第十二讲机床进给传动系统设计

《第十二讲机床进给传动系统设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第十二讲机床进给传动系统设计（52页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、金属切削与机床Metal Cutting & Machine ToolsMetal Cutting & Machine Tools 第十二讲第十二讲 机床进给传动系统设计机床进给传动系统设计 l概述l进给传动分类与组成l进给传动系统特点与设计要求l机床内联系传动链l数控伺服进给系统l系统特点l滚珠丝杠l伺服电机选择Metal Cutting & Machine Tools 概述概述一、进给系统类型及其应用 进进给传动系统给传动系统用来实现机床的进给运动和辅助运动用来实现机床的进给运动和辅助运动。机床进给传动类型：机床进给传动类型：1）机械传动）机械传动 采用滑移齿轮、交

2、换齿轮、离合器、齿条机构、采用滑移齿轮、交换齿轮、离合器、齿条机构、丝杠螺母丝杠螺母机构及机构及无级变速器等传递动力和运动。工作可靠，维修方便，但结构较复杂，无级变速器等传递动力和运动。工作可靠，维修方便，但结构较复杂，制造工作量较大制造工作量较大,应用广泛应用广泛。Metal Cutting & Machine Tools 概述概述一、进给系统类型及其应用 进进给传动系统给传动系统用来实现机床的进给运动和辅助运动用来实现机床的进给运动和辅助运动。机床进给传动类型：机床进给传动类型：2）液压传动）液压传动 采用油液作介质，通过液压元件传递动力和运动。传动结构简单采用油液作介质，通过液压

3、元件传递动力和运动。传动结构简单，工作可靠，传动平稳，便于实现自动化，应用日益广泛。，工作可靠，传动平稳，便于实现自动化，应用日益广泛。3）电气传动）电气传动 采用采用可调速电动机可调速电动机,直接驱动执行件，或经简单的齿轮变速箱，驱直接驱动执行件，或经简单的齿轮变速箱，驱动执行件。机械结构简单，可在工作中无级变速，便于自动控制，但成动执行件。机械结构简单，可在工作中无级变速，便于自动控制，但成本较高。本较高。Metal Cutting & Machine Tools 概述概述二、进给系统特点及设计要求1）进给系统）进给系统组成组成 进进给传动一般由动力源、变速系统、换向机构、分配给传

4、动一般由动力源、变速系统、换向机构、分配机构、安全机构、快速运动传动链、变换回转运动为直线机构、安全机构、快速运动传动链、变换回转运动为直线运动的机构和执行件等组成。运动的机构和执行件等组成。Metal Cutting & Machine Tools 概述概述二、进给系统特点及设计要求2）进给进给系统设计要求系统设计要求 a、静态设计要求、静态设计要求l能够克服摩擦力和负载能够克服摩擦力和负载l很很小的进给位移量。目前最小分辨率小的进给位移量。目前最小分辨率0.1uml较高静态扭转刚度较高静态扭转刚度l足够的调速范围足够的调速范围l进进给速度均匀，低速时无爬行现行给速度均匀，低速时无爬

5、行现行Metal Cutting & Machine Tools 概述概述二、进给系统特点及设计要求2）进给进给系统设计要求系统设计要求 b、动态设计要求、动态设计要求l具有足够的加速和制动转矩，以便快速的完成启动和具有足够的加速和制动转矩，以便快速的完成启动和制动过程。制动过程。l具有良好的动态传递性能，以保证在加工中获得高的具有良好的动态传递性能，以保证在加工中获得高的轨迹精度和满意的表面质量。轨迹精度和满意的表面质量。l负载引起的轨迹误差应尽可能小。负载引起的轨迹误差应尽可能小。 Metal Cutting & Machine Tools 概述概述二、进给系统特点及设计要

6、求2）进给进给系统设计要求系统设计要求 c、数控进给系统机械部件设计要求、数控进给系统机械部件设计要求l被被加速加速的运动的运动部件应具有较小的部件应具有较小的惯量惯量l高高刚度、良好的阻尼刚度、良好的阻尼l传动部件的拉压刚度、扭转刚度、摩擦阻尼特性和传动部件的拉压刚度、扭转刚度、摩擦阻尼特性和间隙等方面具有尽可能小的非线性。间隙等方面具有尽可能小的非线性。Metal Cutting & Machine Tools 概述概述二、进给系统特点及设计要求2）进给进给系统设计要求系统设计要求 d、变速系统设计原则、变速系统设计原则l传动副“前少后多”l降速“前快后慢”l传动线“前疏后密”Me

7、tal Cutting & Machine Tools 概述概述二、进给系统特点及设计要求3）快速空行程运动）快速空行程运动 为缩短辅助时间和减轻工人体力劳动，通常在进给传动中设有快为缩短辅助时间和减轻工人体力劳动，通常在进给传动中设有快速空行程传动链，以实现机床移动部件的速空行程传动链，以实现机床移动部件的快速移动快速移动和和快速返回快速返回等。等。 方式：机械、液压、电气等方式：机械、液压、电气等 1.快速运动与进给运动共用一台电动机 2.快速运动采用单独的电动机 为避免产生运动干涉，可采用下列几种方法： 1）采用超越离合器；2)采用差动机构；3）采用差动螺母。Metal Cutt

8、ing & Machine Tools 内联系传动链，是从保证传动精度进行设计的。因此，内联系传动内联系传动链，是从保证传动精度进行设计的。因此，内联系传动链的设计原则，与外联系传动链是不同的链的设计原则，与外联系传动链是不同的 。一、误差来源与传递规律1、误差、误差来源来源 在在机床传动链中，传动误差主要来自齿轮、蜗杆蜗轮及丝杠螺母等传机床传动链中，传动误差主要来自齿轮、蜗杆蜗轮及丝杠螺母等传动件的制造和装配误差动件的制造和装配误差。 1)齿轮传动副 圆柱齿轮的制造误差中，影响传动精度较大的主要是齿距累积误差 。 2)丝杠螺母传动副 丝杠的螺距误差和轴向窜动，会以线值误差的形式直接传

9、递给螺母。 机床内联系传动链机床内联系传动链Metal Cutting & Machine Tools 内联系传动链，是从保证传动精度进行设计的。因此，内联系传动内联系传动链，是从保证传动精度进行设计的。因此，内联系传动链的设计原则，与外联系传动链是不同的链的设计原则，与外联系传动链是不同的 。一、误差来源与传递规律1、误差、误差来源来源 在在机床传动链中，传动误差主要来自齿轮、蜗杆蜗轮及丝杠螺母等传机床传动链中，传动误差主要来自齿轮、蜗杆蜗轮及丝杠螺母等传动件的制造和装配误差动件的制造和装配误差。 3）蜗杆蜗轮传动副 蜗轮误差分析同斜齿轮一样;蜗杆误差分析同丝杠一样。 4）传动件的总

10、误差 若某一传动件同时存在多项独立误差，既有制造误差又有装配误差，根据概率原理，设误差按正态分布，则其总误差可近似取均方根值. 机床内联系传动链机床内联系传动链Metal Cutting & Machine Tools 内联系传动链，是从保证传动精度进行设计的。因此，内联系传动内联系传动链，是从保证传动精度进行设计的。因此，内联系传动链的设计原则，与外联系传动链是不同的链的设计原则，与外联系传动链是不同的 。一、误差来源与传递规律2、误差传递规律、误差传递规律 机床内联系传动链机床内联系传动链 传动链中，各传动件的误差传动链中，各传动件的误差在整个传动链中在整个传动链中按传动比按传动比

11、依次传依次传递，最后递，最后反映到末端件反映到末端件上，使工上，使工件或刀具产生传动误差。件或刀具产生传动误差。 把越靠近末端件的传动副的把越靠近末端件的传动副的传动比安排得越小，对减小其前传动比安排得越小，对减小其前面各传动件的误差影响的效果越面各传动件的误差影响的效果越显著，这样，就可以有效地减小显著，这样，就可以有效地减小传递到末端件的总误差传递到末端件的总误差.Metal Cutting & Machine Tools 二、内联系传动链设计原则1、缩短传动链、缩短传动链 设计传动链时应尽量减少串联传动件的数目，以减少误差的来源。设计传动链时应尽量减少串联传动件的数目，以减少误差