【正文】 退出 電氣伺服進給系統(tǒng) 電伺服進給傳動系中的機械傳動部件 機械傳動部件設計 滾珠絲杠及其支承 滾珠絲杠是將旋轉運動轉換成執(zhí)行件的直線運動的運動轉換機構，圖 46，它由螺母、絲杠、滾珠、回珠器、密封環(huán)等組成。滾珠絲杠的摩擦系數(shù)小，傳動效率高。滾珠絲杠常采用 角接觸球軸承圖 47或雙向推力圓柱滾子軸承與滾針軸承的 組合軸承圖 48方式。前者一般用在中、小型數(shù)控機床，后者則用在軸向剛度高的場合。滾珠絲杠的 三種支承方式圖 49：一端固定，另一端自由；一端固定，另一端簡支承；兩端固定。 第三章 金屬切削機床設計 退出 返回本節(jié) 返回主頁 進入下一節(jié) 電氣伺服進給系統(tǒng) 電伺服進給傳動系中的機械傳動部件 機械傳動部件設計 絲杠的拉壓剛度計算 絲杠的綜合拉壓剛度主要由絲杠的拉壓剛度，支承剛度和螺母剛度三部分組成。 滾珠絲杠螺母副間隙消除和預緊 同齒輪的傳動副一樣，滾珠絲杠螺母副必須消除間隙，并施加預緊力，以保證絲杠、滾珠和螺母之間沒有間隙，提高螺母絲杠副的接觸剛度。 滾珠絲杠螺母副通常采用雙螺母結構圖 50 滾珠絲杠的預拉伸 滾珠絲杠常采用預拉伸的方式，以提高其拉壓剛度和補償絲杠的熱變性。 第三章 金屬切削機床設計 主軸部件設計 一、主軸部件應滿足的基本要求 二、主軸部件的傳動方式 三、主軸部件結構設計 上一頁 下一頁 退出 返回主頁 四、主軸滾動軸承 返回本章 五、主軸滑動軸承 第三章 金屬切削機床設計 退出 返回本節(jié) 返回主頁 未完待續(xù) …… 主軸部件應滿足的基本要求 主軸部件 是機床的執(zhí)行件，由主軸及其支承軸承、 傳動件、密封件及定位元件等組成。 基本要求 ： 旋轉精度 指裝配后，在無載荷、低速轉 動條件下，在安裝工件或刀具的主軸部位的 徑向和軸向跳動。旋轉精度取決于主軸、軸 承、箱體孔等的制造、裝配和調整精度。 剛度 指主軸部件在外加載荷作用下抵抗 變形的能力。主軸部件的剛度是綜合剛度， 它是主軸、軸承等剛度的綜合反映。 第三章 金屬切削機床設計 退出 返回主頁 下一頁 主軸部件應滿足的基本要求 基本要求 ： 抗振性 指抵抗受迫振動和自激振動的能力。 溫升和熱變形指 主軸部件運轉時，因各相對處 的摩擦生熱，切削區(qū)的切削熱等使主軸部件的 溫度升高，形狀尺寸和位置發(fā)生變化，造成主 軸部件的所謂熱變形。 精度保持性 指長期地保持其原始制造精度的能 力。 第三章 金屬切削機床設計 退出 返回本節(jié) 返回主頁 未完待續(xù) …… 主軸部件的傳動方式 主軸部件的傳動方式 主要有齒輪傳動、帶傳動、 電動機直接驅動等。 齒輪傳動 其特點是結構簡單、緊湊，能夠傳 遞較大的轉矩，能適應變轉速、變載荷工作， 應用最廣。缺點是線速度不能過高，通常小 于 12~15m/s，不如帶傳動平穩(wěn)。 帶傳動 其特點是靠摩擦力傳動（除同步齒形 帶外）、結構簡單、制造容易、成本低，特 別適用于中心距較大的兩軸間傳動。皮帶有 彈性可吸振，傳動平穩(wěn)，噪聲小，適宜高速 傳動，帶傳動在過載時會打滑，能起到過載 保護作用。缺點是有滑動，不能用在速比要 求準確的場合。 第三章 金屬切削機床設計 退出 返回本節(jié) 返回主頁 下一頁 主軸部件的傳動方式 帶傳動 ： 同步齒形帶圖 52是通過帶上的齒形與帶輪上 的輪齒相嚙合傳遞運動和動力。同步齒形 帶的齒形有兩種 :梯形齒和圓弧齒。 電動機直接驅動方式 其特點是主軸單元大 大簡化了結構，有效地提高了主軸部件的 剛度，降低了噪聲和振動；有較寬的調速 范圍；有較大的驅動功率和轉矩；便于組 織專業(yè)化生產。它廣泛應用于精密機床、 高速加工中心和數(shù)控車床中。 高速內圓磨床電主軸圖 53 第三章 金屬切削機床設計 退出 返回本節(jié) 返回主頁 下一頁 主軸部件結構設計 主軸部件的支承數(shù)目 多數(shù)機床的主軸采用前、后兩個支承。 為提高剛度和抗振性，有的機床采用三個 支承。三個支承中可以前、后支承為主要 支承，中間支承為輔助支承， 圖 24； 也可以前、中支承為主要支承，后支承為 輔助支承， 圖 30。后者應用較多。 第三章 金屬切削機床設計 退出 返回本節(jié) 返回主頁 未完待續(xù) …… 主軸部件結構設計 推力軸承的位置配置型式 前端配置 指兩個方向的推力軸承都布 置在前支承外。這類配置方案在前支承處 軸承較多，發(fā)熱大，溫升高；但主軸受熱 后向后伸長，不影響軸向精度，精度高， 對提高主軸部件剛度有利。這種配置用于 軸向精度和剛度要求較高的高精度機床或 數(shù)控機床。 后端配置 指兩個方向的推力軸承都布 置在后支承處。這類配置方案前支承處軸 承較少，發(fā)熱小，溫升低；但主軸受熱后 向前伸長，影響軸向精度。這種配置用于 軸向精度要求不高的普通精度機床，如立 銑、多刀車床等。 第三章 金屬切削機床設計 退出 返回本節(jié) 返回主頁 下一頁 主軸部件結構設計 推力軸承的位置配置型式 兩端配置 指兩個方向的推力軸承分別 布置在前后兩個支承處。這類配置方案當 主軸受熱伸長后，影響主軸軸承的軸向間 隙。為避免松動，可用彈簧消除間隙和補 償熱膨脹。這種配置常用于短主軸，如組 合機床主軸。 中間配置 指兩個方向的推力軸承在前 支承的后側。這類配置方案可減少主軸的 懸伸量，并使主軸的熱膨脹向后；但前支 承結構較復雜，溫升也可能較高。 以上四種推力軸承配置型式圖 54 第三章 金屬切削機床設計 退出 返回本節(jié) 返回主頁 下一頁 主軸部件結構設計 主軸傳動件位置的合理布置 傳動件在主軸上軸向位置的合理布置 合理布置傳動件在主軸上的軸向位置，可 以改善主軸的受力情況，減少主軸變形， 提高主軸的抗振性。主軸上傳動件軸向布 置時，應盡量靠近前支承，有多個傳動件 時，其中最大傳動件應靠近前支承。 傳動件軸向布置的幾種情況圖 55 驅動主軸的傳動軸位置的合理布置 主軸受到的驅動力相對于切削力的方向取 決于驅動主軸的傳動軸位置。 第三章 金屬切削機床設計 退出 回本節(jié) 返回主頁 下一頁 主軸部件結構設計 主軸主要結構參數(shù)的確定 主軸的主要結構參數(shù)有主軸前、后軸徑直 徑 D1和 D2，主軸內孔直徑 d，主軸前端懸 伸量 a和主軸主要支承間的跨距 L，這些參 數(shù)將直接影響主軸旋轉精度和主軸剛度。 主軸前軸徑直徑 D1的選取 主軸內孔直徑 d的確定 主軸前端懸伸量 a的確定 主軸主要支承間跨距 L的確定 第三章 金屬切削機床設計 退出 返回本節(jié) 返回主頁 下一頁 主軸滑動軸承 滑動軸承 應有良好的抗振性，旋轉精度高，運動 平穩(wěn)等特點，應用于高速或低速的精密、高精密機床 和數(shù)控機床中。主軸滑動軸承 按產生油膜的方式， 可 分為動壓軸承和靜壓軸承兩類。 按照流體介質 不同可 分為液體滑動軸承和氣體滑動軸承。 動壓軸承 動壓軸承按油楔數(shù)分為單油楔和多油楔。多油楔 軸承的軸心位置穩(wěn)定性好，抗振動和沖擊性能好。故 多采用多油楔軸承。 多油楔軸承有 固定多油楔圖 74和 活動多油楔圖 75。