数控机床的进给传动系统

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3.2 联轴器
机械式
刚性
固定式-套管联轴器、凸缘联轴器及夹 壳联轴器等
可移式-齿轮联轴器、十字滑块联轴器及 万向联轴器等
弹性
金属弹性联轴器-簧片联轴器、膜片联轴 器及波形管联轴器等
非金属弹性联轴器-轮胎式联轴器、整 圈橡胶联轴器及橡胶块联轴器等
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3.2 联轴器
下面，介绍几种数控机床常用的联轴器。 1.套筒联轴器 如图3-2所示，套简联轴器由连接两轴轴端的套简和连接套简
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3.2 联轴器
止振松，用螺母加弹簧垫圈锁紧。图3-3( b)为十字滑块联轴 节，接头槽口பைடு நூலகம்研配，适于负载较小的传动。
2.凸缘式联轴器 如图3-4所示，凸缘式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 递运动和扭矩。 凸缘式联轴器有两种对中方法:一种是用一个半联轴器上的凸 肩与另一个半联轴器上的凹槽相配合而对中(图3-4( a）另一 种则是共同与另一刘分环相配合而对中(图3-4(b))。 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。它对于所连接的两轴的对中性
与轴的连接件(键或销钉)所组成，一般当轴端直径d≦80mm 时，套简用35或45钢制造;d>80mm时，可用强度较高的铸铁 制造。 此种联轴器构造简单，径向尺寸小，但其装拆困难(轴需作轴 向移动)且要求两轴严格对中，不允许有径向及角度偏差，因 此使用上受到一定限制。 由于伺服电动机性能的提高，目前许多场合采用伺服电动机 与丝杠直接相联，如图3-3所示。图3-3(a)用锥销连接，为防
这种联轴器传递功率大，转速高，使用寿命长，能适应较大 的相对位移，能在受振动和冲击载荷等恶劣条件下连续工作， 安装、使用和维护方便、简单，作用于系统中的负荷小、噪 声小，因而在数控机床的进给传动系统中应用广泛。
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3.3 滚珠丝杠螺母副与静压丝杠 螺母副
3.3.1 滚珠丝杠螺母副
为了提高进给系统的灵敏度、定位精度和防止爬行，必须降 低数控机床进给系统的摩擦并减少静、动摩擦系数之差。因 此，行程不太长的直线运动机构常用滚珠
数控机床进给传动系统承担了数控机床各坐标轴的定位和切 削进给，进给系统的传动精度、灵敏度和稳定性直接影响被 加工件的最后轮廓精度和加工精度。为了保证数控机床进给 传动系统的定位精度和动态性能，对数控机床进给传动系统 的要求主要有如下几个方面:
(1)低惯量 进给传动系统由于需经常启动、停止、变速或反向运动，若
机械传动装置惯量大，就会增大负载并使系统动态性能变差。 因此在满足强度与刚度的前提下，应尽可能减小运动部件的 自重及各传动元件的直径和自重。 (2)低摩擦阻力
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3.1 对数控机床进给传动系统的要 求
进给传动系统要求运动平稳、定位准确、快速响应特性好， 必须减小运动件的摩擦阻力和动摩擦系数与静摩擦系数之差。 所以导轨必须采用具有较小摩擦系数和高耐磨性的滚动导轨、 静压导轨和滑动导轨等。此外进给传动系统还普遍采用了滚 珠丝杠副。
(3)高刚度 数控机床进给传动系统的高刚度主要取决于滚珠丝杠副(直线
运动)或蜗轮蜗杆副(回转运动)及其支承部件的刚度。刚度不 足和摩擦阻力大会导致工作台产生爬行现象及造成反向死区， 影响传动准确性。缩短传动链，合理选择丝杠尺寸及对滚珠 丝杠副和支承部件的预紧是提高传动刚度的有效途径。
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3.1 对数控机床进给传动系统的要 求
(4)高谐振 为了提高进给的抗振性，应使机械构件具有较高的固有频率
和合适的阻尼，一般要求进给传动系统的固有频率应高于伺 服驱动系统的固有频率的2-3倍。 (5)消除传动间隙 进给系统的传动间隙一般指反向间隙，即反向死区误差，它 存在于整个传动链的各传动副中，直接影响数控机床的加工 精度。传动间隙主要来自传动齿轮副、蜗杆副、联轴器、螺 旋副及其支承部件之间，应施加预紧力和采取消除间隙的结 构措施，尽量消除传动间隙，减小反向死区误差。设计中可 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。
第三章 数控机床的进给传动系统
3.1 对数控机床进给传动系统的要求 3.2 联轴器 3.3 滚珠丝杠螺母副与静压丝杠螺母副 3.4 齿轮传动副与齿轮齿条传动 3.5 双导程蜗杆蜗轮副与静压蜗杆蜗轮
条传动 3.6 直线电动机传动 3.7 数控机床导轨
3.1 对数控机床进给传动系统的要 求
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3.2 联轴器
要求相当高，当两轴间有位移与倾斜存在时，就在机件内引 起附加载荷，使工作情况恶化，这是它的主要缺点。但由于 其构造简单、成本低以及可传递较大扭矩，故当转速低、无 冲击、轴的刚性大以及对中性较好时亦常采用。
3.扰性联轴器 在大扭矩宽调速直流电动机及传递扭矩较大的步进电动机的
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3.2 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与传递扭 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。
目前联轴器的类型繁多，有液压式、电磁式和机械式。其中 机械式联轴器的应用最为广泛。它借助于机械构件相互间的 机械作用来传递扭矩，大致可作如下分类:
传动机构中，与丝杠之间可采用直接连接的方式，这不仅可 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。 图3-5为采用锥形夹紧环(简称锥环)的消隙联轴器，可使动力 传递没有反向间隙。螺钉5通过压圈3施加轴向力时，
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3.2 联轴器
由于锥环之间的楔紧作用，内外环分别产生径向弹性变形， 消除配合间隙，并产生接触压力以传递扭矩。为了能补偿同 轴度及垂直度误差引起的憋劲现象，可采用图3-6所示的挠性 联轴器。柔性片7分别用螺钉和球面垫圈与两边的联轴套相连， 通过柔性片传递转矩。柔性片每片厚0. 25mm，材料为不锈 钢。两端的位置偏差由柔性片的变形抵消。
丝杠螺母副。它是直线运动与回转运动相互转换的新型传动 装置。它可以消除反向间隙并施加预载，有助于提高定位精 度和刚度。