
2.2.2 滚珠丝杠副
3、滚珠丝杠的螺纹滚道法向截面形状有 多种形式，常见的有单圆弧和双圆弧两种不同 的形状。
2.2.2 滚珠丝杠副
2.2.2 滚珠丝杠副
2.2.2 滚珠丝杠副
2.2.2 滚珠丝杠副
2.2.2 滚珠丝杠副
（3） 齿差调隙式
在两个螺母的凸缘上各制有圆柱外齿轮，
齿数分别为z1和z2，z2-z1=1，分别与固紧在
套筒两端的内齿圈啮合。调整时，先取下内齿 圈，然后根据间隙的大小使两个螺母分别在相 同方向转过一个或几个齿，让两个螺母相对于 套筒方向都转动一个或几个齿，然后再插入内 齿圈。由于两个螺母产生了相对角位移，使螺 母在轴向彼此移近了相应的距离Ｓ。
种在丝杠与螺母间装有滚珠作为中间元件的丝 杠副，是机床上常用的运动变换机构，将旋转 运动变换成直线运动。
2.2.2 滚珠丝杠副
2、与传统的滑动丝杠螺母副比较，滚珠丝杠副 具有以下优点：
1）传动效率高，可实现高速运动。 2）摩擦阻力小，运动平稳，不易出现爬行现象。 3）传动精度高，反向时无空程。 4）磨损小，精度保持性好，使用寿命长。 5）具有运动的可逆性。 但是滚珠丝杠副的缺点是：制造成本高；不能 自锁。
如图2-18b所示为螺旋槽式，在螺母外圆上铣出螺旋 槽，槽的两端钻出通孔并与螺纹滚道相切，形成返回通 道，结构比插管式结构径向尺寸小，但制造较复杂。
2.2.2 滚珠丝杠副
（2）内循环
滚珠在循环过程中，始终与丝杠接触称为 内循环。如图2-19所示，在螺母的侧孔中装有 圆柱凸健式反向器，其上的S形槽，将相邻的 螺纹滚道联接起来，使滚珠成单圈循环。一般 一个螺母上装有2～4个反向器，反向器沿螺母 圆周等分分布。反向器的数目与滚珠圈数相等。 这种类型的结构紧凑，径向尺寸小，刚度好， 滚珠流通性好，摩擦损失小，但制造较困难， 适用于高灵敏、高精度的进给系统，不宜用于 重载传动。
2.2.2 滚珠丝杠副
这种方法结构简单，刚性好，拆装方便，但调整时需 要卸下调整垫圈修磨，很难在一次修磨中调整完毕，滚道 有磨损时不能随时消除间隙和进行预紧，因此调整精度也 不是很好。
图2-20 垫片调隙式 1－左螺母 2－垫片 3－右螺母 4－丝杠
2.2.2 滚珠丝杠副
（2） 螺纹调隙 右侧螺母外端有凸缘；左侧螺母外端没
有凸缘，制有螺纹，它伸出套筒外，并用两 个圆螺母固定。滚珠丝杠左右两螺母副以平 键与外套相联，用平键限制螺母在螺母座内 的转动。旋转圆螺母时，即可消除轴向间隙， 并可达到产生预紧力的目的。调整好后再用 另一个圆螺母把它锁紧。
2.2.2 滚珠丝杠副
图2-21 螺纹调隙式 1－锁紧螺母 2－圆螺母 3－左螺母 4－右螺母 5－平键