数控机床第二单元第34章

目录第三章数控机床主传动系统第四章数控机床的进给运动系统第五章数控机床导轨与工作台第六章数控机床的自动换刀装置第七章刀具交换装置第八章典型数控机床的结构与控制第九章数控机床的液压与气压系统

数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第1页!第三章数控机床主传动系统节机械基础知识第二节数控机床主传动系统的特点第三节数控机床主轴传动类型第四节主轴部件第五节主轴组件的润滑与密封数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第2页!节机械基础知识

一、齿轮传动和带传动齿轮传动是机械传动中最主要的一类传动，形式很多，应用广泛，最常用的是渐开线齿轮传动。与其它传动相比，齿轮传动有下列特点：1．两轮瞬时传动比(角速度之比)恒定。2．适用的圆周速度和传动功率范围较大。3．传动效率较高、寿命较长。4．能实现平行、相交、交错轴间传动。与其他传动相比，有下列缺点：1．制造和安装精度要求较高，成本较高。2．不适用于距离较远的传动。3．为了保证润滑良好，齿轮的啮合齿之间在设计上要保证有一定的侧隙，这对传动精度有一定的影响，尤其是应用于类似数控机床等高精度设备上，要采取必要的消除侧隙的手段。

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后退数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第3页!节机械基础知识图3-2啮合型带传动数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第4页!节机械基础知识图3-3心轴a)转动心轴b)固定心轴a)b)数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第5页!节机械基础知识图3-4转轴数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第6页!节机械基础知识三、联轴器、离合器及制动器的主要类型、特点及应用联轴器和离合器是机械传动中常用的部件。它们主要用来联接轴与轴(有时也联接轴与其它回转零件)，以传递运动与扭矩；有时也可用作安全装置。联轴器和离合器的区别是：联轴器的拆卸要在机器停止运转后进行；离合器则可以在机器的运转过程中进行分离或结合。制动器是用来迫使机器迅速停止运转或降低机器运转速度的机械装置。

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后退数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第7页!节机械基础知识图3-9凸缘联轴器图3-10滑块联轴器图3-11弹性柱销联轴器数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第8页!节机械基础知识图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3－12牙嵌离合器1、2－半离合器3－操纵环数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第9页!第二节数控机床主传动系统的特点数控机床与普通机床比较，其主传动系统具有如下特点：1．主轴转速高，变速范围广，并可无级变速为了获得高的生产率和好的表面质量，数控机床必须具有更高的转速和更宽的变速范围，使加工时能合理选用切削用量。由于数控机床的变速是按照控制指令自动进行的，因此主轴要求无级变速，并能迅速可靠地自动实现，使切削过程始终处于最佳状态。2．主轴传动平稳，噪声低，精度高数控机床的加工精度与主传动系统的刚度密切相关。为此，应提高传动件的制造精度与刚度，齿轮齿面应进行高频淬火增加耐磨性；最后一级采用斜齿轮传动，使传动平稳；采用高精度轴承及合理的支承跨距等，以提高主轴组件的刚度。

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后退数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第10页!第三节数控机床主轴传动类型1．带有变速齿轮的主传动这种类型如图3-14a所示，主要适用于大、中型数控机床。它是通过二级以上齿轮副实现分段无级变速，其优点是能够确保低速时的转矩，满足主轴输出转矩特性的要求，而且变速范围广。但结构复杂，需增加润滑和温度冷却系统，成本较高。齿轮变速方式有：电—液控制拨叉方式和电磁离合器方式，在一些简易或教学型数控机床中采用手动换挡方式。

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后退数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第11页!第三节数控机床主轴传动类型图3-14主传动系统的类型a）齿轮传动b)带传动c）直接驱动数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第12页!第四节主轴部件一、主轴端部结构形状主轴端部用于安装刀具或夹持工件的夹具。在设计要求上，应能保证定位准确、安装可靠、联接牢固、装卸方便，并能传递足够的转矩。主轴端部的结构形状都已标准化，图3-15所示为车、铣、磨三种主要数控机床的主轴端部结构形式。图3-15车、铣、磨三种主要数控机床主轴端部的结构形式a)车床的主轴端部b)铣、镗类机床的主轴端部c)磨床砂轮主轴的端部b)a)c)数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第13页!第四节主轴部件图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数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第14页!第四节主轴部件4．减少停机定向时间，只需简单的强电程序顺序控制即可(定向信号、定向完成信号和高／低速信号)。5．工件定位方便而准确(车床上可按主轴正、反转向两个方向定位)。6．镗孔结束时。可按主轴旋转方向进行主轴定向，因此工件不会被刀具打坏。同时可按相对工件某一固定方向装卸刀具，因此易于编程。主轴准停控制实质上是在主轴速度控制基础上增加一个位置控制环。因此，必须增加主轴位置检测装置才能取得反馈信号。通常由位置编码器或磁性传感器等完成。应注意的是若采用磁性传感器时。则磁性元件可直接装在主轴上，而传感头装在固定的箱体上，并且它与放大器之间连线越短越好，还要做好屏蔽，以减少干扰。采用位置编码器时，可能因安装不方便要通过1：1的齿轮进行联结。总之，应根据机床的具体位置和实际情况确定控制方案和安装方案。数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第15页!第四节主轴部件五、刀具自动夹紧和主轴孔清洁装置在自动换刀的数控机床中，为了实现刀具的自动装卸，其主轴必须设计有刀具的自动夹紧机构，如图3-20所示。刀柄采用7：24的大锥度锥柄与主轴锥孔配合，既有利于定心，也为松夹带来了方便。标准拉钉5用螺纹联接在刀柄上。放松刀具时，液压油进入液压缸活塞1的右端，油压使活塞左移，推动拉杆2左移，同时碟形弹簧3被压缩，钢球4随拉杆一起左移，当钢球移至主轴孔径较大处时，便松开拉钉，机械手即可把刀柄连同拉钉5从主轴锥孔中取出。夹紧刀具时，活塞右端无油压，螺旋弹簧使活塞退到最右端，拉杆2在碟形弹簧3的弹簧力作用下向右移动，钢球4被迫收拢，卡紧在拉杆2的环槽中。这样，拉杆通过钢球把拉钉向右拉紧，使刀柄外锥面与主轴锥孔内锥面相互压紧，刀具随刀柄一起被夹紧在主轴上。行程开关8和7用于发出夹紧和放松刀柄的信号。刀具夹紧机构使用弹簧夹紧、液压放松，可保证在工作中，如果突然停电，刀柄不会自行脱落。自动清除主轴孔中的切屑和灰尘是换刀操作中不容忽视的问题。为了保持主轴锥孔清洁，常采用压缩空气吹屑。图3-20所示活塞1的心部钻有压缩空气通道，当活塞向左移动时，压缩空气经过活塞由主轴孔内的空气嘴喷出，将锥孔里的杂物清理干净。为了提高清理杂物的效率，喷气小孔要有合理的喷射角度，并均匀分布。数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第16页!第五节主轴组件的润滑与密封一、主轴润滑为了保证主轴有良好的润滑，减少摩擦发热，同时又能把主轴组件的热量带走，通常采用循环式润滑系统。用液压泵供油强力润滑，在油箱中使用油温控制器控制油液温度。近年来有些数控机床的主轴轴承采用高级油脂封放方式润滑，每加一次油脂可以使用7～10年，简化了结构，降低了成本且维护保养简单，但需防止润滑油和油脂混合，通常采用迷宫式密封方式。为了适应主轴转速向更高速化发展的需要，新的润滑冷却方式相继开发出来。这些新型润滑冷却方式不单要减少轴承温升，还要减少轴承内外圈的温差，以保证主轴热变形小。

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后退数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第17页!第五节主轴组件的润滑与密封二、主轴密封主轴密封的主要目的是防止润滑油液泄漏和外部的切削液等进入主轴的轴承内。在密封件中，被密封的介质往往是以穿漏、渗透或扩散的形式越界泄漏到密封连接处的另一侧。造成泄漏的基本原因是流体从密封面上的间隙中溢出，或是由于密封部件内外两侧密封介质的压力差或浓度差，致使流体向压力或浓度低的一侧流动。图3-21是一种卧式加工中心主轴前支承的密封结构。这种加工中心主轴前支承处采用的双层小间隙密封装置。主轴前端车出两组锯齿形护油槽，在法兰盘4和5上开沟槽及泄漏孔，当喷进轴承2内的油液流出后被法兰盘4内壁挡住，并经其下部的泄油孔9和套筒3上的回油斜孔8流回油箱，少量油液沿主轴6流出时，主轴护油槽在离心力的作用下被甩至法兰盘4的沟槽内，经回油斜孔8重新流回油箱，达到了防止润滑介质泄漏的目的。数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第18页!第四章数控机床的进给运动系统节机械基础知识第二节传动机构间隙消除方法第三节滚珠丝杠螺母副数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第19页!节机械基础知识图4-1螺纹的形成与牙型a)b)图4-2螺纹的旋向a）右旋螺纹b）左旋螺纹数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第20页!节机械基础知识螺旋传动按其用途不同，可分为以下三种类型：(1)传力螺旋它以传递动力为主，要求以较小的转矩产生较大的轴向推力，用以克服工作阻力。如各种起重或加压装置的螺旋。这种传力螺旋主要是承受很大的轴向力，一般为间歇性工作，每次工作时间较短，工作速度低，通常要求有自锁能力。(2)传导螺旋它以传递运动为主，有时也承受较大的轴向载荷。如机床进给机构的螺旋等。传导螺旋在较长时间内连续工作，工作速度高，要求具有较好的传动精度。

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后退数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第21页!节机械基础知识二、滚动螺旋机构滑动螺旋机构的螺旋副由于摩擦阻力大、效率低、精度低等，不能满足现代机械的传动要求。因此，许多现代机械中多采用滚动螺旋机构(滚珠丝杠)。滚动螺旋机构是指在具有螺旋槽的螺杆与螺母之间，连续填满滚珠作为中间体的螺旋机构，如图4-5所示。当螺杆与螺母相对转动时，滚动体在螺纹滚道内滚动，使螺杆与螺母间以滚动摩擦代替滑动摩擦，提高了传动效率和传动精度。滚动螺旋机构按其滚动体循环方式的不同，可分为外循环和内循环两种形式。1．外循环滚珠丝杠外循环是指滚珠在回程时脱离螺杆的螺旋槽，而在螺旋槽外进行循环，如图4-5a所示。外循环螺母只需前后各设一个反向器。当滚珠滚入反向器时，就被阻止而转弯，从返回通道回到滚道的另一端去，形成一个循环回路。

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后退数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第22页!节机械基础知识2．内循环滚珠丝杠内循环是指滚珠在整个循环过程中始终和螺杆接触的循环方式，如图4-5b所示。内循环螺母上开有侧孔，孔内镶有反向器将相邻两螺纹的滚道连通，滚珠可越过螺纹顶部进入相邻滚道，形成一个封闭的循环回路。因此，一个循环回路里只有一圈滚珠，设有一个反向器。一个螺母常设置2～4个循环回路，各循环回路的反向器均布在圆周上。3．滚珠丝杠的特点和应用滚珠丝杠的优点有：摩擦因数小，f=0．002～0．005，传动效率可高达90％以上；摩擦因数与速度的关系不大，故启动扭矩接近运转扭矩，工作平稳；磨损小且寿命长，间隙可调，传动精度与刚度均得到提高；不具有自锁性，可将直线运动变为回转运动。滚珠丝杠的缺点有：结构复杂，制造困难；在需要防止逆转的机构中，要加自锁机构；承载能力不如滑动螺旋机构大。滚珠丝杠多用于车辆转向机构及对传动精度要求较高的场合，如飞机机翼和起落架的控制驱动，大型水闸闸门的升降驱动以及数控机床的进给机构等。数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第23页!节机械基础知识(1)工作转速特高的轴承。因为在这种转速下，滚动轴承的寿命将大为降低。(2)要求对轴的支承位置特别精确的轴承。因为滑动轴承比滚动轴承中影响精度的零件数要少，故可制造得更为精确。(3)特重型的轴承。这时若采用滚动轴承，由于必须单件生产，因而造价很高。(4)承受巨大的冲击和振动载荷的轴承。由于滑动轴承的轴瓦和轴颈间存在的油层的缓冲和阻尼作用，因而显示出较滚动轴承更优越的工作性能。(5)根据装配要求必须做成剖分式的轴承(如曲轴的轴承)。在这种场合，滚动轴承就无法满足要求。(6)轴的排列较紧密时，由于空间尺寸的限制，必须采用径向尺寸较小的轴承。(7)在特殊工作条件下(如在水或腐蚀性的介质中等)工作的轴承。因为这时滚动轴承将难于胜任。数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第24页!节机械基础知识2．滚动轴承滚动轴承是现代机器中广泛应用的零件。它依靠主要元件间的滚动接触来支承转动零件，故以滚动摩擦取代了滑动轴承中的滑动摩擦，因而具有摩擦阻力小，功率消耗少，起动容易等优点。在机器中，滚动轴承是作为一个支承部件而：亡作的，因而本章除讨论轴承本身的问题外，还要讨论与轴承的安装、调整、润滑、密封等有关的零件。这些零件组合起来常称为轴承组合。为了保证轴承组合在一定的载荷下能可靠地工作，并有足够的寿命，在设计时，需要综合考虑疲劳寿命、材料、摩擦、散热、润滑、加工精度、装配要求和经济性等一系列问题。所以一套完整的滚动支承的设计包含两个内容：一个是轴承本身的设计，由于常用的滚动轴承绝大多数已标准化，并由专门的工厂大量制造，因而对使用者来说，这一部分设计内容，只是根据具体工作条件，正确选择轴承的类型和尺寸；另一个则是轴承组合的设计，它包括安装、调整、润滑、密封等一系列内容的设计。

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后退数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第25页!第二节传动机构间隙消除方法一、刚性消除间隙方法刚性消除间隙方法有采用偏心调整和垫片调整两种。1.偏心法调整齿轮间隙。如图4-8所示，小齿轮1装在电动机的输出轴上，大齿轮3装在电动机上，而电动机的止口通过偏心套2插入箱体孔中，此时，可以通过转动偏心套改变两齿轮间的中心距，达到消除齿侧间隙的目的。此方法结构简单，调整方便，但只能用在尺寸不大的传动链端部。步进电动机驱动常采用此法与进给传动相连。2.垫片调整法。垫片调整法通过调整齿轮轴上的垫片厚度，改变齿轮或齿轮间的轴向位置，从而达到消除间隙的目的。图4-9所示是通过调整垫片厚度消除直齿轮啮合间隙的结构。相啮合直齿轮的节圆直径沿轴向带有锥度，即齿厚沿轴向逐渐增大，调整垫片3的厚度可使相啮合直齿轮沿轴向相对位移，使啮合部分的齿厚增大，消除齿侧间隙。

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后退数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第26页!第二节传动机构间隙消除方法二、弹性消除间隙方法用刚性方法消除传动齿轮间隙具有结构简单，工作可靠，传动刚度好的优点。但如果调整要求较高，尤其是垫片调整法如果垫片厚度控制不当，可能会造成间隙消除不完全，或者造成齿轮运行不灵活。此外，刚性方法消除间隙在磨损后不能自动补偿。弹性消除间隙方法具有调整容易，可以自动补偿因磨损引起的间隙变化。弹性消除间隙方法分轴向和周向弹簧调整方法两种。1．轴向弹簧调整消除齿轮间隙。这种方法与斜齿轮间隙垫片调整法相似，但它采用了轴向弹簧压紧薄斜齿齿轮的两侧以消除齿轮间隙，如图4-10所示。弹簧调整法可实现磨损后的自动补偿，但对弹簧力要求较高。弹簧力过低会影响传动刚度，过高则会加速齿轮磨损。2．周向弹簧调整结构。如图4-11所示，两个薄斜齿轮和，依靠四个弹簧拉紧，分别贴紧在宽斜齿轮齿间的两侧，以消除齿轮传动间隙。此方法可实现直齿齿轮磨损后的间隙自动补偿。

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后退数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第27页!第三节滚珠丝杠螺母副我们已经介绍了滚动螺旋机构的传动原理和特点，这一节里我们主要介绍滚珠丝杠副轴向间隙的调整和预紧方法。数控机床的进给机械传动采用滚珠丝杠将旋转运动转换为直线运动。滚珠丝杠副的轴向间隙，源于两项因素的总和：是负载时滚珠与滚道型面接触的弹性变形所引起的螺母相对丝杠位移量；第二是丝杠与螺母几何间隙。丝杠与螺母的轴向间隙是传动中的反向运动死区，它使丝杠在反向转动时螺母产生运动滞后，直接影响进给运动的传动精度。因此，滚珠丝杠副除了对本身单一方向的进给运动精度有要求外，对其轴向间隙也有严格的要求。滚珠丝杠副消除间隙的方法是采用双螺母机构，对其轴向间隙进行调整和预紧，使其轴向间隙达到要求。基本原理是使丝杠上的两个螺母间产生轴向相对位移，以达到消除间隙和产生预紧力的目的。其结构形式有下述三种。1．双螺母垫片调隙式。如图4-13所示，其结构是通过改变垫片的厚度，使两个螺母间产生轴向位移，从而两螺母分别与丝杠螺纹滚道的左、右侧接触，达到消除间隙和产生预紧力的作用。这种调整垫片结构简单可靠、刚性好，但调整费时，且不能在工作中随意调整。

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后退数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第28页!第三节滚珠丝杠螺母副2．双螺母螺纹调隙式。如图4-14所示，其结构为利用螺母来实现预紧的结构。两个螺母以平键与外套相联，平键可限制螺母在外套内转动，其中右边的一个螺母外伸部分有螺纹。用两个锁紧螺母1和2能使螺母相对丝杠作轴向移动。这种结构既紧凑，工作又可靠，调整也方便，故应用较广，但调整位移量不易精确控制，因此，预紧力也不能准确控制。3．双螺母齿差调隙式。如图4-15所示，其结构为双螺母齿差调隙式调整结构。在两个螺母的凸缘上分别有齿数为Z1、Z2的齿轮，而且Z1与Z2相差一个齿。两个齿轮分别与两端相应的内齿圈相啮合。内齿圈紧固在螺母座上，调整轴向间隙时使齿轮脱开内齿圈，令两个螺母同向转过相同的齿数，然后再合上内齿圈。两螺母间轴向相对位置发生变化从而实现间隙的调整和施加预紧力。这种调整方式准确可靠，精度高，只是结构比较复杂。数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第29页!节机械基础知识图3-1传动带类型a)平带b)V带c)多楔带d)圆带a)b)c)d)数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第30页!节机械基础知识二、轴的类型、材料及应用轴是组成机器的重要零件之一。根据轴在工作时所受载荷的不同，轴可分为：1．心轴只承受弯矩作用而不承受转矩作用的轴。按其是否与轴上零件一起转动可分为转动心轴(图3-3a)和固定心轴(图3-3b)两种。

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后退数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第31页!节机械基础知识2．转轴既承受弯矩作用又承受转矩作用的轴，如齿轮减速器中的轴(图3-4)。3．传动轴主要承受转矩作用而不受弯矩作用或只承受很小弯矩的轴（图3-5）。轴按其轴线形状的不同又可分为直轴(图3-6)、曲轴(图3-7)和挠性钢丝轴(图3-8)。直轴应用较广，按其外形不同又可分为光轴(图3-6a)和阶梯轴(图3-6b)。为了提高轴的刚度或减轻重量，有时将轴制成空心轴(图3-6c)。

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后退数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第32页!节机械基础知识图3-5传动轴图3-6直轴图3-7曲轴图3-8挠性钢丝轴数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第33页!节机械基础知识联轴器的类型很多，根据内部是否含有弹性元件，可以划分为刚性联轴器和弹性联轴器两大类。弹性联轴器含有弹性元件，可以缓冲减振，也可以在不同程度上补偿两轴间的偏移；刚性联轴器根据其结构特点可分为固定式和可移动式两类。可移动式刚性联轴器对两轴间的偏移量具有一定的补偿能力。如图3-9所示为凸缘联轴器，属于固定式刚性联轴器；如图3-10所示为滑块联轴器，属于可移式刚性联轴器；如图3-11所示为弹性柱销联轴器，属于弹性联轴器。数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第34页!节机械基础知识离合器根据其工作原理的不同可分为牙嵌式和摩擦式两类；按控制离合的方法不同又可分为操纵式和自动式两类。牙嵌离合器结构简单，尺寸小，工作时无滑动，并能传递较大的转矩，故应用较多；其缺点是运转中接合时有冲击和噪声，必须在两轴转速差很小或停车时进行接合或分离，如图3-12所示。摩擦离合器可分为单盘式、多盘式和圆锥式三类。单盘式离合器结构简单，但传递的转矩较小。多盘式离合器的优点是径向尺寸小而承载能力大，联接平稳，因此适用的载荷范围大，应用较广。其缺点是盘数多，结构复杂，离合动作缓慢，发热、磨损较严重，如图3-13。数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第35页!节机械基础知识四、平键、花键、新型联接结构的特点和应用平键联接对中性好、结构简单、拆装方便，应用最广。按用途可分为普通平键、导向平键和滑键。花键联接是由周向均布多个键齿的花键轴和多个键槽的花键毂构成的联接。工作时靠键齿的侧面互相挤压传递转矩。花键联接的优点是：键齿多，承载能力强；轴上零件和轴的对中性好；导向性好；键槽较浅，齿根应力集中小，对轴和毂的强度削弱也小。缺点是成本高、加工精度要求高。故适用于定心精度要求较高和载荷较大的场合。

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后退数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第36页!第二节数控机床主传动系统的特点3．具有良好的抗振性和热稳定性数控机床一般要同时承担粗加工和精加工任务，加工时可能由于断续切削、加工余量不均匀、运动部件不平衡以及切削过程中的自激振动等原因，造成主轴振动，影响加工精度和表面质量。因此在主传动系统中的主要零部件不但要具有一定的静刚度，而且要求具有良好的抗振性。此外，在切削加工过程中，主传动系统的发热往往使零部件产生热变形，破坏零部件之间的相对位置精度和运动精度，造成加工误差。为此，要求主轴部件具有较高的热稳定性，通常要求保持合适的配合间隙，并采用循环润滑等措施来实现。4．能实现刀具的快速和自动装卸在自动换刀的数控机床中，主轴应能准确地停在某一固定位置上，以便在该处进行换刀等动作，这就要求主轴实现定向控制。此外，为实现主轴快速自动换刀功能，必须设计有刀具的自动夹紧机构。数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第37页!第三节数控机床主轴传动类型2．通过带传动的主传动这种类型如图3-14b所示，主要应用在小型数控机床上。它通过一级带传动实现变速，其优点是结构简单，安装调试方便。但变速范围受电动机调速范围的限制，只能适用于低转矩特性要求的主轴。带传动变速中，常用的带类型有V带、平带、多楔带和齿形带。同步齿形带传动是一种综合了带传动和链传动优点的新型传动，可使主、从动带轮作无相对滑动的同步传动。3．由调速电动机直接驱动的主传动这种主传动系统如图3-14c所示，采用无级调速的电动机直接驱动主轴旋转，因而大大简化了主轴箱体和主轴的结构，有效地提高了主轴部件的刚度。但主轴输出转矩小，电动机发热对主轴的精度影响较大。近年来出现的一种新式内装电动机主轴，将主轴与电动机转子合为一体。其优点是主轴组件结构紧凑、质量轻、惯性小，可提高起动、停止的响应特性，有利于控制振动和噪声。但电动机发热易使主轴产生热变形，因此控制温升是使用内装电动机主轴要解决的关键问题。

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后退数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第38页!第四节主轴部件主轴部件是机床的一个关键部件，它包括主轴的支承、安装在主轴上的传动零件等。主轴部件质量的好坏直接影响加工质量。机床的主轴部件应在主轴的回转精度、部件的结构刚度和抗振性、运转温度和热稳定性、部件的耐磨性和精度保持能力等方面均达到规定要求。对于数控机床尤其是自动换刀数控机床，为了实现刀具在主轴上的自动装卸与夹持，还必须有主轴准停装置、刀具自动夹紧装置、主轴孔的清洁装置等。

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后退数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第39页!第四节主轴部件二、主轴部件的支撑主轴支撑轴承大多采用滚动轴承，包括向心球轴承、角接触球轴承、圆锥滚子轴承、推力轴承和圆柱滚子轴承等。选用时主要考虑：轴承的极限转速、刚度、阻尼特性和轴承温升等因素。一般都采用2～3个角接触球轴承组合或用角接触球轴承与圆柱滚子轴承组合构成支承系统，这些轴承经过预紧后，可以得到很好的刚度。图3-16所示为某卧式加工中心机床的主轴支撑结构；图3-17所示为某立式加工中心机床主轴支撑结构。在轴承间增加隔套是为了增加主轴的刚度和精度。数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第40页!第四节主轴部件三、主轴准停装置主轴准停功能又称为主轴定位功能，即当主轴停止时，能够准确地停于某一固定的位置。在自动换刀的数控机床上，每次自动装卸刀具时，都必须使刀柄上的键槽对准主轴的端面键，这就要求主轴具有准停功能。此外，在通过前壁小孔镗同轴大孔时，要求主轴实现准停，使刀尖停在一个固定的方位上(X轴或Y轴方向)，以便主轴沿该方向偏移一定尺寸后，刀尖才能通过前壁小孔进入箱体对大孔进行镗削。主轴准停装置分机械控制和电气控制两种形式。传统方法是依靠机械档块来定向，而目前现代数控机床则采用电气控制方式来定向。当数控系统发出指令后，主轴就能准确定向。电气控制是利用主轴上装有位置编码器或磁性传感器作为位置反馈元部件，它可输出信号，使主轴准确停在预先设定的位置上。电气方式主轴定向控制特点是：1．高精确性和刚性，完全可以满足加工中心上要求的换刀动作。2．主轴定向的可靠性很高。3．无需机械零、部件。没有磨损等情况，只需简单地连接位置编码器或磁性传感器。数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第41页!第四节主轴部件图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数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第42页!第四节主轴部件图3－20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－卡套数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第43页!第五节主轴组件的润滑与密封1．油气润滑方式这种润滑方式近似于油雾润滑方式，所不同的是，油气润滑是定时定量地把油雾送进轴承空隙中，这样既实现了油雾润滑，又不致于油雾太多而污染周围空气；后者则是连续供给油雾。2．喷注润滑方式它用较大流量的恒温油(每个轴承3～4L／rain)喷注到主轴轴承，以达到润滑、冷却的目的。这里要特别指出的是，较大流量喷注的油，不是自然回流，而是用排油泵强制排除，同时，采用专用高精度大容量恒温油箱，油温变动控制在±0．5℃以内。数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第44页!第五节主轴组件的润滑与密封图3－21主轴的密封结构1－进油孔2－轴承3－套筒4－法兰盘5－法兰盘6－主轴7－泄漏孔8－回油孔9－泄油孔数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第45页!节机械基础知识一、螺纹及螺旋传动1．螺纹如图4-1所示，把底边等于πd2的直角三角形绕在直径为d2的圆柱面上，并使其底边与圆柱体的底边对齐，则其斜边在圆柱表面上便形成一条螺旋线。2．螺旋传动螺旋传动是利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动要求的。它主要用于将回转运动转变为直线运动，同时传递运动和动力。螺旋传动的常用运动形式，主要有以下几种：图4-3a所示为螺杆转动、螺母移动，多用于机床的进给机构中；图4-3b是螺母固定、螺杆转动并移动，多用于螺旋起重器(千斤顶)或螺旋压力机构中；图4-4是螺杆转动并移动，同时螺母也移动的复合螺旋机构，多用于需要快速移动或微调的机构中。

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后退数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第46页!节机械基础知识图4-3螺旋传动a)b)图4-4复合螺旋传动数控机床第二单元第34章共56页，您现在浏览的是第47页!节机械基础知识(3)调整螺旋它用来以调整、固定零件的相对位置。如机床、仪器及监测装置的微调机构的螺旋。调整螺旋不经常转动，一般在空载下调整。螺旋传