【正文】 床主傳動(dòng)系設(shè)計(jì)有那些特點(diǎn)？主傳動(dòng)系統(tǒng)采用直流或交流電動(dòng)機(jī)無級(jí)調(diào)速，在設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)時(shí)，必須要考慮電動(dòng)機(jī)與機(jī)床主軸功率特性匹配問題，在設(shè)計(jì)分級(jí)變速箱時(shí)，考慮機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性要求等因素。34. 進(jìn)給傳動(dòng)系設(shè)計(jì)要能滿足的基本要求是什么？（1） 具有足夠的靜剛度和動(dòng)剛度；（2） 具有良好的快速響應(yīng)性，做低速進(jìn)給運(yùn)動(dòng)或微量進(jìn)給時(shí)不爬行，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，靈敏度高；（3） 抗振性好，不會(huì)因摩擦自振而引起傳動(dòng)件的抖動(dòng)或齒輪傳動(dòng)的沖擊噪聲；（4） 具有足夠?qū)挼恼{(diào)速范圍，保證實(shí)現(xiàn)所要求的進(jìn)給量（進(jìn)給范圍、數(shù)列），以適應(yīng)不同的加工材料，使用不同刀具，滿足不同的零件加工要求，能傳動(dòng)較大的扭矩；（5） 進(jìn)給系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和定位精度要高；（6） 結(jié)構(gòu)簡單，加工和裝配工藝性好。調(diào)整維修方便，操縱輕便靈活。35. 試述進(jìn)給傳動(dòng)與主傳動(dòng)相比較，有那些不同的特點(diǎn)？（1） 進(jìn)給傳動(dòng)是恒轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)（2） 進(jìn)給傳動(dòng)系中各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速是其最高轉(zhuǎn)速（3） 進(jìn)給傳動(dòng)的轉(zhuǎn)速圖為前疏后密結(jié)構(gòu)（4） 進(jìn)給傳動(dòng)的變速范圍（5） 進(jìn)給傳動(dòng)系采用傳動(dòng)間隙消除機(jī)構(gòu)（6） 快速空程傳動(dòng)的采用（7） 微量進(jìn)給機(jī)構(gòu)的采用36. 進(jìn)給伺服系的驅(qū)動(dòng)部件有那幾種類型？其特點(diǎn)和應(yīng)用范圍？進(jìn)給驅(qū)動(dòng)部件種類很多，用于機(jī)床上的有步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、小慣量直流電動(dòng)機(jī)、大慣量直流電動(dòng)機(jī)、交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)和直線電動(dòng)機(jī)等。（1） 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)又稱脈沖電動(dòng)機(jī)，是將電脈沖信號(hào)變換成角位移（或線位移）的一種機(jī)電式數(shù)模轉(zhuǎn)換器。它每接受數(shù)控裝置輸出的一個(gè)電脈沖信號(hào)，電動(dòng)機(jī)軸就轉(zhuǎn)過一定的角度，稱為步距角。轉(zhuǎn)速可以在很寬的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。改變繞組通電的順序，可以控制電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是沒有累積誤差，結(jié)構(gòu)簡單，使用、維修方便，制造成本低，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)負(fù)載慣量的能力大，適用于中、小型機(jī)床和速度精度要求不高的地方；缺點(diǎn)是效率較低，發(fā)熱大，有時(shí)會(huì)“失步”。（2） 直流伺服電動(dòng)機(jī) 機(jī)床上常用的直流伺服電動(dòng)機(jī)主要有小慣量直流電動(dòng)機(jī)和大慣量直流電動(dòng)機(jī)。小慣量直流電動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)子直徑較小，軸向尺寸大，長徑比約為5，故轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，僅為普通直流電動(dòng)機(jī)的1/10左右，因此響應(yīng)時(shí)間快；缺點(diǎn)是額定扭矩較小，一般必須與齒輪降速裝置相匹配。常用于高速輕載的小型數(shù)控機(jī)床中。大慣量直流電動(dòng)機(jī)，又稱寬調(diào)速直流電動(dòng)機(jī)，有電激磁和永久磁鐵激磁兩種類型。電激磁的特點(diǎn)是激磁量便于調(diào)整，成本低。永磁型直流電動(dòng)機(jī)能在較大過載扭矩下長期工作，并能直接與絲杠相連而不需要中間傳動(dòng)裝置，還可以在低速下平穩(wěn)地運(yùn)轉(zhuǎn)，輸出扭矩大。寬調(diào)速電動(dòng)機(jī)可以內(nèi)裝測速發(fā)電機(jī)，還可以根據(jù)用戶需要，在電動(dòng)機(jī)內(nèi)部加裝旋轉(zhuǎn)變壓器和制動(dòng)器，為速度環(huán)提供較高的增益，能獲得優(yōu)良低速剛度和動(dòng)態(tài)性能。電動(dòng)機(jī)頻率高、定位精度好、調(diào)整簡單、工作平穩(wěn)。缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)子溫度高、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大、時(shí)間響應(yīng)較慢。（3） 交流伺服電動(dòng)機(jī) 自80年代中期開始，以異步電動(dòng)機(jī)和永磁同步電動(dòng)機(jī)為基礎(chǔ)的交流伺服進(jìn)給驅(qū)動(dòng)得到迅速發(fā)展。它采用新型的磁場矢量變換控制技術(shù)，對交流電動(dòng)機(jī)作磁場的矢量控制；將電動(dòng)機(jī)定子的電壓矢量或電流矢量作操作量，控制其幅值和相位。它沒有電刷和換向器，因此可靠性好、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好。在同樣體積下，交流伺服電動(dòng)機(jī)的輸出功率可比直流電動(dòng)機(jī)提高(10～70)% 。交流伺服電動(dòng)機(jī)與同容量的直流電動(dòng)機(jī)相比，重量約輕一半，價(jià)格僅為直流電動(dòng)機(jī)的三分之一、效率高、調(diào)速范圍廣、響應(yīng)頻率高。缺點(diǎn)是本身雖有較大的扭矩－慣量比，但它帶動(dòng)慣性負(fù)載能力差，一般需用齒輪減速裝置，多用于中小型數(shù)控機(jī)床。（4） 直線伺服電動(dòng)機(jī)是一種能直接將電能轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)機(jī)械能的電力驅(qū)動(dòng)裝置，是適應(yīng)超高速加工技術(shù)發(fā)展的需要而出現(xiàn)的一種新型電動(dòng)機(jī)。直線伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)替換了傳統(tǒng)的由回轉(zhuǎn)型伺服電動(dòng)機(jī)加滾珠絲杠的伺服進(jìn)給系統(tǒng)，從電動(dòng)機(jī)到工作臺(tái)之間的一切中間傳動(dòng)都沒有了，可直接驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)，使工作臺(tái)的加/減速提高到傳統(tǒng)機(jī)床的(10～20)倍，速度提高(3～4)倍。采用直線伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式，省去減速器，（齒輪、同步齒形帶等）和滾動(dòng)絲杠副等中間環(huán)節(jié)，不僅簡化機(jī)床結(jié)構(gòu)，而且避免了因中間環(huán)節(jié)的彈性變形、磨損、間隙、發(fā)熱等因素帶來的傳動(dòng)誤差；無接觸地直接驅(qū)動(dòng)，使其結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)簡便，可靠性高，體積小，傳動(dòng)剛度高，響應(yīng)快，可得到瞬時(shí)高的加/減速度。據(jù)文獻(xiàn)介紹，它的最大進(jìn)給速度可達(dá)到100m/min甚至更高，最大加/減速度為(1～8)g。現(xiàn)在直線伺服電動(dòng)機(jī)已成功地應(yīng)用在超高速機(jī)床中。直線伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)存在的問題有：隔磁防磁問題，發(fā)熱問題，成本較高。37. 試述滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，其支承方式有那幾種？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)載荷特點(diǎn)：主要承受軸向載荷，對絲杠軸承的軸向精度和剛度要求較高，采用角接觸軸承或 雙向推力園柱滾子與滾針軸承的組合。滾珠絲杠的支承方式：一端固定，一端自由：用于短絲杠與豎直絲杠 一端固定，一端簡支：用于較長的臥式安裝絲杠 兩端固定：用于長絲杠或高轉(zhuǎn)速，要求高抗壓剛度場合38. 機(jī)床控制系統(tǒng)有幾種分類方法？是如何進(jìn)行分類的？（1）按自動(dòng)化程度分類 可分為手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、半自動(dòng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)（2）按控制系統(tǒng)有否反饋進(jìn)行分類 可分為開環(huán)、半閉環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。（3）按控制方式和內(nèi)容進(jìn)行分類 可分為時(shí)間控制、程序控制、數(shù)字控制、誤差補(bǔ)償控制和自適應(yīng)控制。39. 一般機(jī)床自動(dòng)控制系統(tǒng)由哪幾部分組成？自動(dòng)控制系統(tǒng)包括工件的裝卸在內(nèi)的全部操作都實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。工人的任務(wù)是不斷地往料倉或料斗里裝載毛坯，可以同時(shí)監(jiān)視幾臺(tái)機(jī)床的工作。一般自動(dòng)控制系統(tǒng)由三部分組成：（1） 發(fā)令器官（2） 執(zhí)行器官（3） 轉(zhuǎn)換器官40. 簡述數(shù)控機(jī)床開環(huán)和閉環(huán)伺服系統(tǒng)的工作原理。開環(huán)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出指令后，不檢查執(zhí)行部件是否完成相應(yīng)的操作，繼續(xù)發(fā)出下一個(gè)指令。其工作原理如下圖所示，數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的一個(gè)步進(jìn)信號(hào)，通過環(huán)形分配器和電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路控制步進(jìn)電機(jī)往設(shè)定方向轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度。通過減速器帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使工作臺(tái)移動(dòng)一個(gè)步距長度。閉環(huán)控制系統(tǒng)中，位置檢測傳感器直接安裝在機(jī)床的最終執(zhí)行部件上，如下圖所示，直接測量出執(zhí)行部件的實(shí)際位移，與輸入的指令位移進(jìn)行比較，比較后的差值反饋給控制系統(tǒng)，對執(zhí)行部件的移（轉(zhuǎn)）動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償，使機(jī)床向減小差值的方向運(yùn)行，最終使差值等于零或接近于零。為提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，閉環(huán)系統(tǒng)除了檢測執(zhí)行部件的位移量外，還檢測其速度。