【正文】 退出 電氣伺服進(jìn)給系統(tǒng) 電伺服進(jìn)給傳動(dòng)系中的機(jī)械傳動(dòng)部件 機(jī)械傳動(dòng)部件設(shè)計(jì) 滾珠絲杠及其支承 滾珠絲杠是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成執(zhí)行件的直線運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，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(dòng)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(jī)床，后者則用在軸向剛度高的場(chǎng)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(jiǎn)支承；兩端固定。 第三章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 退出 返回本節(jié) 返回主頁 進(jìn)入下一節(jié) 電氣伺服進(jìn)給系統(tǒng) 電伺服進(jìn)給傳動(dòng)系中的機(jī)械傳動(dòng)部件 機(jī)械傳動(dòng)部件設(shè)計(jì) 絲杠的拉壓剛度計(jì)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(yù)緊 同齒輪的傳動(dòng)副一樣，滾珠絲杠螺母副必須消除間隙，并施加預(yù)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(jié)構(gòu)圖 50 滾珠絲杠的預(yù)拉伸 滾珠絲杠常采用預(yù)拉伸的方式，以提高其拉壓剛度和補(bǔ)償絲杠的熱變性。 第三章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 主軸部件設(shè)計(jì) 一、主軸部件應(yīng)滿足的基本要求 二、主軸部件的傳動(dòng)方式 三、主軸部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 上一頁 下一頁 退出 返回主頁 四、主軸滾動(dòng)軸承 返回本章 五、主軸滑動(dòng)軸承 第三章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 退出 返回本節(jié) 返回主頁 未完待續(xù) …… 主軸部件應(yīng)滿足的基本要求 主軸部件 是機(jī)床的執(zhí)行件，由主軸及其支承軸承、 傳動(dòng)件、密封件及定位元件等組成。 基本要求 ： 旋轉(zhuǎn)精度 指裝配后，在無載荷、低速轉(zhuǎn) 動(dòng)條件下，在安裝工件或刀具的主軸部位的 徑向和軸向跳動(dòng)。旋轉(zhuǎn)精度取決于主軸、軸 承、箱體孔等的制造、裝配和調(diào)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(jī)床設(shè)計(jì) 退出 返回主頁 下一頁 主軸部件應(yīng)滿足的基本要求 基本要求 ： 抗振性 指抵抗受迫振動(dòng)和自激振動(dòng)的能力。 溫升和熱變形指 主軸部件運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，因各相對(duì)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(zhǎng)期地保持其原始制造精度的能 力。 第三章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 退出 返回本節(jié) 返回主頁 未完待續(xù) …… 主軸部件的傳動(dòng)方式 主軸部件的傳動(dòng)方式 主要有齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、 電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)等。 齒輪傳動(dòng) 其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，能夠傳 遞較大的轉(zhuǎn)矩，能適應(yīng)變轉(zhuǎn)速、變載荷工作， 應(yīng)用最廣。缺點(diǎn)是線速度不能過高，通常小 于 12~15m/s，不如帶傳動(dòng)平穩(wěn)。 帶傳動(dòng) 其特點(diǎn)是靠摩擦力傳動(dòng)（除同步齒形 帶外）、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、成本低，特 別適用于中心距較大的兩軸間傳動(dòng)。皮帶有 彈性可吸振，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小，適宜高速 傳動(dòng)，帶傳動(dòng)在過載時(shí)會(huì)打滑，能起到過載 保護(hù)作用。缺點(diǎn)是有滑動(dòng)，不能用在速比要 求準(zhǔn)確的場(chǎng)合。 第三章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 退出 返回本節(jié) 返回主頁 下一頁 主軸部件的傳動(dòng)方式 帶傳動(dòng) ： 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(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。同步齒形 帶的齒形有兩種 :梯形齒和圓弧齒。 電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)方式 其特點(diǎn)是主軸單元大 大簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，有效地提高了主軸部件的 剛度，降低了噪聲和振動(dòng)；有較寬的調(diào)速 范圍；有較大的驅(qū)動(dòng)功率和轉(zhuǎn)矩；便于組 織專業(yè)化生產(chǎn)。它廣泛應(yīng)用于精密機(jī)床、 高速加工中心和數(shù)控車床中。 高速內(nèi)圓磨床電主軸圖 53 第三章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 退出 返回本節(jié) 返回主頁 下一頁 主軸部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 主軸部件的支承數(shù)目 多數(shù)機(jī)床的主軸采用前、后兩個(gè)支承。 為提高剛度和抗振性，有的機(jī)床采用三個(gè) 支承。三個(gè)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(yīng)用較多。 第三章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 退出 返回本節(jié) 返回主頁 未完待續(xù) …… 主軸部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 推力軸承的位置配置型式 前端配置 指兩個(gè)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(zhǎng)，不影響軸向精度，精度高， 對(duì)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(jī)床或 數(shù)控機(jī)床。 后端配置 指兩個(gè)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(zhǎng)，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(jī)床，如立 銑、多刀車床等。 第三章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 退出 返回本節(jié) 返回主頁 下一頁 主軸部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 推力軸承的位置配置型式 兩端配置 指兩個(gè)方向的推力軸承分別 布置在前后兩個(gè)支承處。這類配置方案當(dāng) 主軸受熱伸長(zhǎng)后，影響主軸軸承的軸向間 隙。為避免松動(dòng)，可用彈簧消除間隙和補(bǔ) 償熱膨脹。這種配置常用于短主軸，如組 合機(jī)床主軸。 中間配置 指兩個(gè)方向的推力軸承在前 支承的后側(cè)。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(jié)構(gòu)較復(fù)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(jī)床設(shè)計(jì) 退出 返回本節(jié) 返回主頁 下一頁 主軸部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 主軸傳動(dòng)件位置的合理布置 傳動(dòng)件在主軸上軸向位置的合理布置 合理布置傳動(dòng)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(dòng)件軸向布 置時(shí)，應(yīng)盡量靠近前支承，有多個(gè)傳動(dòng)件 時(shí)，其中最大傳動(dòng)件應(yīng)靠近前支承。 傳動(dòng)件軸向布置的幾種情況圖 55 驅(qū)動(dòng)主軸的傳動(dòng)軸位置的合理布置 主軸受到的驅(qū)動(dòng)力相對(duì)于切削力的方向取 決于驅(qū)動(dòng)主軸的傳動(dòng)軸位置。 第三章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 退出 回本節(jié) 返回主頁 下一頁 主軸部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 主軸主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 主軸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)有主軸前、后軸徑直 徑 D1和 D2，主軸內(nèi)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(zhuǎn)精度和主軸剛度。 主軸前軸徑直徑 D1的選取 主軸內(nèi)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(jī)床設(shè)計(jì) 退出 返回本節(jié) 返回主頁 下一頁 主軸滑動(dòng)軸承 滑動(dòng)軸承 應(yīng)有良好的抗振性，旋轉(zhuǎn)精度高，運(yùn)動(dòng) 平穩(wěn)等特點(diǎn)，應(yīng)用于高速或低速的精密、高精密機(jī)床 和數(shù)控機(jī)床中。主軸滑動(dòng)軸承 按產(chǎn)生油膜的方式， 可 分為動(dòng)壓軸承和靜壓軸承兩類。 按照流體介質(zhì) 不同可 分為液體滑動(dòng)軸承和氣體滑動(dòng)軸承。 動(dòng)壓軸承 動(dòng)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(dòng)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(dòng)多油楔圖 75。