【正文】 床主傳動系設(shè)計有那些特點？主傳動系統(tǒng)采用直流或交流電動機無級調(diào)速，在設(shè)計數(shù)控機床主傳動時，必須要考慮電動機與機床主軸功率特性匹配問題，在設(shè)計分級變速箱時，考慮機床結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性要求等因素。34. 進給傳動系設(shè)計要能滿足的基本要求是什么？（1） 具有足夠的靜剛度和動剛度；（2） 具有良好的快速響應(yīng)性，做低速進給運動或微量進給時不爬行，運動平穩(wěn)，靈敏度高；（3） 抗振性好，不會因摩擦自振而引起傳動件的抖動或齒輪傳動的沖擊噪聲；（4） 具有足夠?qū)挼恼{(diào)速范圍，保證實現(xiàn)所要求的進給量（進給范圍、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，能傳動較大的扭矩；（5） 進給系統(tǒng)的傳動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. 試述進給傳動與主傳動相比較，有那些不同的特點？（1） 進給傳動是恒轉(zhuǎn)矩傳動（2） 進給傳動系中各傳動件的計算轉(zhuǎn)速是其最高轉(zhuǎn)速（3） 進給傳動的轉(zhuǎn)速圖為前疏后密結(jié)構(gòu)（4） 進給傳動的變速范圍（5） 進給傳動系采用傳動間隙消除機構(gòu)（6） 快速空程傳動的采用（7） 微量進給機構(gòu)的采用36. 進給伺服系的驅(qū)動部件有那幾種類型？其特點和應(yīng)用范圍？進給驅(qū)動部件種類很多，用于機床上的有步進電動機、小慣量直流電動機、大慣量直流電動機、交流調(diào)速電動機和直線電動機等。（1） 步進電動機又稱脈沖電動機，是將電脈沖信號變換成角位移（或線位移）的一種機電式數(shù)模轉(zhuǎn)換器。它每接受數(shù)控裝置輸出的一個電脈沖信號，電動機軸就轉(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，可以控制電動機的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。步進電動機的優(yōu)點是沒有累積誤差，結(jié)構(gòu)簡單，使用、維修方便，制造成本低，步進電動機帶動負載慣量的能力大，適用于中、小型機床和速度精度要求不高的地方；缺點是效率較低，發(fā)熱大，有時會“失步”。（2） 直流伺服電動機 機床上常用的直流伺服電動機主要有小慣量直流電動機和大慣量直流電動機。小慣量直流電動機優(yōu)點是轉(zhuǎn)子直徑較小，軸向尺寸大，長徑比約為5，故轉(zhuǎn)動慣量小，僅為普通直流電動機的1/10左右，因此響應(yīng)時間快；缺點是額定扭矩較小，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)控機床中。大慣量直流電動機，又稱寬調(diào)速直流電動機，有電激磁和永久磁鐵激磁兩種類型。電激磁的特點是激磁量便于調(diào)整，成本低。永磁型直流電動機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裝置，還可以在低速下平穩(wěn)地運轉(zhuǎn)，輸出扭矩大。寬調(diào)速電動機可以內(nèi)裝測速發(fā)電機，還可以根據(jù)用戶需要，在電動機內(nèi)部加裝旋轉(zhuǎn)變壓器和制動器，為速度環(huán)提供較高的增益，能獲得優(yōu)良低速剛度和動態(tài)性能。電動機頻率高、定位精度好、調(diào)整簡單、工作平穩(wěn)。缺點是轉(zhuǎn)子溫度高、轉(zhuǎn)動慣量大、時間響應(yīng)較慢。（3） 交流伺服電動機 自80年代中期開始，以異步電動機和永磁同步電動機為基礎(chǔ)的交流伺服進給驅(qū)動得到迅速發(fā)展。它采用新型的磁場矢量變換控制技術(shù)，對交流電動機作磁場的矢量控制；將電動機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、動態(tài)響應(yīng)好。在同樣體積下，交流伺服電動機的輸出功率可比直流電動機提高(10～70)% 。交流伺服電動機與同容量的直流電動機相比，重量約輕一半，價格僅為直流電動機的三分之一、效率高、調(diào)速范圍廣、響應(yīng)頻率高。缺點是本身雖有較大的扭矩－慣量比，但它帶動慣性負載能力差，一般需用齒輪減速裝置，多用于中小型數(shù)控機床。（4） 直線伺服電動機是一種能直接將電能轉(zhuǎn)化為直線運動機械能的電力驅(qū)動裝置，是適應(yīng)超高速加工技術(shù)發(fā)展的需要而出現(xiàn)的一種新型電動機。直線伺服電動機驅(qū)動系統(tǒng)替換了傳統(tǒng)的由回轉(zhuǎn)型伺服電動機加滾珠絲杠的伺服進給系統(tǒng)，從電動機到工作臺之間的一切中間傳動都沒有了，可直接驅(qū)動工作臺進行直線運動，使工作臺的加/減速提高到傳統(tǒng)機床的(10～20)倍，速度提高(3～4)倍。采用直線伺服電動機驅(qū)動方式，省去減速器，（齒輪、同步齒形帶等）和滾動絲杠副等中間環(huán)節(jié)，不僅簡化機床結(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誤差；無接觸地直接驅(qū)動，使其結(jié)構(gòu)簡單，維護簡便，可靠性高，體積小，傳動剛度高，響應(yīng)快，可得到瞬時高的加/減速度。據(jù)文獻介紹，它的最大進給速度可達到100m/min甚至更高，最大加/減速度為(1～8)g。現(xiàn)在直線伺服電動機已成功地應(yīng)用在超高速機床中。直線伺服電動機驅(qū)動存在的問題有：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構(gòu)的特點，其支承方式有那幾種？滾珠絲杠是將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成執(zhí)行件的直線運動的運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)載荷特點：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. 機床控制系統(tǒng)有幾種分類方法？是如何進行分類的？（1）按自動化程度分類 可分為手動、機動、半自動和自動控制系統(tǒng)（2）按控制系統(tǒng)有否反饋進行分類 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)容進行分類 可分為時間控制、程序控制、數(shù)字控制、誤差補償控制和自適應(yīng)控制。39. 一般機床自動控制系統(tǒng)由哪幾部分組成？自動控制系統(tǒng)包括工件的裝卸在內(nèi)的全部操作都實現(xiàn)自動化。工人的任務(wù)是不斷地往料倉或料斗里裝載毛坯，可以同時監(jiān)視幾臺機床的工作。一般自動控制系統(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)出下一個指令。其工作原理如下圖所示，數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的一個步進信號，通過環(huán)形分配器和電機驅(qū)動電路控制步進電機往設(shè)定方向轉(zhuǎn)動一定的角度。通過減速器帶動絲杠轉(zhuǎn)動，從而使工作臺移動一個步距長度。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)行部件的實際位移，與輸入的指令位移進行比較，比較后的差值反饋給控制系統(tǒng)，對執(zhí)行部件的移（轉(zhuǎn)）動進行補償，使機床向減小差值的方向運行，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。