第4章 数控机床的进给传动系统分析
数控机床进给传动系统
数控机床进给模块之机械部件装配一．进给传动系统图纵向和横向进给传动系统图二．系统图的主要构造和功用电动机：1. 步进电动机步进电动机是一种将电脉冲信号转换成机械角位移的驱动元件。
步进电动机是一种特殊的电动机，一般电动机通电后都是连续转动的，而步进电动机则有定位与运转两种状态。
当有一个电脉冲输入时，步进电动机就回转一个固定的角度，这角度称为步距角，一个步距角就是一步，所以这种电动机称为步进电动机。
又由于它输入的是脉冲电流，也称作脉冲电动机。
当电脉冲连续不断地输入，步进电动机便跟随脉冲一步一步地转动，步进电动机的角位移量和输入的脉冲个数严格成正比例，在时间上与输入脉冲同步。
因此，只需控制输入脉冲的数量、频率及电动机绕组的通电顺序，便可获得所需转角、转速和方向。
在无脉冲输入时，步进电动机的转子保持原有位置，处于定位状态。
步进电动机的调速范围广、惯量小、灵敏度高、输出转角能够控制，而且有一定的精度，常用作开环进给伺服系统的驱动元件。
与闭坏系统相比，它没有位置速度反馈回路，控制系统简单，成本大大降低，与机床配接容易，使用方便，因而在对精度、速度要求不十分高的中小型数控机床上得到了广泛地应用。
2. 直流伺服电动机由于数控机床对进给伺服驱动装置的要求较高，而直流电动机具有良好的调速特性，因此在半闭坏、闭坏伺服控制系统中，得到较广泛地使用。
直流进给伺服电动机就其工作原理来说，虽然与普通直流电动机相同。
然而，由于机械加工的特殊要求，一般的直流电动机是不能满足需要的。
首先，一般直流电动机转子的转动惯量过大，而其输出转矩则相对较小。
这样，它的动态特性就比较差，尤其在低速运转条件下，这个缺点就更突出。
在进给伺服机构中使用的是经过改进结构，提高其特性的大功率直流伺服电动机，主要有以下两种类型：（1）小惯量直流电动机。
主要结构特点是其转子的转动惯量尽可能小，因此在结构上与普通电动机的最大不同是转子做成细长形且光滑无槽。
以此表现为转子的转动惯量小，仅为普通直流电动机的1/10左右。
数控机床的进给传动系统
数控机床的进给传动系统摘要：本文主要阐述了数控机床对进给传动系统的基本要求，数控机床进给传动系统的主要形式。
关键词：数控机床；传动系统；进给系统1 数控机床对进给传动系统的基本要求数控机床对机械传动系统的要求主要有以下几点。
1.1 提高传动部件的刚性数控机床的直线运动定位精度和分辨率必须达到微米级，回转运动的定位精度和分辨率必须达到角秒级，伺服电动机的驱动转矩，尤其是起动、制动时的转矩也很大。
假设传动部件的刚度不强，一定会使传动部件发生弹性变形，影响系统的定位精度、动态稳定性和响应快速性。
而加大滚珠丝杠的直径，对滚珠丝杠螺母副、支承部件进行预紧，进行预拉伸等，均为提高传动系统刚度的有效办法。
1.2 减小传动部件的惯量驱动电动机，传动部件的惯量直接决定进给系统的加速度，这是影响进给系统快速性的主要原因。
尤其是高速加工的数控机床，因为对进给系统的加速度要求比较高，所以，在满足系统强度和刚度的条件下，要减小零部件的质量、直径，以降低惯量，提高快速性。
1.3 减小传动部件的间隙在开环、半闭环进给系统中，传动部件的间隙直接影响进给系统的定位精度；在闭环系统中，它是系统的主要非线性环节，影响系统的稳定性，所以，要采取有效措施消除传动系统的间隙。
消除传动部件间隙的措施是对齿轮副、丝杠螺母副、联轴器、蜗轮蜗杆副以及支承部件进行预紧或消除间隙。
而采取措施后将可能增加摩擦阻力，降低机械部件的寿命，因此，必须统筹各种因素，使间隙减小到允许范围。
1.4 减小系统的摩擦阻力进给系统的摩擦阻力会降低传动效率，产生发热；同时，它还直接影响系统的决速性；因为摩擦力的存在，动、静摩擦系数的变化，会导致传动部件的弹性变形，产生非线性的摩擦死区，影响系统的定位精度和闭环系统的动态稳定性。
采用滚珠丝杠螺母副、静压丝杠螺母副、直线滚动导轨、静压导轨和塑料导轨等高效执行部件，能减少系统的摩擦阻力，提高运动精度，避免低速爬行。
2 数控机床进给传动系统的主要形式2.1 滚珠丝杠螺母副它的特点是：摩擦损失小，传动效率高；丝杠螺母之间预紧后，可消除间隙，提高传动刚度；摩擦阻力小，它与运动速度无关，动、静摩擦力的变化会很小，也不可能产生低速爬行现象；工作磨损小，使用寿命长，精度保持性好。
数控机床进给传动系统课件
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。
第4章 数控机床伺服系统
第4章 数控机床伺服系统
第4章 数控机床伺服系统 工作原理：假设是单三拍通电工作方式。 （1）A 相通电时，定子A 相的五个小齿和转子对 齐。此时，B 相和 A 相空间差120，含 1 120/9 = 13 齿 3 2 A 相和 C 相差240，含240/ 9 = 26 个 3 齿。所以，A 相的转子、定子的五个小齿对 齐时，B 相、C 相不能对齐，B相的转子、 定子相差 1/3 个齿（3），C相的转子、定 子相差2/3个齿（6）。
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式中：n —转速（r/min）； f —控制脉冲频率，即每秒输入步进电动机的脉冲数； 由上式可知：工作台移动的速度由指令脉冲的频率所控制。
第4章 数控机床伺服系统 特点：
(1)来一个脉冲，转一个步距角。
(2)控制脉冲频率，可控制电机转速。
(3)改变脉冲顺序，改变方向。
种类：
有励磁式和反应式两种。两种的区别在于励磁式步进电机的转 子上有励磁线圈，反应式步进电机的转子上没有励磁线圈。
第4章 数控机床伺服系统
计算机数控系统 机床 I/O 电路和装置 操作面板 键盘 输入输出 设备 机 床
PLC
计算机 数 装 控 置
主轴伺服单元
主轴驱动装置
进给伺服单元 测量装置
进给驱动装置
主进辅 运给助 传控 动 动制 机机机 构构构
数控机床的组成
第4章 数控机床伺服系统
第4章
数控机床伺服系统
第4章 数控机床伺服系统
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第4章 数控机床伺服系统
每个步距角对应工作台一个位移值，这个位移值称为脉 冲当量。 因此，只要控制指令脉冲的数量即可控制工作台移动的 位移量。步距角越小，它所达到的位置精度越高，因此实际 使用的步进电动机一般都有较小的步距角。 步进电动机的转速公式为：n 60 f
第四章数控机床进给系统的故障诊断与维修(1)
第1页 第4章 数控机床进给系统的故障诊断与维修 进给驱动系统的性能在一定程度上决定了数控系统的性能，直接影响了加工工件的精度。对它做好良好的维护与维修，是数控机床的关键。本章主要内容： ——对数控机床进给驱动系统作一半的介绍； ——介绍步进驱动系统的原理和主要特性作简单介绍后，列出了步进驱动系统的主要故障及排除，并列出相应维修实例。 ——简介了进给伺服驱动系统，列出了进给伺服驱动系统的主要报警及处理、主要故障及排除，并列出了维修实例。
4.1 进给驱动系统概述
进给驱动系统的性能在一定程度上决定了数控系统的性能，决定了数控机床的档次，因此，在数控技术发展的历程中，进给驱动系统的研制和发展总是放在首要的位置。 数控系统所发出的控制指令，是通过进给驱动系统来驱动机械执行部件，最终实现机床精确的进给运动的。数控机床的进给驱动系统是一种位置随动与定位系统，它的作用是快速、准确地执行由数控系统发出的运动命令，精确地控制机床进给传动链的坐标运动。它的性能决定了数控机床的许多性能，如最高移动速度、轮廓跟随精度、定位精度等。
4.1.1 数控机床对进给驱动系统的要求 1. 调速范围要宽 调速范围rn是指进给电动机提供的最低转速nmin和最高转速nmax之比，即：rn=nmin/nmax。 在各种数控机床中，由于加工用刀具、被加工材料、主轴转速以及零件加工工艺要求的不同，为保证在任何情况下都能得到最佳切削条件，就要求进给驱动系统必须具有足够宽的无级调速范围（通常大于1∶10000）。尤其在低速（如<0.1r/min）时，要仍能平滑运动而无爬行现象。 脉冲当量为1μm/P情况下，最先进的数控机床的进给速度从0~240m/min连续可调。但对于一般的数控机床，要求进给驱动系统在0~24m/min进给速度下工作就足够了。
2. 定位精度要高 使用数控机床主要是为了：保证加工质量的稳定性、一致性，减少废品率；解决复杂曲面零件的加工问题；解决复杂零件的加工精度问题，缩短制造周期等。数控机床是按预定的程序自动进行加工的，避免了操作者的人为误差，但是，它不可能应付事先没有预料到的情况。就是说，数控机床不能像普通机床那样，可随时用手动操作来调整和补偿各种因素对加工精度的影响。因此，要求进给驱动系统具有较好的静态特性和较高的刚度，从而达到较高的定位精第2页 CNC 步进 驱动器 机床 工作台 步进
数控机床进给传动系统
目录中文摘要 (Ⅰ)英文摘要 (Ⅱ)第一章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2数控机床进给传动系统简要叙述 (2)1.2.1升降台传动系统 (2)1.2.2床鞍传动系统 (3)1.2.3工作台传动系统 (3)1.3FXK5045机床的用途及性能 (4)1.4数控机床对进给传动系统的要求 (5)1.5数控机床进给系统总体设计方案 (7)1.6本章小结 (8)第二章伺服电动机 (9)2.1伺服系统 (9)2.1.1对伺服系统的基本要求 (9)2.1.2伺服系统的分类 (10)2.2伺服电动机的分类 (11)2.2.1直流伺服电机 (11)2.2.2交流伺服电机 (12)2.2.3直线电机 (12)2.2.4步进电机 (12)2.3电动机的选择与计算 (15)2.3.1脉冲当量的选择 (15)2.3.2电机的最高转速 (15)2.3.3 等效负载转矩的计算 (15)2.3.4初选步进电动机型号 (17)2.3.5电动机选型验算 (18)2.4本章小结 (18)第三章同步齿形皮带轮传动 (19)I3.1同步齿形带的特点应用和优缺点 (19)3.1.1同步齿形带的特点和应用 (19)3.1.2 同步齿形带传动的优缺点 (20)3.2同步齿形带的主要参数和规格 (21)3.3同步齿形带传动设计计算 (21)3.3.1失效形式和计算准则 (21)3.3.2同步齿形带传动注意事项 (22)3.3.3同步齿形带传动计算步骤 (22)3.4皮带轮几何尺寸的计算 (28)3.5齿轮传动间隙的调整方法 (29)3.6同步齿形皮带轮材料的选择 (30)3.7本章小结 (31)第四章滚珠丝杠的设计计算 (32)4.1滚珠丝杠传动 (32)4.1.1滚珠丝杠的特点 (32)4.1.2滚珠丝杠的一些主要参数 (33)4.1.3滚珠丝杠的预拉伸 (34)4.2滚珠丝杠螺母副 (35)4.2.1滚珠丝杠螺母副的循环方式 (35)4.2.2滚珠丝杠螺母副间隙的调整 (36)4.2.3滚珠丝杠螺母副的维护 (37)4.2.4滚珠丝杠螺母副的常见故障 (37)4.3滚珠丝杠的设计 (38)4.3.1滚珠丝杠的设计计算 (43)4.3.2滚珠丝杠的校核 (45)4.4本章小结 (47)第五章联轴器和导轨 (48)5.1联轴器 (48)5.1.1联轴器的总体分类 (48)5.1.2安全联轴器的作用 (50)5.2机床导轨 (51)II5.2.1对导轨的总体要求 (51)5.2.2导轨副的种类以及组合形式 (52)5.2.3导轨的技术要求 (56)5.2.4导轨副的材料选择 (57)5.2.5导轨副的维护和故障诊断 (58)5.3本章小结 (59)总结 (60)参考文献 (62)致谢 (63)III四川理工学院毕业设计（论文）说明书第一章绪论1.1引言数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，其技术范围覆盖很多领域：(1).机械制造技术；(2).信息处理、加工、传输技术；(3).自动控制技术；(4).伺服驱动技术；(5).传感器技术；(6).软件技术等。
数控机床进给传动系统
数控机床进给传动系统一．进给传动体系图纵向和横向进给传动体系图二．体系图的重要构造和功用电念头：1. 步进电念头步进电念头是一种将电脉冲旌旗灯号转换成机械角位移的驱动元件。
步进电念头是一种特别的电念头，一般电念头通电后都是持续迁移转变的，而步进电念头则有定位与运转两种状况。
当有一个电脉冲输入时，步进电念头就反转展转一个固定的角度，这角度称为步距角，一个步距角就是一步，所以这种电念头称为步进电念头。
又因为它输入的是脉冲电流，也称作脉冲电念头。
当电脉冲持续赓续地输入，步进电念头便跟随脉冲一步一步地迁移转变，步进电念头的角位移量和输入的脉冲个数严格成正比例，在时光上与输入脉冲同步。
是以，只需控制输入脉冲的数量、频率及电念头绕组的通电次序，便可获得所需转角、转速和偏向。
在无脉冲输入时，步进电念头的转子保持原有地位，处于定位状况。
步进电念头的调速范围广、惯量小、灵敏度高、输出转角可以或许控制，并且有必定的精度，常用作开环进给伺服体系的驱动元件。
与闭坏体系比拟，它没有地位速度反馈回路，控制体系简单，成本大年夜大年夜降低，与机床配接轻易，应用便利，因而在对精度、速度请求不十分高的中小型数控机床上获得了广泛地应用。
2. 直流伺服电念头因为数控机床对进给伺服驱动装配的请求较高，而直流电念头具有优胜的调速特点，是以在半闭坏、闭坏伺服控制体系中，获得较广泛地应用。
直流进给伺服电念头就其工作道理来说，固然与通俗直流电念头雷同。
然而，因为机械加工的特别请求，一般的直流电念头是不克不及知足须要的。
起首，一般直流电念头转子的迁移转变惯量过大年夜，而其输出转矩则相对较小。
如许，它的动态特点就比较差，尤其在低速运转前提下，这个缺点就更凸起。
在进给伺服机构中应用的是经由改进构造，进步其特点的大年夜功率直流伺服电念头，重要有以下两种类型：（1）小惯量直流电念头。
重要构造特点是其转子的迁移转变惯量尽可能小，是以在构造上与通俗电念头的最大年夜不合是转子做成细长形且滑腻无槽。
(数控加工)第四章数控机床进给系统的故障诊断与维修
（数控加工）第四章数控机床进给系统的故障诊断与维修第4章数控机床进给系统的故障诊断与维修进给驱动系统的性能在一定程度上决定了数控系统的性能，直接影响了加工工件的精度。
对它做好良好的维护与维修，是数控机床的关键。
本章主要内容：——对数控机床进给驱动系统作一半的介绍；——介绍步进驱动系统的原理和主要特性作简单介绍后，列出了步进驱动系统的主要故障及排除，并列出相应维修实例。
——简介了进给伺服驱动系统，列出了进给伺服驱动系统的主要报警及处理、主要故障及排除，并列出了维修实例。
4.1进给驱动系统概述进给驱动系统的性能在一定程度上决定了数控系统的性能，决定了数控机床的档次，因此，在数控技术发展的历程中，进给驱动系统的研制和发展总是放在首要的位置。
数控系统所发出的控制指令，是通过进给驱动系统来驱动机械执行部件，最终实现机床精确的进给运动的。
数控机床的进给驱动系统是一种位置随动与定位系统，它的作用是快速、准确地执行由数控系统发出的运动命令，精确地控制机床进给传动链的坐标运动。
它的性能决定了数控机床的许多性能，如最高移动速度、轮廓跟随精度、定位精度等。
4.1.1数控机床对进给驱动系统的要求1.调速范围要宽调速范围r n是指进给电动机提供的最低转速n min和最高转速n max之比，即：r n=n min/n max。
在各种数控机床中，由于加工用刀具、被加工材料、主轴转速以及零件加工工艺要求的不同，为保证在任何情况下都能得到最佳切削条件，就要求进给驱动系统必须具有足够宽的无级调速范围（通常大于1∶10000）。
尤其在低速（如<0.1r/min）时，要仍能平滑运动而无爬行现象。
脉冲当量为1μm/P情况下，最先进的数控机床的进给速度从0~240m/min连续可调。
但对于一般的数控机床，要求进给驱动系统在0~24m/min进给速度下工作就足够了。
2.定位精度要高使用数控机床主要是为了：保证加工质量的稳定性、一致性，减少废品率；解决复杂曲面零件的加工问题；解决复杂零件的加工精度问题，缩短制造周期等。
数控机床的进给传动系统
图5-30 直线电动机进给驱动系统 1-位置检测器 2-转子 3-定子 4-床身 5、8-辅助导轨 7、14-冷却板
流电，次级就在电磁 力的作用下沿初级作
6、13-次级 9、10-测量系统 11-拖链 12、17-导轨 15-工作台 16-防护 直线运动。
尽管直线电动机有很多优点，但在选用时应注意以下不足之处： 1）与同容量旋转电动机相比，直线电动机的效率和功率因数要低， 特别在低速时更明显。 2）直线电动机，特别是直线感应电动机的起动推力受电源电压的影 响较大，故对驱动器的要求较高，应采取措施保证或改变电动机的有 关特性来减少或消除这种影响。 3）在金属加工机床上，由于电动机直接和导轨、工作台做成一体， 必须采取措施以防止磁力和热变形对加工的影响。
5) 滚珠丝杠螺母副制造工艺复杂，滚珠丝杠和螺母的材料，热处理 和加工要求相当于滚动轴承。螺旋滚道必须磨削，制造成本高。
2. 静压丝杠螺母副 静压丝杠螺母副是通过油压在丝杠和螺母的接触面之间，产生一
层保持一定厚度，且具有一定刚度的压力油膜，使丝杠和螺母之间由 边界摩擦变为液体摩擦。当丝杠转动时通过油膜推动螺母直线移动， 反之，螺母转动也可使丝杠直线移动。静压丝杠螺母的特点是：
2. 减少各运动零件的惯量
传动件的惯量对进给系统的启动和制动特性都有影响，尤其是高速运转的零件，其惯量的 影响更大。在满足传动强度和刚度的前提下，尽可能减小执行部件的质量，减小旋转零件的 直径和质量，以减少运动部件的惯量。
3. 减少运动件的摩擦阻力
机械传动结构的摩擦阻力，主要来自丝杠螺母副和导轨。在数控机床进给系统中，为了减 小摩擦阻力，消除低速进给爬行现象，提高整个伺服进给系统稳定性，广泛采用滚珠丝杠和 滚动导轨以及塑料导轨和静压导轨等。
数控机床进给传动系统
数控机床进给传动系统一. 进给传动体系图二. 体系图的重要构造和功用电念头：1・步进电念头步进电念头盧二种将电脉冲旌旗灯号转换成机械角位移的驱动元件。
步进电 念头是一种特别的电念头，一般电念头通电后都是持续迁移转变的，而步进电念 头则有定位与运转两种状况。
当有一个电脉冲输入时，步进电念头就反转展转一 个固定的角m—佯台纵向和横向进给传动体系图度，这角度称为步距角，一个步距角就是一步，所以这种电念头称为步进电念头。
乂因为它输入的是脉冲电流，也称作脉冲电念头。
当电脉冲持续康续地输入，步进电念头便跟随脉冲一步一步地迁移转变，步进电念头的角位移量和输入的脉冲个数严格成正比例，在时光上与输入脉冲同步。
是以，只需控制输入脉冲的数量、频率及电念头绕组的通电次序，便可获得所需转角、转速和偏向。
在无脉冲输入时，步进电念头的转子保持原有地位，处于定位状况。
步进电念头的调速范围广、惯量小、灵敬度高、输出转角可以或许控制，并且有必定的精度, 常用作开环进给伺服体系的驱动元件。
与闭坏体系比拟，它没有地位速度反馈回路，控制体系简单，成本大年夜大年夜降低，与机床配接轻易，应用便利，因而在对精度、速度请求不十分高的中小型数控机床上获得了广泛地应用。
2.直流伺服电念头因为数控机床对进给伺服驱动装配的请求较高，而直流电念头具有优胜的调速特点，是以在半闭坏、闭坏伺服控制体系中，获得较广泛地应用。
直流进给伺服电念头就其工作道理来说，固然与通俗直流电念头雷同。
然而，因为机械加工的特别请求，一般的直流电念头是不克不及知足须要的。
起首，一般直流电念头转子的迁移转变惯量过大年夜，而其输出转矩则相对较小。
如许，它的动态特点就比较差，尤其在低速运转前提下，这个缺点就更凸起。
在进给伺服机构中应用的是经山改进构造，进步其特点的大年夜功率直流伺服电念头，重要有以下两种类型：（1）小惯量直流电念头。
重要构造特点是其转子的迁移转变惯量尽可能小, 是以在构造上与通俗电念头的最大年夜不合是转子做成细长形且滑腻无槽。
数控机床进给系统传动设计.
数控机床进给系统传动设计及数控系统设计摘要数控车床又称数字控制（Numbercal control，简称NC）机床。
它是基于数字控制的，采用了数控技术，是一个装有程序控制系统的机床。
它是由主机，CNC，驱动装置，数控机床的辅助装置，编程机及其他一些附属设备所组成。
此次设计包括机床的总体布局设计，纵向进给设计。
其中着重介绍了立柱和底座的结构及选用原则，系统地对结构和布局等环节进行了介绍。
包括结构选择、材料选择、参数选择等。
用数值解析法对数控铣床的床身结构进行了校核。
关键词：数控机床；数控系统；电动机Control System Design of Econmical NC LatheAbstractThe numerical control lathe called the numerical control (Numbercal Control, is called NC) the engine bed. It is based on the numerical control, has used the numerical control technology, is loaded with the procedure control system the engine bed. It is by the main engine, CNC, the drive, the numerical control engine bed auxiliary unit, the programming machine and other some appurtenances is composed.This design including the engine bed overall layout design, longitudinal enters for the design,Also summarizes the technical parameters. Which focuses on the column and the base structure and selection principles, systematically structure and layout and other aspects were introduced. Including structure selection, material selection, parameter selection. Numerical analysis method using CNC milling machine bed structure were checked.Keywords：N umerical control; Open-loop；Step motor目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1数控机床的课题研究意义 (1)1.2数控机床的发展及趋势 (1)1.3数控铣床的工作原理、特点和结构及分类 (3)第2章数控机床机械结构 (6)2.1进给系统组成 (6)2.2传动系统方案确定 (7)2.3齿形带传动设计 (9)2.3.1带和带传动 (10)2.3.2齿形带的选择 (11)2.4丝杠螺母设计 (13)2.4.1 滚珠丝杠螺母副类型选择 (14)2.4.2 滚珠丝杠螺母副型号及其校核 (15)第3章进给传动部件的选型 (18)3.1导轨的设计 (18)3.1.1 导轨概述 (18)3.1.2直线运动导轨副的基本截面形状分类 (19)3.1.3 直线滚动导轨的选型 (21)3.2滚珠丝杠的设计 (23)3.2.1滚珠丝杠螺母副概述 (23)3.2.2 滚珠丝杠螺母副的循环方式 (24)3.2.3滚珠丝杠间隙与调整 (26)3.2.4 滚珠丝杠的选定原则 (28)3.2.5 滚珠丝杠螺母副支撑方式的选择以及轴承的选择 (29)3.3电机的选择 (35)3.3.1 电机概述 (35)3.3.2 交流、直流电机的调速原理 (35)3.3.3 交流伺服电动机的选择 (41)3.4联轴器选择 (42)第4章Z向进给传动部件的设计 (44)4.1主切削力及其切削分力计算 (44)4.2导轨摩擦力计算 (45)4.3直线滚动导轨的选型与计算 (46)4.4滚珠丝杠的设计计算 (48)4.4.1 计算滚珠丝杠螺母副的轴向负载力 (48)4.4.2 滚珠丝杠的动负荷计算与直径估算 (48)4.4.3 滚珠丝杠螺母副的承载能力校荷 (55)4.5机械传动系统的刚度计算 (59)4.5.1 机械传动系统抗拉刚度计算 (59)4.5.2 滚珠丝杠螺母副扭转刚度计算 (62)4.6机械传动系统的动态分析 (63)4.7机械传动系统的误差计算与分析 (64)4.8滚珠丝杠精度等级确定 (65)总结 (67)致谢 (69)参考文献 (70)数控车床控制系统设计第1章绪论1.1 数控机床的课题研究意义数控机床具有经济实用，结构简单，操作方便，价格低廉的特点，驱动电机采用步进电动机，多数采用开环控制，由于数控系统具有较高的性能价格比，因而广泛地应用于机床产品的升级换代和普通普通机床的技术改造上。
数控机床的进给传动系统
互转换的新型传动装置。它的结构特点是在具有螺旋槽的丝杠 螺母间装有滚珠作为中间传动元件，以减少摩擦。
2．滚珠丝杠螺母副分类
滚珠丝杠螺母副按滚珠的循环方式有外循环和内循环两种。 图3-13（a）所示，滚珠循环过程中与丝杠始终接触称为内循
间的夹角，理想接触角β等于450。 此外还有丝杠螺纹大径d、丝杠螺纹小径d1、螺纹全长l、滚珠直径db、螺母螺纹大径D、
螺母螺纹小径D1、滚道圆弧偏心距e以及滚道圆弧半径R等参数。
二、滚珠丝杠副的特点
1．滚珠丝杠副的优点 （1）传动效率高 （2）运动平稳 （3）高精度 （4）高耐用性 （5）同步性好 （6）高可靠性 （7）无背隙与预紧
1．双螺母消隙
（1）垫片调隙式单螺母消隙
四、滚珠丝杠的支撑结构
图3-19 滚珠丝杠的支承结构
（1）一端装止推轴承（固定-自由式）。这种安装方式如图319a）所示。其承载能力小，轴向刚度低，易产生弯曲变形， 仅适用于的长度较短丝杠。
2）一端装止推轴承，另一端装深沟球轴承（固定-支承式） 这种安装方式如图3-19b）所示。当滚珠丝杠较长时，一端装 止推轴承固定，另一端由深沟球轴承支承。为了减小丝杠热变 形的影响，止推轴承的安装位置应尽量远离热源或安装到冷却 条件较好的地方。
图3-20所示为数控卧式铣镗床主轴箱进给丝杠的制动装置示意 图。
六、滚珠丝杠的防护
滚珠丝杠副和其他滚动摩擦的传动器件一样，应避免硬质灰尘 或切屑污物进入，因此必须装有防护装置。如果滚珠丝杠副在 机床上外露，则应采用封闭的防护罩，如采用螺旋弹簧钢带套 管、伸缩套管以及折叠式套管等。
第4章数控机床进给系统故障诊断维修
第4章数控机床进给系统的故障诊断与维修进给驱动系统的性能在一定程度上决定了数控系统的性能，直接影响了加工工件的精度。
对它做好良好的维护与维修，是数控机床的关键。
本章主要内容：——对数控机床进给驱动系统作一半的介绍；——介绍步进驱动系统的原理和主要特性作简单介绍后，列出了步进驱动系统的主要故障及排除，并列出相应维修实例。
——简介了进给伺服驱动系统，列出了进给伺服驱动系统的主要报警及处理、主要故障及排除，并列出了维修实例。
4.1 进给驱动系统概述进给驱动系统的性能在一定程度上决定了数控系统的性能，决定了数控机床的档次，因此，在数控技术发展的历程中，进给驱动系统的研制和发展总是放在首要的位置。
数控系统所发出的控制指令，是通过进给驱动系统来驱动机械执行部件，最终实现机床精确的进给运动的。
数控机床的进给驱动系统是一种位置随动与定位系统，它的作用是快速、准确地执行由数控系统发出的运动命令，精确地控制机床进给传动链的坐标运动。
它的性能决定了数控机床的许多性能，如最高移动速度、轮廓跟随精度、定位精度等。
4.1.1 数控机床对进给驱动系统的要求1. 调速范围要宽调速范围rn是指进给电动机提供的最低转速nmin和最高转速nmax之比，即：rn=nmin/nmax。
在各种数控机床中，因为加工用刀具、被加工材料、主轴转速以及零件加工工艺要求的不同，为保证在任何情况下都能得到最佳切削条件，就要求进给驱动系统必须具有足够宽的无级调速范围<通常大于1∶10000）。
尤其在低速<如<0.1r/min）时，要仍能平滑运动而无爬行现象。
脉冲当量为1μm/P情况下，最先进的数控机床的进给速度从0~240m/min连续可调。
但对于一般的数控机床，要求进给驱动系统在0~24m/min进给速度下工作就足够了。
2. 定位精度要高使用数控机床主要是为了：保证加工质量的稳定性、一致性，减少废品率；解决复杂曲面零件的加工问题；解决复杂零件的加工精度问题，缩短制造周期等。