数控技术及数控机床电子教案8.ppt

第四章 数控机床的机械结构（下） 4.4.2 滚珠丝杠螺母副 1. 工作原理和特点 2. 结构类型 3. 滚珠丝杠副的支撑方式 4. 滚珠丝杠螺母副的选用 5. 滚珠丝杠副的计算 4.3 数控机床的导轨 4.3.1 对导轨的基本要求 导轨应满足以下基本要求。 (1) 导向精度：是指机床的运动部件沿导轨移动时的直线性和它与有关基面之间相互位置的准确性。无论在空载时还是在切削加工时，导轨都应有足够的导向精度。影响导向精度的主要因素包括导轨的结构形式、导轨的制造精度和装配质量，以及导轨和基础件的刚度等。 (2) 精度保持性：是指导轨在长期使用中保持导向精度的能力。导轨的耐磨性是保持精度的决定性因素，它与导轨的摩擦性质、导轨的材料等有关。除了力求减少磨损量外，还应使导轨面在磨损后能自动补偿和便于调整。 (3) 低速运动平稳性：运动部件在导轨上低速运动或微量移动时，运动应平稳，无爬行现象。这一要求对数控机床尤为重要。它与导轨的结构类型、材料、润滑条件等有关。要求导轨的摩擦系数要小，以减小摩擦阻力。而且动、静摩擦系数应尽量接近，同时还应有良好的阻尼特性。 (4) 结构简单、工艺性好：要便于加工、装配、调整和维修。 4.3.2 导轨的分类和特点 机床上常用的导轨，按其接触面间的摩擦性质的不同，可分为以下三大类。 1. 滑动导轨 滑动导轨具有结构简单、制造方便、刚度好、抗振性强等优点，因此在一般的机床上应用最为广泛。常用的导轨截面形状有三角形、矩形、燕尾形及圆柱形等四种，如图4.5所示。 2. 滚动导轨 在导轨工作面间放入滚珠、滚柱或滚针等滚动体，使导轨面间成为滚动摩擦，可以大大降低摩擦系数，提高运动灵敏度。 3. 静压导轨 静压导轨是在导轨工作面间通入具有一定压强的润滑油，使运动件浮起。导轨面间充满润滑油形成的油膜，因而始终处于纯液体摩擦状态。 (1) 开式静压导轨 (2) 闭式静压导轨 4.3.3 滚动导轨的结构和参数选择原则 1. 滚动导轨的结构形式 (1)滚珠导轨(图4.6) (2)滚柱导轨(图4.7) (3)滚针导轨 (4)直线滚动导轨块(副)组件 2. 滚动导轨的预紧 预紧的方法有以下两种。 (1) 采用过盈配合 (2) 采用调整元件 3. 滚动导轨参数选择原则 (1)滚动体尺寸和数目的选择 (2)滚动导轨的长度 4. 滚动导轨的计算 滚动导轨的计算主要应对滚动体的承载能力进行计算，精密机床还要验算导轨的刚度，使其在机床精度允许的范围内。 4.4.3 齿轮传动副的消隙措施 数控机床的机械进给装置中常采用齿轮传动副来达到一定的降速比要求。由于齿轮制造中不可能达到理想齿面的要求，总是存在着一定的误差，因此，一对啮合着的齿轮，总要有一定的齿侧间隙才能正常地工作。但是，齿侧间隙会造成进给系统的反向失动量，对闭环系统来说，齿侧间隙也会影响系统的稳定性。因此，齿轮传动副常采用以下消除侧隙的措施，以尽量减小齿侧间隙。 1. 刚性调整法 (1) 偏心轴套调整法 (2) 轴向垫片调整法 (3) 双薄片齿轮垫片调整法 2. 柔性调整法 这种调整法一般都采用调整弹簧弹力的方法消除齿侧间隙。因而调整之后齿侧间隙仍可自动补偿。在齿轮的齿厚和周节有变化的情况下，也能保持无间隙啮合。但这种调整法结构较复杂，传动刚度低，传动平稳性也差。 * 中国地质大学远程教学 * 六、滚珠丝杠螺母副 1、滚珠丝杠螺母副的结构 滚珠丝杠螺母副 六、滚珠丝杠螺母副 1、滚珠丝杠螺母副的结构 丝杠 滚珠 螺母 作用：将回转运动转换成直线运动 六、滚珠丝杠螺母副 2、滚珠丝杠螺母副的特点 优点：①传动效率高 ②摩擦阻力小 ③传动精度高 ④有可逆性 ⑤使用寿命长 缺点：①制造工艺复杂 ②不能实现自锁 六、滚珠丝杠螺母副 3、滚珠丝杠螺母副的循环方式 ①外循环：滚珠在循环过程中有时与丝杠脱离接触的称为外循环 ②内循环：滚珠在循环过程中始终与丝杠保持接触的成为内循环 六、滚珠丝杠螺母副 4、滚珠丝杠螺母副的预紧 预紧的目的：减小轴向间隙 轴向间隙：指丝杠和螺母间无相对转动时，二者之间的最大 轴向窜动量 预紧的方法 双螺母垫片式 双螺母螺纹式 双螺母齿差式 双螺母垫片式 六、滚珠丝杠螺母副 双螺母螺纹式 六、滚珠丝杠螺母副 双螺母齿差式 六、滚珠丝杠螺母副 5、滚珠丝杠螺母副的安装 六、滚珠丝杠螺母副 特点：其承载能力小，轴向刚度低，仅适用于短丝杠 一端装止推轴承（固定—自由式） 5、滚珠丝杠螺母副的安装 六、滚珠丝杠螺母副 一端装止推轴承，另一端装深沟球轴承（固定—支承式） 特点：轴向刚度较小，丝杠有伸缩余地，结构复杂