【正文】 數(shù)控機床常用的導(dǎo)軌按其接觸面間摩擦性質(zhì)的不同可分為滑動導(dǎo)軌和滾動導(dǎo)軌。 數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu) 直線電機的應(yīng)用： 應(yīng)用于自動控制系統(tǒng)，這類應(yīng)用場合比較多； 作為長期連續(xù)運行的驅(qū)動電機； 應(yīng)用在需要短時間、短距離內(nèi)提供巨大的直線運動能的裝置中。齒條的運動將與上述運動方向相反。直線異步電動機常在工業(yè)自動化系統(tǒng)中作為操作桿的動力，用它操作自動門窗、自動開關(guān)和閥門以及各種機械手，也可用于電氣鐵路高速列車的牽引和魚雷發(fā)射等。 數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu) 交流直線異步電動機 由旋轉(zhuǎn)式異步電動機演變而來。它可以省去大量中間傳動機構(gòu)，加快系統(tǒng)反映速度，提高系統(tǒng)精確度，所以得到廣泛的應(yīng)用。 無外殼電機 主軸 主軸驅(qū)動 模塊 軸承 軸承 主軸冷卻 裝置 主軸單元殼體 數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu) 2）電主軸的軸承 目前電主軸采用的軸承主要有陶瓷球軸承、流體靜壓軸承和磁懸浮軸承。特別是數(shù)控機床在加工過程中不進(jìn)行人工調(diào)整，這些影響就更為嚴(yán)重。圖 b是數(shù)控車床床身截面，采用封閉箱形結(jié)構(gòu)，且內(nèi)部有加強筋，具有很高的剛度。使用條件較為嚴(yán)格方能保持工作壽命。由于經(jīng)歷長期的自然時效，殘余應(yīng)力極小，內(nèi)部組織穩(wěn)定；抗振性好，阻尼比鋼大 15倍；耐磨性比鑄鐵高 5~10倍；導(dǎo)熱系數(shù)和線膨脹系數(shù)小，熱穩(wěn)定性好；抗氧化性強；不導(dǎo)電；抗磁；與金屬不粘合，加工方便，通過研磨和拋光容易得到很高的精度和表面粗糙度。正確地進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計和必要的計算以保證用最少的材料達(dá)到最佳的性能指標(biāo)，并達(dá)到縮短生產(chǎn)周期，降低造價，操作方便，搬運裝吊安全等要求。動剛度與靜剛度、材料阻尼及固有振動頻率有關(guān)。單圓弧溝槽為二點接觸，如右上圖所示。 （ 5）成對使用導(dǎo)軌副時，具有 “ 誤差均化效應(yīng) ” 。塑料導(dǎo)軌多與不淬火的鑄鐵導(dǎo)軌搭配。接觸電阻淬火，淬硬層為~。 、導(dǎo)軌 2. 導(dǎo)軌副間隙調(diào)整 為保證導(dǎo)軌正常工作，導(dǎo)軌滑動表面之間應(yīng)保持適當(dāng)?shù)拈g隙。因?qū)к壴诠ぷ鬟^程中難免有所磨損，所以應(yīng)力求減小磨損量，并在磨損后能自動補償或便于調(diào)整。 、導(dǎo)軌 2)．按導(dǎo)軌副導(dǎo)軌面間的摩擦性質(zhì)分類 （ a）滑動摩擦導(dǎo)軌副； （ b）滾動摩擦導(dǎo)軌副； （ c）流體摩擦導(dǎo)軌副。39。 11′ 滾珠直徑： d0=4mm 滾道半徑： R == 4= 偏心距：絲杠內(nèi)徑： d1= 、滾珠絲杠副傳動 (4) 穩(wěn)定性驗算： ① 假設(shè)為雙推 — 簡支（ F— S），因為絲杠較長，所以用壓桿穩(wěn)定性來求臨界載荷 式中： E— 絲杠的彈性模量，對鋼 — 絲杠危險截面的軸慣性矩 — 長度系數(shù)，兩端用鉸接時， m crF22) ( lEIF acr ???GP aE 206?aI4744a 0 4 5 64dI ?????? ??? 3/2??、滾珠絲杠副傳動 5279222)()(????????? ????lEIF acr4~][ 5?????? SFFmcr絲杠是安全的，不會失穩(wěn)。 4．驗算傳動效率、剛度及工作穩(wěn)定性，如不滿足要求則應(yīng)另選其它型號并重新驗算。 、滾珠絲杠副傳動 6. 滾珠絲杠副的設(shè)計計算 設(shè)計滾珠絲杠副的已知條件： 工作載荷 F(N)或平均工作載荷 Fm(N)，使用壽命 (h)，絲杠的工作長度 (或螺母的有效行程 )L(m)，絲杠的轉(zhuǎn)速 n （平均轉(zhuǎn)速 nm或最大轉(zhuǎn)速 nmax) (r／ min)，以及滾道硬度 HRC和運轉(zhuǎn)情況。 、滾珠絲杠副傳動 單推 — 單推 推力軸承分別裝在滾珠絲杠的兩端并施加預(yù)緊。預(yù)緊力應(yīng)不超過最大軸向負(fù)載的 1/3。 絲杠側(cè)螺母A 螺母 B調(diào)整墊片預(yù)拉方向 預(yù)拉方向預(yù)緊方向墊片、滾珠絲杠副傳動 (2) 單螺母預(yù)緊原理（增大滾珠直徑法） 為了補償滾道的間隙，設(shè)計時將滾珠的尺寸適當(dāng)增大，使其 4點接觸，產(chǎn)生預(yù)緊力，為了提高工作性能，可以在承載滾珠之間加入間隔鋼球。 （ 7）不能自鎖 用于垂直傳動時，必須在系統(tǒng)中附加自鎖或制動裝置。 、滾珠絲杠副傳動 （ 2）運動平穩(wěn) 滾動摩擦系數(shù)接近常數(shù)，啟動與工作摩擦力矩差別很小。在灰塵雜質(zhì)較多的條件下，則應(yīng)保證帶齒的一定耐磨性。在我國，由于德國進(jìn)口設(shè)備較多，故 DIN米制節(jié)距同步帶在我國也有應(yīng)用。 、同步帶傳動 (2). 按規(guī)格制度分 (a) 模數(shù)制 同步帶主要參數(shù)是模數(shù) m(與齒輪相同 )，根據(jù)不同的模數(shù)數(shù)值來確定帶的型號及結(jié)構(gòu)參數(shù)。1946年辛加公司把同步帶用于縫紉機針和纏線管的同步傳動上，取得顯著效益，并被逐漸引用到其他機械傳動上。常用的有兩波和三波兩種。止動螺釘 6裝配時用，安裝完畢將其卸下，則大小片錐齒輪 2在彈簧力作用下錯齒，從而達(dá)到消除間隙的目的。特點同偏心套 (軸 )調(diào)整法。單級傳動比增大使傳動系統(tǒng)簡化，但大齒輪的尺寸增大會使整個傳動系統(tǒng)的輪廓尺寸變大。 (2) 快速響應(yīng)性 即要求機械系統(tǒng)從接到指令到開始執(zhí)行指令指定的任務(wù)之間的時間間隔短，這樣控制系統(tǒng)才能及時根據(jù)機械系統(tǒng)的運行狀態(tài)信息，下達(dá)指令，使其準(zhǔn)確地完成任務(wù)。特點是結(jié)構(gòu)簡單，但其側(cè)隙不能自動補償。錐齒輪 4在壓簧 5的作用下可軸向移動，從而消除了其與嚙合的錐齒輪 l之間的齒側(cè)間隙。至于其余各處，則視柔輪回轉(zhuǎn)方向的不同，或處于嚙合狀態(tài)，或處于非嚙合狀態(tài)。 (3). 選用減速機輸入功率 與輸出扭矩 的計算 式中： P — 減速機額定輸入功率（ KW） T — 減速機額定輸出扭矩（ Nm) KA — 工作情況系數(shù) 1CP 2CTAC PKP ?1AC TKT ?諧波齒輪傳動 (4). 減速機輸出軸裝有齒輪、鏈輪、三角皮帶輪及平皮帶輪時，需要校驗軸伸的懸臂負(fù)荷 ，校驗公式為 式中： D— 齒輪、鏈輪、皮帶輪的節(jié)圓直徑 (m) FR— 懸臂負(fù)荷系數(shù)（齒輪 FR=；鏈輪 FR=；三角皮帶輪 FR=2；平皮帶輪 FR=) 當(dāng) 結(jié)果安全。它主要用于重型機械的傳動中，如運輸機械 (飛機、汽車)、石油機械和機床、發(fā)電機等的傳動。 由于節(jié)距制來源于英、美，其計量單位為英制或經(jīng)換算的公制單位。 (c) 帶齒的磨損 原因是帶齒與輪齒的嚙合干涉、帶的張緊力過大等。為了在滾珠與滾道之間形成無間隙甚至有過盈配合，可設(shè)置預(yù)緊裝置。因此可達(dá)到較高的定位精度和重復(fù)定位精度。滾珠絲杠副的軸向間隙是承載時在滾珠與滾道型面接觸點的彈性變形所引起的螺母位移量和螺母原有間隙的總和。如果這時作用有外力 ，則螺母A從 X點向 X1點、螺母 B從 X點向 X2點移動由于和成正比關(guān)系，假設(shè)其比例系數(shù)為 k，則有 ，并且螺母 A和 B的變形量分別為： 由于在外力作用下螺母 A和 B的變形量相同（方向相反），所以 aoFaF3/2aoao kF??3/2AA kF??3/2BB kF??BaoaoA ???? ???、滾珠絲杠副傳動 而且，當(dāng)僅有外力 作用時， 隨著 的增加使 接近零時，則外力幾乎全被螺母 A吸收。 、滾珠絲杠副傳動 5. 滾珠絲杠副的安裝 絲杠的軸承組合及軸承座、螺母座以及其它零件的連接剛性，對滾珠絲杠副傳動系統(tǒng)的剛度和精度都有很大影響，需在設(shè)計、安裝時認(rèn)真考慮。 1．軸向剛度不高，與螺母位置有關(guān)； 2．雙推端可預(yù)拉伸安裝； 3．適宜中速、精度較高的長絲杠。 ?? hmCaLnFCmn39。39。 經(jīng)上述計算驗證， FFZD50065各項性能指標(biāo)均符合題目要求，可選用。支承導(dǎo)軌用以支承和約束運動導(dǎo)軌，使之按功能要求作正確的運動。 、導(dǎo)軌 4)．按直線運動導(dǎo)軌副的基本截面形狀分類 矩形 對稱三角 形 不對稱三 角形 燕尾槽 圓形 凸形 凹形 、導(dǎo)軌 5). 導(dǎo)軌副應(yīng)滿足的基本要求 （ a）導(dǎo)向精度 導(dǎo)向精度主要是指動導(dǎo)軌沿支承導(dǎo)軌運動的直線度或圓度。 （ e）低速運動平穩(wěn)性 低速運動時，作為運動部件的動導(dǎo)軌易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。對燕尾形導(dǎo)軌可采用鑲條 (墊片 )方法同時調(diào)整垂直和水平兩個方向的間隙。 3)．有色金屬 常用的有色金屬有黃銅 HPb59l，錫青銅 ZCuSn6Pb3Zn6，鋁青銅 ZQAl92和鋅合金 ZZnAl105，超硬鋁 LC鑄鋁ZL106等，其中以鋁青銅較好。 、導(dǎo)軌 （ 2）承載能力大 其滾道采用圓弧形式，增大了滾動體與圓弧滾道接觸面積，從而大大地提高了導(dǎo)軌的承載能力，可達(dá)到平面滾道形式的 13倍。 、導(dǎo)軌 2)．滾動直線導(dǎo)軌的分類 （ 1）按滾動體的形狀分類 a、滾珠式 b、滾柱式 、導(dǎo)軌 （ 2）按導(dǎo)軌截面形狀分類 右上圖所示為四方向等載荷式，導(dǎo)軌截面為矩形，承載時各方向受力大小相等。 LSlznhL、導(dǎo)軌 額定壽命 L與額定動載荷 Ca的關(guān)系式可表示為： KPCfffffL awacth??????????其中： — 實際工作載荷 (kN)； — 指數(shù)，滾珠， 滾子 — 額定壽命單位，滾珠， 滾子 — 硬度系數(shù)， — 溫度系數(shù)，查表 1； — 接觸系數(shù)，查表 2； — 精度系數(shù)，查表 3； — 載荷系數(shù)，查表 4； P? 3??K )(50 kmK ? )(100 kmK ?3/10??58 ????????? H R Cfh滾道實際硬度h