现代制造装备及自动化ppt课件

1、第五章 进给传动系统设计5.1 进给传动系统设计应满足的根本要求5.2 机械进给传动系统的设计特点5.3 电气伺服进给系统5.4 伺服电动机.5.1 进给传动系统设计应满足的根本要求一、进给传动系统设计应满足的根本要求1、进给传动系统的组成动力源变速机构换向机构运动分配机构过载保险机构运动转换机构执行件.5.1 进给传动系统设计应满足的根本要求一、进给传动系统设计应满足的根本要求2、进给传动系统应满足的根本要求具有足够的静刚度和动刚度；具有良好的快速呼应性，做低速进给运动或微量进给时不爬行，运动平稳，灵敏度高；抗振性好，不会因摩擦自振而引起传动件的抖动或齿轮传动的冲击噪声；具有足够宽的调速范围

2、；传动精度和定位精度要高；构造简单，加工和装配工艺性好。.5.2 机械进给传动系统设计的特点 由于进给系统是恒扭矩传动，所以在各种进给速度下，末端输出轴上受的扭矩是一样的。 进给传动件中各传动件所受的扭矩为一、进给传动是恒扭矩传动二、进给传动系统中各传动件的计算转速是其最高转速Ti第I 个传动件接受的扭矩；N末、ni 末端输出轴和第i轴的转速；Ui 第i个传动件传至末端输出轴的传动比。.三、进给传动的变速范围 进给传动系统速度低，受力小，耗费功率小，齿轮模数小，因此进给传动变速组的变速范围可取比主变速组较大的值。极限传动比：传动组的最大变速范围：.四、进给传动系统采用传动间隙消除机构手动微量进

3、给机构：主要用于调整精细机床的一些部件，坐标镗床的任务台和主轴箱。五、快速空行程的采用六、微量进给机构的采用自动微量进给机构：采用各种驱动元件使进给自主地进展。.最小进给量大于1m的机构：蜗杆传动、丝杠螺母、齿轮齿条等。七、微量进给机构的采用弹性力传动：利用弹性元件的弯曲变形或弹性杆件的拉压变形实现微量进给。磁致伸缩传动：靠改动软磁资料如铁钴合金、铁铝合金等的磁化形状，使其尺寸和外形产生变化。电致伸缩：压电晶体的逆效应，将电能转换为机械能以实现微量进给。热应力传动：利用金属杆件的热伸长驱使执行件运动。最小进给量小于1m的机构：.5.3 电气伺服进给系统NC机床进给传动属伺服进给传动。伺服ser

4、vo迅速而又准确的跟踪控制指令， 保证机床任务台或刀架能正确定位或保证刀具 和工件间有严厉的运动关系。一、进给系统特点NC机床的进给传动应满足：调速范围大;传动精度高;动态呼应快;稳定性好。.根据要求，应具备以下特点： 机械传动机构简单： 传动精度高，动态呼应速度快快速跟踪指令； 电动机丝杠 电动机齿轮丝杠 传动滚动丝杆；任务台部件滚动导轨，贴塑导轨； 消除系统传动元件的间隙； 传动机构有足够刚度为防止爬行。.二、伺服进给系统的控制方式开环半闭环闭环.NC机床半闭环进给系统的三种方式如下：.三、进给系统驱动部件步进电动机;直流伺服电动机;交流伺服电动机;直线伺服电动机。.三、进给系统驱动部件1

5、、步进电动机任务原理：磁力线力图走磁阻最小的途径。.步进电动机的特点： 1、脉冲控制；2、改动定子绕组的通电顺序，转子的旋转方向将随之改动。3、定子绕组通电形状的变化频率越高，转子的转速越高。4、只需维持控制绕组电流不变，不需求机械制动安装。5、步距角与定子绕组的相数M，转子齿数Z，通电方式K有关，K：三相三拍取1，三相三拍取2。.1感应式直线电动机原理2、直线电动机.2直线电动机进给驱动的主要优点：速度高。最大进给速度可达80180mmin。加速度大。可高达2gl0g。定位精度高。定位精度高达01001m。行程不受限制。 .3)直线电动机的类型以直流直线电动机、交流永磁(同步)直线电动机、交

6、流感应(异步)直线电动机组成的高速进给系统运用较多 。直流直线电动机.交流永磁直线电动机.四、滚珠丝杠及其支承1、特点：1摩擦损失小，传动效率高达8595，是普通滑动丝杠副的24倍；2运动灵敏，低速时无爬行；3具有传动的可逆性； 不自锁升降运动，必需有制动安装。4轴向刚度高，反向定位精度高； 可消除反向间隙并施加预载。5运用期限长；6工艺复杂，专门工厂制造。.2、滚珠丝杠的任务原理按回珠方式，分为内循环和外循环。滚珠在循环中，一直与丝杠接触。流畅性好，一个循环中只需一圈滚珠，滚珠少，回程短。螺母径向尺寸小，轴向刚度好，但不能用于多头螺纹传动。滚珠每一个循环称为一列。内循环常有三列互成120度

7、四列互成90度内循环特点：.外循环：每一列钢珠转几圈后经插管式回珠器前往，插管式回珠器位于螺母之外, 滚珠在循环中，与丝杠脱离接触. 缺陷：螺母体积较大; 优点：回珠器制造简单。.双螺母法： a左右螺母向两头撑开 b向中间挤紧 3、滚珠丝杠副的消除间隙 和预加载荷。 将左右螺母装在一个共同的螺母体内一个整体，与丝杠间处于无间隙或过盈形状以提高接触刚度。.消除间隙和预加载荷的方法；改动两螺母的间距垫片式：齿差式：两螺母同向转一个齿，那么两螺母的相对轴向位移为：这种调整方式，准确可靠，定位精度高，构造复杂，用于要求较高的地方。丝杠导程.预紧原那么：使不受力侧的螺母接触变形为零的外载荷 F3F。 因

8、此，滚珠丝杠的预加载荷F。1/3F，预紧后的刚度提高为无预紧时的2倍。 但预紧过大F。寿命摩擦力矩加大。.4、滚珠丝杠的计算：自学疲劳强度计算；刚度计算；压杆稳定性和临界转速。.5、滚珠丝杠的支承 方式三种： a为一端轴向固定一端自在，常用于短丝杠和竖 直安装的丝杠。b为一端固定一端简支，常用于较长的卧式安装丝杠。c) 为两端固定，常用于长丝杠或高转速、要求高精度、高刚度的地方。这种方式还可以预拉伸。这种安装方式虽优点显著，但工艺上比较困难.滚珠丝杠用滚动轴承：1接触角为60的推力角接触球轴承背靠背面对面.2滚针-推力圆柱滚子组合轴承 多用于重载、要求刚度高的地方。x.6、滚珠丝杠的预拉伸制造

9、时： 目的行程公称行程预拉伸量行程补偿量 拉伸后恢复公称行程值。 任务时发热热膨胀导程加大影响定位精度。处理方法：预拉伸量热膨胀量，发热后，热膨胀量抵消了部分预拉伸量，使丝杠内应力下降，长度不变。.x.7、滚珠丝杠与伺服电动机的结合齿轮副同步齿形带.联轴节：挠性联轴节可消除丝杠与电机轴之间的同轴度 和垂直度误差锥环摩擦联接：优点是不用制键槽，无反向间隙，轴与轮毂之间的位置可恣意调理。摩擦联接还有一定的平安作用。. NC机床进给系统经常处于自动变向形状，反向时假设传动链中的齿轮等传动副存在间隙，就会呵斥进给运动的反向运动滞后于指令信号，从而影响其驱动精度。 刚性调整法是指调整之后齿侧间隙不能自动

10、补偿的调整方法。它要求严厉控制齿轮的齿厚及齿距公差，否那么传动的灵敏性将遭到影响。但用这种方法调整的齿轮传动有较好的传动刚度而且构造比较简单。柔性调整法是指调整之后齿侧间隙可以自动补偿的调整方法。在齿轮的齿厚和周节有差别的情况下，仍可一直坚持无间隙啮合。但是影响其传动平稳性，而且这种调整法的构造比较复杂、传动刚度低。二、减速机构及齿轮消隙.1、圆柱齿轮传动1偏心轴套调整法 电动机经过偏心轴套装到壳体上，经过转动偏心轴套的转角，就能方便的调整两啮合齿轮的中心距，消除了圆柱齿轮正、反转时的齿侧隙。特点：构造简单，但齿侧隙调整后不能自动补偿. 两个一样齿数的薄片齿轮与另一个宽齿轮啮合。两个薄片齿轮套装在一同，并可作相对回转。由于正向和反向旋转时，分别只需一片齿轮接受扭矩，因此承载才干遭到了限制。在设计时必需计算弹簧的拉力，使它可以抑制最大扭矩，否那么将失去消除间隙的作用。2双齿轮错齿式调整法.垫片调整法： 宽齿轮同时与两个一样齿数的薄片齿轮相啮合，薄片齿轮经平键与轴衔接，相互间无相对回转。斜齿轮1、2间加厚度为t的垫片。用螺母拧紧，使两齿轮1、2的螺旋线产生错位，其后两齿面分别与宽齿轮4的齿面贴紧消除间隙，垫片t的厚度和齿侧间隙的关系可由下式算出： 斜齿轮的螺旋角；齿侧间隙； t垫片的厚度。2、斜齿圆柱齿轮传动间隙的消除. 齿轮1、2相互啮合。在锥齿轮1的轴5上装有压簧3，用螺母4