数控技术：数控机床的机械结构.pptVIP

2、减速机构 通过降速来匹配进给系统的转动惯量和获得要求的输出机械特性，对开环系统，还起匹配所需的脉冲当量的作用。 一般采用齿轮机构或同步齿形带传动。 近年来，由于伺服电机及其控制单元性能的提高，许多数控机床的进给传动系统去掉了降速齿轮副，直接将伺服电动机与滚珠丝杠连接。 ①开环系统降速比 运动平衡式： ②闭环系统降速比 二、滚珠丝杠螺母副 1、工作原理及特点 内循环滚珠丝杠 外循环滚珠丝杠 在丝杠和螺母上都有半圆形的螺旋槽，当它们套装在一起时便成了滚珠的螺旋滚道。螺母上有滚珠回珠滚道，将数圈螺旋滚道的两端连接成封闭的循环滚道，滚道内装满滚珠，当丝杠旋转时，滚珠在滚道内自转，同时又在封闭滚道内循环，使丝杠和螺母相对产生轴向运动。当丝杠（或螺母）固定时，螺母（或丝杠）即可以产生相对直线运动，从而带动工作台作直线运动。 滚珠循环方式有两种： 外循环：回珠滚道布置在螺母外部，滚珠在循环过程中，有部分时间滚珠与丝杠脱离接触；制造工艺简单。缺点是对滚道接缝处的要求高，通常很难做到平滑，影响滚珠滚动的平稳性，严重时甚至会发生卡珠现象，其噪声也较大。 内循环：回珠滚道布置在螺母内部，循环过程中滚珠始终与丝杠保持接触。结构紧凑，定位可靠，刚性好，且不易发生磨损和滚珠堵塞现象；其缺点是结构复杂，制造较困难，且内循环结构的滚珠丝杠螺母不能作成多头螺纹传动。 滚珠丝杠螺母副具有以下特点： 摩擦损失小，传动效率高； 给予适当预紧，可消除丝杠和螺母的螺纹间隙，定位精度高，刚度好。反向时就可以消除空行程死区。 运动平稳。摩擦力几乎与运动速度无关，动、静摩擦力的变化也很小，故不易产生低速爬行现象；传动精度高。 运动具有可逆性，可以从旋转运动转换为直线运动，也可以从直线运动转换为旋转运动，即丝杠和螺母都可以作为主动件。 磨损小，使用寿命长。 制造工艺复杂。滚珠丝杠和螺母等元件的加工精度和表面粗糙度要求高，成本高。 不能实现自锁。当用在垂直传动或水平放置的高速大惯量传动中必须装有制动装置。为了防止安装、使用时螺母脱离丝杠滚道，在机床上还必须配置超程保护装置。 2、滚珠丝杠副的参数 名义直径d0：滚珠与螺纹滚道在理论接触角状态时包络滚珠球心的圆珠直径。 导程P：丝杠相对于螺母旋转任意弧度时，螺母上基准点的轴向位移 基本导程P0：丝杠相对于螺母旋转2π弧度时，螺母上基准点的轴向位移 接触角β:法向剖面内，滚珠球心与滚道接触点连线和螺纹轴线垂直线间的夹角。 螺纹滚道型面的形状 单圆弧型 双圆弧型 3、滚珠丝杠螺母副轴向间隙调整和预紧 轴向间隙通常是指丝杠和螺母无相对转动时，丝杠和螺母之间的最大轴向窜动。除了结构本身的游隙之外，在施加轴向载荷之后，轴向间隙还包括弹性变形所造成的窜动。 可通过预紧方法消除滚珠丝杠副间隙，并能提高刚度。滚珠丝杠螺母副的预紧方法与螺母的型式有关。 注意点：预紧虽能有效地减小弹性变形所带来的轴向位移，但过大的预加载荷将增加摩擦阻力，降低传动效率，并使寿命大为缩短。所以，一般要经过几次调整才能保证机床在最大轴向载荷下，既消除了间隙，又能灵活运转。 （1）对于单螺母结构主要有三种： ①增加滚珠直径预紧法：通过筛选滚珠的大小进行预紧。无须改变螺母结构，简单可靠，刚性好；但它一旦配好，就不能对预紧力再进行调整。当预紧力调整为额定动载荷的2%~5%左右时，性能最佳；允许最大预紧力为额定动载荷的5%。 ②螺母夹紧预紧法(b)：在螺母的单边加工一条0.1mm的缝隙，再通过螺栓4径向夹紧螺母。制造成本低，调整简单，预紧力调整方便；但对刚性有一定的影响。允许最大预紧力为额定动载荷的5%。 整体螺母变位螺距预紧法(c)：通过整体螺母变位，使螺母相对丝杠产生轴向移动。这种方法的特点是结构紧凑，工作可靠，调整方便；但调整位移量不易。 （2）对于双螺母结构的滚珠丝杠螺母副 双螺母垫片预紧法(a)。它是通过改变垫片4的厚度，使螺母相对丝杠产生轴向位移的预紧方法。这种方法的特点是结构简单可靠，刚性好；但调整较费时间，且不能在工作中随意调整。最大预紧力不能超过平均工作载荷的33%，通常调整为额定动载荷的10%左右。 双螺母螺纹调隙式：螺母1的外端有凸缘。螺母2外端无凸缘但有螺纹，并伸出套筒外，并用两个圆螺母4固定。旋转圆螺母4，即可消除间隙，并产生预紧力。 齿差调隙式：在两个螺母的凸缘上各制有圆柱外齿轮，齿数差为1 ，两个内齿圈的齿数与外齿轮的齿数相同，并用螺钉和销钉固定在螺母座的两端。调整时先将内齿圈取出，根据间隙的大小使两个螺母分别在相同方向转过一个齿或几个齿，使螺母在轴向彼此移近 ( 或移开 ) 相应的距离。 间隙消除量Δ的计算： n ：两螺母在同一方向转过