数控机床(第二单元)(第3-4章))

1、 返回到总目录 返回本章目录 前进 后退JX3A齿轮传动的类型 平面齿轮机构平面齿轮机构 （圆柱齿轮）（圆柱齿轮） 外啮合齿轮传动内啮合齿轮传动两齿轮的轴线互相平行两齿轮之间的相对运动为平面运动齿 轮 齿 条 传 动（2 2）斜斜齿齿圆圆柱柱齿齿轮轮外啮合齿轮传动内啮合齿轮传动齿 轮 齿 条 传 动（3 3）人人字字齿齿轮轮由螺旋角相反、大小相等的两个斜齿圆柱齿轮拼接而成。 空间齿轮机构空间齿轮机构两齿轮的轴线不平行相对运动为空间运动 （1 1）圆圆锥锥齿齿轮轮传传动动两 两 轴 相 交直齿圆锥齿轮传动曲齿圆锥齿轮传动（2 2）螺螺旋旋齿齿轮轮传传动动两轴空间交错（3 3）蜗蜗轮轮蜗蜗杆杆传传

2、动动两轴垂直交错JX3A带传动的组成及带的类型带传动的组成及带的类型1.平带传动 带传动简图1主动轮2从动轮3封闭环形带1.平带传动带的类型带的类型a)a)平带平带b)Vb)V带带c)c)圆带圆带d)d)多楔带多楔带e)e)同步带（啮合型带传动）同步带（啮合型带传动）1.平带传动1）、平带由多层胶帆布构成，其横截面为扁平矩形，与带轮由多层胶帆布构成，其横截面为扁平矩形，与带轮表面相接触的内侧面为其工作面。平带传动结构简单，带长可根据表面相接触的内侧面为其工作面。平带传动结构简单，带长可根据需要剪截后用接头接成封闭环形。平带传动多用于高速和中心距较需要剪截后用接头接成封闭环形。平带传动多用于高速

3、和中心距较大的传动。大的传动。2）、V带传动 V V带传动的横截面为等腰梯形，两侧为工作带传动的横截面为等腰梯形，两侧为工作面。面。JX3A3.圆带传动图图3-2 3-2 啮合型带传动啮合型带传动带传动的特点及应用带传动的特点及应用 返回到总目录 返回本章目录 前进 后退图3-3 心轴a)转动心轴 b)固定心轴a)b) 返回到总目录 返回本章目录 前进 后退图3-4 转轴 返回到总目录 返回本章目录 前进 后退图3-5 传动轴图3-6 直轴图3-7 曲轴图3-8 挠性钢丝轴 返回到总目录 返回本章目录 前进 后退 返回到总目录 返回本章目录 前进 后退图3-9 凸缘联轴器图3-10 滑块联轴器

4、图3-11 弹性柱销联轴器 用凸肩和用凸肩和凹槽对中凹槽对中用铰制用铰制孔以螺孔以螺栓对中栓对中扭矩直接扭矩直接通过螺栓通过螺栓来传递来传递 扭矩靠接扭矩靠接合面间的合面间的摩擦力来摩擦力来传递传递 ：结构简单，径向尺寸小，但装拆不便，：结构简单，径向尺寸小，但装拆不便，多用于机床、仪器中多用于机床、仪器中多用于机床、仪器中。多用于机床、仪器中。若按过载时销若按过载时销钉被剪断的条钉被剪断的条件设计可用作件设计可用作安全联轴器安全联轴器牙嵌联轴器牙嵌联轴器刚性可移式联轴器刚性可移式联轴器特点：结构简单特点：结构简单,类似牙嵌离合器类似牙嵌离合器,但没有操但没有操 纵环纵环,中间有便于联接时轴伸

5、入其中的中间有便于联接时轴伸入其中的 定中环。定中环。应用：两轴需要补偿轴向位移的刚性连接。应用：两轴需要补偿轴向位移的刚性连接。 2 十字滑块联轴器十字滑块联轴器特点特点：联轴器工作时，中间滑块会产生很大的离心力，增加了工作联轴器工作时，中间滑块会产生很大的离心力，增加了工作 表面间的压力，使磨损加快，因此工作转速一般不宜超过表面间的压力，使磨损加快，因此工作转速一般不宜超过 300r/min。需定期施需定期施加润滑剂加润滑剂齿轮联轴器齿轮联轴器特点：传递扭矩的能力比同尺寸的其他联轴器要大得多，但因结构较复杂，制特点：传递扭矩的能力比同尺寸的其他联轴器要大得多，但因结构较复杂，制造成本较高。

6、造成本较高。4 万向联轴器万向联轴器弹性联轴器弹性联轴器1 弹性套柱销联轴器弹性套柱销联轴器特点：特点：结构与凸缘联轴器相似，只是用套有弹性套的柱销代替结构与凸缘联轴器相似，只是用套有弹性套的柱销代替 了联接螺栓，在非金属弹性元件的弹性联轴器中，它是了联接螺栓，在非金属弹性元件的弹性联轴器中，它是最有代表性的一种。最有代表性的一种。弹性联轴器弹性联轴器2弹性柱销联轴器弹性柱销联轴器特点：特点：材料为尼龙的柱销材料为尼龙的柱销有一定弹性，可用以代替弹性套柱销联轴器，其特点是允许较大的轴向位移 应用：应用：因此适于轴向窜动较大，起动频繁，经常正反转的因此适于轴向窜动较大，起动频繁，经常正反转的高、

7、低速传动。高、低速传动。 图3-13 多盘式摩擦离合器1主动轴 2主动轴套筒 3从动轴 4从动轴套筒 5外摩擦片6内摩擦片 7操纵环 8杠杆 9弹簧篇 10调节螺母图312 牙嵌离合器1、2半离合器 3操纵环离合器的接合应在两轴不回离合器的接合应在两轴不回 转或两轴转速差很小时进行，以转或两轴转速差很小时进行，以免凸牙因受冲击载荷面断裂。免凸牙因受冲击载荷面断裂。操作要求：操作要求：类型类型: 牙嵌离合器牙嵌离合器单盘式摩擦离合器单盘式摩擦离合器多圆盘式摩擦离合器多圆盘式摩擦离合器 特点特点:多圆盘式可传递更大的扭矩，多圆盘式可传递更大的扭矩， 径向尺寸径向尺寸 较小，宜用于高速传动较小，宜用

8、于高速传动 返回到总目录 返回本章目录 前进 后退JX1A(1)平键普通平键联接JX1A(1)平键导向平键联接JX1A(1)平键滑键联接JX1A(2)半圆键半圆键联接JX1A(3)楔键楔键联接JX1A花键联接花键联接花键联接的齿形a)矩形花键b)渐开线花键c)三角形花键 返回到总目录 返回本章目录 前进 后退 返回到总目录 返回本章目录 前进 后退通油、卸荷，通油、卸荷，滑移齿轮在最左侧滑移齿轮在最左侧5通油、通油、1卸荷，卸荷，滑滑移齿轮在最右侧移齿轮在最右侧1、5同时通油同时通油，滑滑移齿轮在中间移齿轮在中间1，5 缸体 2活塞杆 3 拨叉 4套筒 返回到总目录 返回本章目录 前进 后退

9、返回到总目录 返回本章目录 前进 后退 变速齿轮传动 同步齿形带传动 主轴电机直接驱动图 3-14 主传动系统的类型a）齿轮传动 b)带传动 c）直接驱动 返回到总目录 返回本章目录 前进 后退图图3-15 3-15 车、铣、磨三种主要数控机床主轴端部的结构形式车、铣、磨三种主要数控机床主轴端部的结构形式a) a) 车床的主轴端部车床的主轴端部b) b) 铣、镗类机床的主轴端部铣、镗类机床的主轴端部c) c) 磨床砂轮主轴的端部磨床砂轮主轴的端部b)a)c)图图3-15 3-15 车、铣、磨三种主要数控机床主轴端部的结构形式车、铣、磨三种主要数控机床主轴端部的结构形式a) a) 车床的主轴端部

10、车床的主轴端部图图3-15 3-15 车、铣、磨三种主要数控机床主轴端部的结构形式车、铣、磨三种主要数控机床主轴端部的结构形式b) b) 铣、镗类机床的主轴端部铣、镗类机床的主轴端部图图3-15 3-15 车、铣、磨三种主要数控机床主轴端部的结构形式车、铣、磨三种主要数控机床主轴端部的结构形式a) a) 车床的主轴端部车床的主轴端部b) b) 铣、镗类机床的主轴端部铣、镗类机床的主轴端部c) c) 磨床砂轮主轴的端部磨床砂轮主轴的端部b)a)c)24 主轴轴承数控机床的主轴一般都采用滚动轴承作为支承，如图所示为主轴常用的几种滚动轴承。图 a 为锥孔双列圆柱滚子轴承图 b 为双列推力向心球轴承图

11、 c 为双列圆锥滚子轴承图 d 为带凸肩的双列圆锥滚子轴承25主轴轴承图 a 为锥孔双列圆柱滚子轴承图 b 为双列推力向心球轴承图 c 为双列圆锥滚子轴承图 d 为带凸肩的双列圆锥滚子轴承 滚动轴承性能比较表轴 承 种 类允许转速刚 度阻尼温升圆柱滚子轴承向心球轴承圆锥滚子轴承较高高中高较高中、高中低较大中、高低中、高主轴轴承常见的支撑形式主轴轴承常见的支撑形式 (a)形式一；形式一；(b)形式二；形式二；(c)形式三形式三 1 1、主轴轴承的支撑形式、主轴轴承的支撑形式1 1）前支撑采用双列短圆柱）前支撑采用双列短圆柱滚子轴承和滚子轴承和6060角接触双角接触双列向心推力球轴承组合，列向心推

12、力球轴承组合，后支撑采用成对向心推力后支撑采用成对向心推力球轴承。可球轴承。可提高主轴的综提高主轴的综合刚度合刚度，满足强力切削的，满足强力切削的要求。普遍用于各类数控要求。普遍用于各类数控机床主轴。机床主轴。 2）前支撑采用）前支撑采用高精度双列高精度双列向心推力球轴承向心推力球轴承。向心推力轴。向心推力轴承有良好的高速性，主轴最高承有良好的高速性，主轴最高转速可达转速可达4000rmin，但承，但承载能力小，适于载能力小，适于高速、轻载、高速、轻载、高精密高精密的数控机床主轴。的数控机床主轴。 3 3）前后支撑分别采用）前后支撑分别采用双双列和单列圆锥滚子轴承列和单列圆锥滚子轴承。径向。径

13、向和轴向刚度高，能承受重载荷，和轴向刚度高，能承受重载荷，其安装、调整性能好，但限制其安装、调整性能好，但限制了主轴转速和精度，因此可用了主轴转速和精度，因此可用于于中等精度、低速、重载中等精度、低速、重载的数的数控机床的主轴。控机床的主轴。 图3-16 卧式加工中心机床的主轴支撑结构图3-17 立式加工中心机床主轴支撑结构图3-18 主轴准停示意图图3-19 磁性传感器主轴准停原理示意图图320 立式加工中心主轴部件1活塞 2拉杆 3蝶形弹簧 4钢球 5标准拉钉 6主轴 7、8行程开关 9弹力卡爪 10卡套 返回到总目录 返回本章目录 前进 后退图321主轴的密封结构1进油孔 2轴承 3套筒

14、 4法兰盘 5法兰盘6主轴 7泄漏孔 8回油孔 9泄油孔数控车床的进给传动系统简图数控车床的进给传动系统简图数控机床的进给运动数控机床的进给运动2. 宽的调速范围宽的调速范围 由于数控机床加工要适应各种工件材料、尺寸和刀具等变化由于数控机床加工要适应各种工件材料、尺寸和刀具等变化的需要，伺服进给系统在承担全部工作负载的条件下，应具有的需要，伺服进给系统在承担全部工作负载的条件下，应具有很宽的调速范围。很宽的调速范围。 3. 快的响应速度快的响应速度所谓响应速度是所谓响应速度是指伺服系统跟随指令信号的响应速度快指伺服系统跟随指令信号的响应速度快，使工使工作台能在规定的速度范围内灵敏而精确地跟踪指

15、令，保证轮廓作台能在规定的速度范围内灵敏而精确地跟踪指令，保证轮廓切削的形状精度和良好的加工表面精度。切削的形状精度和良好的加工表面精度。 4. 好的稳定性好的稳定性要有要有较强的抗干扰能力较强的抗干扰能力，有，有较硬的调速机械特性较硬的调速机械特性，外加负载变外加负载变化的化的适应能力强适应能力强。5. 大的转矩输出大的转矩输出要求低速时进给驱动要有大的转矩输出。（措施：需缩短进给要求低速时进给驱动要有大的转矩输出。（措施：需缩短进给驱动传动链驱动传动链，简化简化机械结构，增强系统刚性，提高传动精度）。机械结构，增强系统刚性，提高传动精度）。数控机床对进给传动系统的要求数控机床对进给传动系统

16、的要求数控机床对进给传动系统的要求数控机床对进给传动系统的要求（二）（二）. .进给传动系统的基本形式进给传动系统的基本形式直线和圆周直线和圆周进给运动两类。进给运动两类。直线进给运动实现方法直线进给运动实现方法：滚珠丝杠螺母副、齿轮：滚珠丝杠螺母副、齿轮齿条副、直线电机齿条副、直线电机；圆周进给运动实现方法圆周进给运动实现方法：齿轮副、蜗轮蜗杆副；齿轮副、蜗轮蜗杆副；2 2）根据驱动电机又分为：）根据驱动电机又分为： (1) 步进电机伺服进给系统；步进电机伺服进给系统； (2) 直流电机伺服进给系统；直流电机伺服进给系统； (3) 交流电机伺服进给系统；交流电机伺服进给系统； (4) 直线电

17、机伺服进给系统；直线电机伺服进给系统；1 1）按进给运动分：）按进给运动分：数控机床对进给传动系统的要求数控机床对进给传动系统的要求（三）（三）. .进给传动的组成部件及其要求进给传动的组成部件及其要求(1)(1)运动部件；运动部件；( (如工作台、导轨、横梁、立柱等如工作台、导轨、横梁、立柱等) )(2)(2)伺服电动机；伺服电动机；(3) (3) 检测元件；检测元件；(4)(4)联轴节；联轴节；(5) (5) 丝杠轴承；丝杠轴承；(6)(6)滚珠丝杠螺母副滚珠丝杠螺母副( (或齿轮齿条副或齿轮齿条副) )；(7)(7)减速机构减速机构( (齿轮副和带轮齿轮副和带轮) )；1 1）进给传动系

18、统的主要机电部件有：）进给传动系统的主要机电部件有：2 2）对进给传动部件的要求：）对进给传动部件的要求：数控机床对进给传动系统的要求数控机床对进给传动系统的要求半闭环进给伺服传动系统组成半闭环进给伺服传动系统组成双双螺母螺母伺服伺服电机电机支承支承轴承轴承丝杠丝杠滚珠滚珠丝杠丝杠螺母螺母半闭环进给伺服传动系统组成半闭环进给伺服传动系统组成伺服电机伺服电机 返回到总目录 返回本章目录 前进 后退图图4-1 4-1 螺纹的形成与牙型螺纹的形成与牙型a)b)图图4-2 4-2 螺纹的旋向螺纹的旋向a a） 右旋螺纹右旋螺纹 b b） 左左旋螺纹旋螺纹 返回到总目录 返回本章目录 前进 后退图图4-

19、3 4-3 螺旋传动螺旋传动a)b)图图4-4 4-4 复合螺旋传动复合螺旋传动 返回到总目录 返回本章目录 前进 后退 返回到总目录 返回本章目录 前进 后退滚珠丝杠螺母副的结构滚珠丝杠螺母副的结构1-丝杠丝杠 2-螺母螺母 3-滚珠滚珠 4-回珠管回珠管 5反向器反向器1-丝杠丝杠 2-滚道滚道 3-螺母螺母 4-滚珠滚珠丝杆 返回到总目录 返回本章目录 前进 后退图图4-154-15双螺母齿差调隙结构双螺母齿差调隙结构 返回到总目录 返回本章目录 前进 后退 返回到总目录 返回本章目录 前进 后退 返回到总目录 返回本章目录 前进 后退 返回到总目录 返回本章目录 前进 后退 返回到总目录 返回本章目录 前进 后退 返回到总目录 返回本章目录 前进 后退b)图图4-64-6两种类型的滚动轴承两种类型的滚动轴承1 1内圈内圈 2 2外圈外圈 3 3滚动滚动体体 4 4保