进给传动系统 进给运动是数字控制的直接对象,被加工工件的最终位置精度和轮廓精度都与进给运动的传动精度、灵敏度和稳定性有关。因此,在设计传动结构,选用传动零件时应充分注意减小摩擦阻力,提高传动精度和刚度,消除传动间隙和减小运动惯量。 数控机床的进给运动采用无级调速的伺服驱动方式,伺服电机的动力和运动只需经过由最多一两级齿轮或带轮传动副和滚珠丝杠螺母副或齿轮齿条副或蜗杆蜗条副组成的传动系统传动给工作台等运动执行部件。传动系统的齿轮副或带轮副的作用主要是通过降速来匹配进给系统的惯量和获得要求的输出机械特性,对开环系统,还起匹配所需的脉冲当量的作用。近年来,由于伺服电机及其控制单元性能的提高,许多数控机床的进给传动系统去掉了降速齿轮副,直接将伺服电机与滚珠丝杠连接。滚珠丝杠螺母副或齿轮齿条副或蜗杆蜗条副的作用是实现旋转到直线的运动形式的转换。 一、滚珠丝杠螺母副 滚珠丝杠螺母副是回转运动与直线运动相 互 转换的新 型 传动装 置。图 5-38 是滚珠丝杠螺母副的原 理 图 。在丝杠和螺母上 加工有弧 形螺旋槽 ,当它 们 套 装 在一起时形成了螺旋滚道 ,并 在滚道 内 装 满 滚珠。当丝杠相 对于螺母旋转时,两者 发 生 轴向 位移 ,而 滚珠则 沿 着 滚道 滚动,螺母螺旋槽 的两端 用回珠管数 控 进 给 传 动 系 统 --第 1页数 控 进 给 传 动 系 统 --第 1页连接起来,使滚珠能作周而复始的循环运动,管道的两端还起着挡珠的作用,以防滚珠沿滚道掉出。 由于滚珠丝杠具有传动效率高、运动平稳、寿命高以及可以预紧 ( 以消除间隙,并提高系统刚度 ) 等特点,除了大型数控机床因移动距离大而采用齿条或蜗条外,各类中、小型数控机床的直线运动进给系统普遍采用滚珠丝杠。 数控机床进给系统所用的滚珠丝杠必须具有可靠的轴向间隙消除结构、合理的安装结构和有效的防护装置。 1 .轴向间隙的消除 轴向间隙通常是指丝杠和螺母无相对转动时,丝杠和螺母之间的最大轴向窜动。除了结构本身的游隙之外,在施加轴向载荷之后,轴向间隙还包括弹性变形所造成的窜动。 图 5-38 滚珠丝杠螺母副的原理图 数 控 进 给 传 动 系 统 --第 2页数 控 进 给 传 动 系 统 --第 2页 通过预紧方法消除滚珠丝杠副间隙时应考虑以下情况:预加载荷能够有效地减小弹性变形所带来的轴向位移,但过大的预加载荷将增加摩擦阻力,降...