第2章 金属切削机床设计.ppt

电气伺服进给系统 电气伺服进给系统的分类 电气伺服系统是以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统，其作用是接受来自数控装置发出的进给信号，经变换和放大驱动工作台按规定的速度和距离移动。 电气伺服进给系统按有误检测和反馈装置分为开环、闭环和半闭环系统。 2.4 进给传动系设计 电气伺服进给系统驱动部件 电气伺服进给系统由伺服驱动部件和机械传动部件组成。 伺服驱动部件如步进电动机、直流伺服电动机和交流伺服电动机等； 机械传动部件如齿轮、滚珠丝杠螺母等。其功能是控制机床各坐标轴的进给运动。 2.4 进给传动系设计 （1）对进给驱动部件的基本要求 （a）调速范围要宽 （b）低速运行平稳，无爬行 （c）快速响应性好 （d）电动机具有较小的转动惯量 （e）抗负载振动能力强 （f）在低速下有足够的负载能力 （g）可承受频繁启动、制动和反转 （h）振动和噪声小，可靠性高，寿命长 （i）调整、维修方便 2.4 进给传动系设计 （2）进给驱动部件的类型 2.4 进给传动系设计 电气伺服进给传动系统中的机械传动部件 （1）机械传动部件应满足的要求 机械传动部件要采用低摩擦传动； 丝杠传动可采用滚珠丝杠螺母传动； 伺服系统和机械传动系匹配要合适； 选择最佳降速比来降低惯量； 采用预紧办法来提高整个系统的刚度； 采用消除传动间隙的方法，减小反向死区误差。 2.4 进给传动系设计 （2）机械传动部件设计 主要是齿轮或同步齿形带和丝杠螺母传动副。 最佳降速比确定： 对于开环系统传动副的设计主要是由机床所要求的脉当冲量与所选用的步进电动机的步距决定 对于闭环系统，主要由驱动电动机的最高转速或转矩与机床要求的最大进给速度或负载转矩决定 。 2.4 进给传动系设计 齿轮传动间隙的消除： 齿轮传动间隙的消除有刚性调整法和柔性调整法两类方法 滚珠丝杠及其支承： 滚珠丝杠的摩擦系数小，传动率高。常采用角接触球轴承或双向推力圆柱滚子轴承与滚针轴承的组合方式。 丝杠副系统的刚度计算： 2.4 进给传动系设计 滚珠丝杠螺母副间隙消除和预紧： 滚珠丝杠螺母副通常采用双螺母结构。通过调整两个螺母之间的轴向位置，使两螺母的滚珠在承受工作载荷前，分别与丝杠的两个不同的侧面接触，产生一定的预紧力，以达到提高轴向刚度的目的。 调整预紧有多种方式，如垫片调整式，通过改变垫片的厚薄来改变两个螺母之间的轴向距离，实现轴向间隙消除和预紧。还有齿差调整式等等 2.4 进给传动系设计 滚珠丝杠的预拉伸： 滚珠丝杠常采用预拉伸方式，提高其拉压刚度和补偿丝杠的热变形。 确定丝杠与拉伸力时应综合考虑下列因素： （a）使丝杠在最大轴向载荷作用下，在受力方向上仍能保持受拉状态，为此，预拉伸力应大于最大工作载荷的0.35倍。 （b）丝杠的预拉伸量应能补偿丝杠的热变形。 2.4 进给传动系设计 本章结束！ 2.2 金属切削机床总体设计 最低转速和最高转速的确定：应根据工艺要求，再与同类型机床相比较，同时考虑技术发展，然后经分析研究后确定最低转速和最高转速的值。最高转速和最低转速的比值成为机床的转速范围 在确定了最高转速和最低转速之后，如果采用分级变速，则必须将转速分级。 2.2 金属切削机床总体设计 当主轴转速数列按等比级数排列时，相邻转速的比值称为公比，其关系为 如数列中只有一个共比值时，各级转速应为 ⑥数据管理 2.2 金属切削机床总体设计 转速范围为 两边取对数可得出下式 当主轴转速数列采用等比级数排列时，在设计时选择齿轮的传动比、齿数就较为简单方便。 ⑥数据管理 2.2 金属切削机床总体设计 ⑥数据管理 （2） 辅助运动参数 辅助运动的运动参数，其数列也同样存在着等比级数排列、等差级数排列、无规律变化的排列三种。 动力参数 动力参数包括电机的功率、液压缸的牵引力、液压马达或步进电机的额定扭矩等。各传动的参数（如轴或丝杠的直径，齿轮、蜗轮的模数等）都是根据动力参数设计计算的。 概述 机床主传动系一般应满足以下要