數(shù)控車床縱向進(jìn)給系統(tǒng)傳動的方案設(shè)計15
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1、數(shù)控車床縱向進(jìn)給系統(tǒng)傳動的 方案設(shè)計(doc 15頁) 第一章、數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)概述 數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)如圖圖1-1所示: CNC —4"— 速度控制卑元 一4?—機(jī)床 ―卑一》險[董控制檯塊 速度控制單元 位置反饞 證度環(huán) 連度檢測 工作臺 1-1數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系 統(tǒng)伺服 由于各種數(shù)控機(jī)床所完成的加工任務(wù)不同,它們對進(jìn)給伺服系統(tǒng)的要求也不盡相同, 但通??筛爬橐韵聨追矫妫嚎赡孢\(yùn)行;速度范圍寬;具有足夠的傳動剛度和髙的速度穩(wěn) 定性;快速響應(yīng)并無超調(diào);高精度;低速大轉(zhuǎn)矩。 1.1>伺服系統(tǒng)對伺服電機(jī)的要求 (1) 從最低速到最高速電機(jī)都能平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)矩波動
2、要小,尤其在低速如o.lr/min 或更低速時,仍有平穩(wěn)的速度而無爬行現(xiàn)象。 (2) 電機(jī)應(yīng)具有大的較長時間的過載能力,以滿足低速大轉(zhuǎn)矩的要求。一般直流伺服 電機(jī)要求在數(shù)分鐘內(nèi)過載4-6倍而不損壞。 (3) 為了滿足快速響應(yīng)的要求,電機(jī)應(yīng)有較小的轉(zhuǎn)動慣量和大的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩,并具有盡 可能小的時間常數(shù)和啟動電壓。電機(jī)應(yīng)具有耐受4000rad/s2以上的角加速度的能力, 才能保證電機(jī)可在0.2s以內(nèi)從靜止啟動到額定轉(zhuǎn)速。 (4) 電機(jī)應(yīng)能隨頻繁啟動、制動和反轉(zhuǎn)。 隨著微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和伺服控制技術(shù)的發(fā)展,數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)已開始采 用高速.高精度的全數(shù)字伺服系統(tǒng)。使伺服控制技術(shù)從模擬方
3、式.混合方式走向全數(shù)字方 式。由位置、速度和電流構(gòu)成的三環(huán)反饋全部數(shù)字化.軟件處理數(shù)字PID,使用靈活,柔 性好。數(shù)字伺服系統(tǒng)釆用了許多新的控制技術(shù)和改進(jìn)伺服性能的措施,使控制精度和品質(zhì) 大大提高。 數(shù)控車床的進(jìn)給傳動系統(tǒng)一般均采用進(jìn)給伺服系統(tǒng)。這也是數(shù)控車床區(qū)別于普通車床 的一個特殊部分。 1.2.伺服系統(tǒng)的分類 數(shù)控車床的伺服系統(tǒng)一般由驅(qū)動控制單元、驅(qū)動元件、機(jī)械傳動部件、執(zhí)行件和檢測反 饋環(huán)節(jié)等組成。驅(qū)動控制單元和驅(qū)動元件組成伺服驅(qū)動系統(tǒng)。機(jī)械傳動部件和執(zhí)行元件組 成機(jī)械傳動系統(tǒng)。檢測元件與反饋電路組成檢測系統(tǒng)。 進(jìn)給伺服系統(tǒng)按其控制方式不同可分為開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)。閉環(huán)控制方
4、式通常是具 有位置反饋的伺服系統(tǒng)。根據(jù)位置檢測裝置所在位置的不同,閉環(huán)系統(tǒng)又分為半閉環(huán)系統(tǒng) 和全閉環(huán)系統(tǒng)。半閉環(huán)系統(tǒng)具有將位置檢測裝置裝在絲杠端頭和裝在電機(jī)軸端兩種類型。 前者把絲杠包括在位置環(huán)內(nèi),后者則完全置機(jī)械傳動部件于位置環(huán)之外。全閉環(huán)系統(tǒng)的位 置檢測裝置安裝在工作臺上,機(jī)械傳動部件整個被包括在位置環(huán)之內(nèi)。 開環(huán)系統(tǒng)的定位精度比閉環(huán)系統(tǒng)低,但它結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、造價低廉。由于影響 定位精度的機(jī)械傳動裝置的磨損、慣性及間隙的存在,故開環(huán)系統(tǒng)的精度和快速性較差。 全閉環(huán)系統(tǒng)控制精度高、快速性能好,但由于機(jī)械傳動部件在控制環(huán)內(nèi),所以系統(tǒng) 的動態(tài)性能不僅取決于驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)和參數(shù),而且還與
5、機(jī)械傳動部件的剛度、阻尼特性、 慣性、間隙和磨損等因素有很大關(guān)系,故必須對機(jī)電部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行綜合考慮才能滿 足系統(tǒng)的要求。因此全閉環(huán)系統(tǒng)對機(jī)床的要求比較高,且造價也較昂貴。閉環(huán)系統(tǒng)中采用 的位置檢測裝置有:脈沖編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器、磁尺、光柵尺和激光干涉儀 等。 數(shù)控車床的進(jìn)給伺服系統(tǒng)中常用的驅(qū)動裝置是伺服電機(jī)。伺服電機(jī)有直流伺服電機(jī) 和交流伺服電機(jī)之分。交流伺服電機(jī)由于具有可靠性離、基本上不需要維護(hù)和造價低等特 點而被廣泛采用。 直流伺服電動機(jī)引入了機(jī)械換向裝置。其成本高,故障多,維護(hù)困難,經(jīng)常因碳刷產(chǎn) 生的火花而影響生產(chǎn),并對其他設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾。同時機(jī)械換向器的換向能力
6、,限制了 電動機(jī)的容量和速度。電動機(jī)的電樞在轉(zhuǎn)子上,使得電動機(jī)效率低,散熱差。為了改善換 向能力,減小電樞的漏感,轉(zhuǎn)子變得短粗,影響了系統(tǒng)的動態(tài)性能。 交流伺服已占據(jù)了機(jī)床進(jìn)給伺服的主導(dǎo)地位,并隨著新技術(shù)的發(fā)展而不斷完善,具體 體現(xiàn)在三個方面。一是系統(tǒng)功率驅(qū)動裝置中的電力電子器件不斷向高頻化方向發(fā)展,智能 化功率模塊得到普及與應(yīng)用;二是基于微處理器嵌入式平臺技術(shù)的成熟,將促進(jìn)先進(jìn)控制 算法的應(yīng)用;三是網(wǎng)絡(luò)化制造模式的推廣及現(xiàn)場總線技術(shù)的成熟,將使基于網(wǎng)絡(luò)的伺服控 制成為可能。 1?3、主要設(shè)計任務(wù)參數(shù) 車床控制精度:0.01mm (即為脈沖當(dāng)量);最大進(jìn)給速度:Af540mm/min。最
7、大加工 直徑為D^=400mm,工作臺及刀架重:110 kg;最大軸,向力二160 kg;導(dǎo)軌靜摩擦系數(shù)二0. 2; 行g(shù)=1280mm;步進(jìn)電機(jī):U0BF003;步距角:0.75° ;電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量:J=1.8X10-2 kg. m2* 第二章、數(shù)控車床縱向進(jìn)給系統(tǒng)傳動的方案設(shè)計 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動對位置精度、快速響應(yīng)特性、調(diào)速范圍等有較高的要求。實現(xiàn) 進(jìn)給驅(qū)動的電機(jī)主要有三種:步進(jìn)電機(jī)、直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)。目前,步進(jìn)電機(jī) 只適應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床,直流伺服電機(jī)在我國正廣泛使用,交流伺服電機(jī)作為比較理 想的驅(qū)動元件已成為發(fā)展趨勢。數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)當(dāng)采用不同的驅(qū)動元件時,其進(jìn)給機(jī) 構(gòu)
8、可能會有所不同。電機(jī)與絲杠間的聯(lián)接主要有三種形式,如圖2-1所示。 2.1、帶有齒輪傳動的進(jìn)給運(yùn)動 數(shù)控機(jī)床在機(jī)械進(jìn)給裝置中一般釆用齒輪傳動副來達(dá)到一定的降速比要求,如圖 2-la)所示。由于齒輪在制造中不可能達(dá)到理想齒面要求,總存在著一定的齒側(cè)間隙才能 正常工作,但齒側(cè)間隙會造成進(jìn)給系統(tǒng)的反向失動量,對閉環(huán)系統(tǒng)來說,齒側(cè)間隙會影響 系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此,齒輪傳動副常采用消除措施來盡量減小齒輪側(cè)隙。但這種聯(lián)接形式 的機(jī)械結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。 mm (b) 圖2—1電機(jī)與絲杠間的聯(lián)接形式 2.2、 經(jīng)同步帶輪傳動的進(jìn)給運(yùn)動 如圖2-lb)所示,這種聯(lián)接形式的機(jī)械結(jié)構(gòu)比較簡單。同步帶傳動綜合
9、了帶傳動和鏈 傳動的優(yōu)點,可以避免齒輪傳動時引起的振動和噪聲,但只能適于低扭矩特性要求的場所。 安裝時中心距要求嚴(yán)格,且同步帶與帶輪的制造工藝復(fù)雜。 2.3、 電機(jī)通過聯(lián)軸器直接與絲杠聯(lián)接 如圖2-lc)所示,此結(jié)構(gòu)通常是電機(jī)軸與絲杠之間采用錐環(huán)無鍵聯(lián)接或高精度十字聯(lián) 軸器聯(lián)接,從而使進(jìn)給傳動系統(tǒng)具有較高的傳動精度和傳動剛度,并大大簡化了機(jī)械結(jié)構(gòu)。 在加工中心和精度較高的數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動中,普遍采用這種聯(lián)接形式。 根據(jù)進(jìn)給系統(tǒng)的要求及設(shè)計要求,選擇帶有齒輪傳動的進(jìn)給運(yùn)動,選用最佳降速比, 可以提高機(jī)床的分辨率,并使系統(tǒng)折算到驅(qū)動軸上的慣量減少;盡量消除傳動間隙,減少 反向死區(qū)誤差,提
10、高位移精度等。 第三章S運(yùn)動設(shè)計 3.1、降速比計算 功率步進(jìn)電動機(jī)型號為H0BF003,其主要技術(shù)參數(shù)為最大靜轉(zhuǎn)矩為7.84N ?川涉距角 0. 75°,電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量:J=1.8X10"2kg.m2;快速空載啟動時電動機(jī)轉(zhuǎn)速500r/mino進(jìn)給 傳動鏈的脈沖當(dāng)量J = 0?01〃曲/ P.選滾珠絲杠的螺距為12mm?由 (3—1) OS _ 0.75x12 3605 一 360x0.01 步進(jìn)電動機(jī)的步距角 6 脈沖當(dāng)量,mm S 絲杠螺距,mm 3.2.減速齒輪的確定 選擇一級減速器,選齒輪Z] = 20 , Z2 = 50 ,模數(shù)m = 2mm,齒寬b = 2
11、0mm o 選擇斜齒輪調(diào)隙,齒輪的參數(shù)如表3—1。 3—1齒輪參數(shù)表 法向模數(shù) 叫 2 齒數(shù) Z 20 齒形角 a 20" 齒頂高系數(shù) V 螺旋角 P 15。 徑向變位系數(shù) X 0 精度等級 1-FK 配對齒輪 圖號 齒數(shù) 50 公差組 檢驗項目代號 極限偏差值 1 0.090 2 土幾 0.016 3 f. 0.013 4 A 0.016 第四章、絲杠螺母機(jī)構(gòu)的選擇與計算 已知條件:工作臺及刀架重:110 kg,所以重量為 G = 9.8xllO = lO78N 最大行程:128
12、0mm,失動量:J = O.Olnzw,工作臺最高速度:vnux =5nz/min査表選擇絲 桿預(yù)期壽命:A, =15000小時,摩擦系數(shù)// = 0.2 o
則導(dǎo)軌的靜摩擦力Fo.
心=“G = 0.2x1078 = 215.6N (4—1)
最大軸向負(fù)載
FOmax =160x9.8 = 1568^
4.1、動載強(qiáng)度計算
當(dāng)轉(zhuǎn)速n>10r/min時,滾珠絲杠;螺母的主要破壞形式是工作表面的疲勞點蝕,因 此要進(jìn)行動載強(qiáng)度計算,其計算動載荷Cc(N)應(yīng)小于或等于滾珠絲桿螺母副的額定動負(fù) 荷,即
(4—2)
C(=^TfdfHFa 13、
九一一硬度影響系數(shù),見表3?2;
Feq——當(dāng)量動負(fù)荷,N;
Fr 一一滾珠絲杠;螺母副的額定動負(fù)荷,N;
T' 一一壽命,以1(?!?為一個單位。
(4—3)
,_ 60neqT
106
式中 T一一使用壽命,h;按設(shè)計機(jī)床要求取T=15000h
N——循環(huán)次數(shù):
滾珠絲杠的當(dāng)量轉(zhuǎn)速,r/mino
1000V max
1000 x5
12
= 416.67r/min
(4—4)
代入上式得
60neqT
106
60x416.67x15000
= 375
(4—5)
表動載荷系數(shù)力
載荷性質(zhì)
./■;
載荷性 14、質(zhì)
平穩(wěn)輕微沖擊
1.0-1.2
較大沖擊和振動
1.5 ?2.5
中等沖擊
1.2-1.5
表4?2 硬度影響系數(shù)九、
硬度/HRC
>50
55
52.5
50
47.5
45
40
fu
1.0
1.11
1.35
1.56
1.92
2.40
3.85
1.0
1.11
1.40
1.67
2.10
2.64
4.50
當(dāng)工作載荷單調(diào)連續(xù)或周期行單調(diào)連續(xù)變化時,則
1空牛心2N
(4—6)
式中凡——最大和最小工作載荷,N。
査表4—1 4—2取fd=l.5九=1.56代入上式得
C嚴(yán)疔辦九心二 15、悴xl.5xl.56xlll7.2 (4_?)
=18851.997V = 18.85^
4.2、靜強(qiáng)度計算
當(dāng)轉(zhuǎn)速川< 10" min時,滾珠絲杠螺母的主要破壞形式為滾珠接觸面上產(chǎn)生較大的 塑性變形,影響正常工作。因此,應(yīng)進(jìn)行靜強(qiáng)度計算,最大計算靜載荷E「(N)為
式中 廠〃 一一硬度硬度影響系數(shù),見表5—2;取廠〃 =1?67?
F.r 一一滾珠絲杠螺母副的額定靜負(fù)荷,N。代入得
耳沐=l?5x 1.56x1568 = 3669N (4-8)
根據(jù)計算額定動負(fù)載荷和額定靜負(fù)荷初選滾珠絲杠副型號為CBM5012-5。
其基本參數(shù)為公稱直徑4)=50〃〃”,導(dǎo)程S = \2mm 16、t滾珠直徑Du = 7.144〃m。額定動負(fù)荷 = 3934877,額定靜負(fù)荷% = 1082902。動載荷與靜載荷載均滿足要求。
4?3、臨界轉(zhuǎn)速校核
對于高速長絲杠有可能發(fā)生共振,需要算其臨界轉(zhuǎn)速,不會發(fā)生共振的最高轉(zhuǎn)速為臨界
轉(zhuǎn)速 nc(r/min).
億=9910厶纟
(4—9)
〃2 = 4)-1 叫
(4—10)
式中Lt —臨界轉(zhuǎn)速計算長度,m;
▲ ——絲杠支撐方式系數(shù)。兩端固定時,/2=4.73
代入數(shù)據(jù)得
厶=£ 一1?2£\ =50-1.2x7.144 = 41.427〃?〃?
nnin/>2^ onin4.732x 0.041 ?
n =991 17、0 八 廣=9910 = 5548.3r / min
《 L; 1.282
遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其最大速度,故臨界轉(zhuǎn)速滿足。
4.4、額定壽命的校核
滾珠絲杠的額定動載荷C“=39348N,已知其軸向載荷/;= ^max = 1568/V ,滾珠
絲杠的轉(zhuǎn)速*%x= 416.67"min,運(yùn)轉(zhuǎn)條件系數(shù)/M.=1.2,則有
L = (-^-)3x106=( ^9348 )3xl06r = 9145xl06r (4—11)
F仏
1568x1.2
厶=60h =
9145X106 f “urcz 八—、
= h = 365799〃 (4—12)
60x416.67
滾珠絲杠螺母副 18、的總工作壽命Lh = 365799/1 > 15000//,故滿足要求。
第五章、動力計算
5?1、傳動件轉(zhuǎn)動慣量的計算
5.11、小齒輪的轉(zhuǎn)動慣量人
J、= O.UD^b x 10-12 = 0.77 x 40“ x 20 X10-12 =4x1 (T‘如亦
式中 卩一一齒輪乙分度圓直徑,mm,
D{ = mZx = 2 x 20 = 40〃";
h 一一齒輪寬度,mm。
5. 12>大齒輪轉(zhuǎn)動慣量丿2
J2 =0.77£>2認(rèn)10" = 0.77 x 1004 x 20 x 10_,2 = 1.54 x 10"' k^i
式中D,一一齒輪Z,分度圓直徑,mm
ZX = 19、 mzi = 2x50 = 1OO//77/7 ( 5—4 )
■ ■
5.13、 計算工作臺的轉(zhuǎn)動慣量J*
c ]2
Jw = (一)2 X W x 10"=(——)2 xlOOxlO-6 2/r 2x/r
=3.65x10^ kg ?m2
式中w—-工作臺(包括工件)的質(zhì)量,kg;
S 絲杠螺距,mm。
5.14、 計算絲杠的轉(zhuǎn)動慣量Js
Js =0.77x d: x 厶x 10-12 =0.77x 504 x 1280x10-12
= 6.2xl(T'kg?〃r
式中L——支撐距,mmo
(5—1)
(5—2)
(5—3)
(5——5)
(5—6)
5- 20、15.負(fù)載折算到電動機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動慣量為:
Jr =人+*(丿2+人+人)
= 4xl0"5+—Lr(1.54xlO-3+6.2xlO-3+3.65xlO-4) = O.OO13^e/zr
2?亍
(5—7)
5.2.電動機(jī)力矩的計算
521、計算加速力矩Ma
=空=0.()()13><50()
° 9.6T 9.6x0.025
=2.7\N.in
(5—8)
522、計算摩擦力矩Mf 21、
m, = x 1 o-3 = 2156x12 x 1 O'3
2 兀rji 2^xO.8x2.5
z 、=0.21N?加
(5—9)
式中“——傳動鏈總效率,取〃=0.8。
5.2.3、計算附加摩擦力矩
M° =
曇危心0.9—.2環(huán)S
(5—10)
式中“一一傳動鏈總效率,取〃 =0.8;
仏一滾珠絲杠未預(yù)緊時的效率,取久=0?9。
5.2.4、空載啟動時電動機(jī)所需力矩:
M =M°+M, + M°=0?21 + 0.285+ 2.7 22、1 = 3?205N?加(5—11)
因此,選用7.84Nw的步進(jìn)電機(jī)滿足要求。
第六章、絲杠螺母機(jī)構(gòu)的傳動剛度計算
滾珠絲杠一段軸向支撐,絲杠的最小拉壓剛度和最大拉壓剛度K
分別為:
K 一母E
△ min 4/
〉唄 氣 (6—1)
龍 X 50- X 2.06 X10- = 3 ] 5 8 X1 o' N / mm = 316 N / /mi
4x1280
nd2E
4/ 、
? min (6—2)
龍 x 50- x 2.06 X10- = ] 011X1()6 N / mm = 1011N / pm
K 竹max
4x400
式中E——彈性模量。
按 23、近似估算,將絲杠本身的拉壓剛度乘以1/3,作為傳動的綜合拉壓剛度K
即:
反向死區(qū)誤差計算
K礙=字=罟=337N / (6—3)
仏叭=爭二¥ = l°5?33N/““ (6-4)
max
“卸篇罟"曲v嘰5)
所以能滿足單脈沖進(jìn)給的要求。
計算由于傳動剛度的變化的定位誤差4,應(yīng)使
6 = F0( )
K()min 尺葉辦 (§
=215.6x(——!——-—!—) = 1 Aum 105.33 337
滿足由于傳動剛度變化引起的定位誤差小于(|?|)機(jī)床定位精度的要求。
24、
第七章、結(jié)構(gòu)設(shè)計
7.1、滾珠絲杠的支承
滾珠絲杠的主要載荷是軸向載荷,徑向載荷主要是臥式絲杠的自重。因此對絲杠的 軸向精度和軸向剛度應(yīng)有較高要求,其兩端支承的配置情況有:一端軸向固定一端自由的 支承配置方式,通常用于短絲杠和垂直進(jìn)給絲杠;一端固定一端浮動的方式,常用于較長 的臥式安裝絲杠;以及兩端固定的安裝方式,常用于長絲杠或高轉(zhuǎn)速、高剛度、高精度的 絲杠,這種配置方式可對絲桿進(jìn)行預(yù)拉伸。因此在此課題中釆用兩端固定的方式,以實現(xiàn) 高剛度、高精度以及對絲杠進(jìn)行拉伸。
絲杠中常用的滾動軸承有以下 25、兩種:滾針一推力圓柱滾子組合軸承和接觸角為60。角 接觸軸承,在這兩種軸承中,60。角接觸軸承的摩擦力矩小于后者,而且可以根據(jù)需要進(jìn) 行組合,但剛度較后者低,目前在一般中小型數(shù)控機(jī)床中被廣泛應(yīng)用。滾針一圓柱滾子軸 承多用于重載和要求高剛度的地方。
60。角接觸軸承的組合配置形式有面對面的組合、背靠背組合、同向組合、一對同向 與左邊一個面對面組合。由于螺母與絲杠的同軸度在制造安裝的過程中難免有誤差,又由 于面對面組合方式,兩接觸線與軸線交點間的距離比背對背時小,實現(xiàn)自動調(diào)整較易。因 此在進(jìn)給傳動中面對面組合用得較多。在此設(shè)計中采用了以面對面配對組合的60。角接觸 軸承,以容易實現(xiàn)自動調(diào)整。滾珠 26、絲杠工作時要發(fā)熱,其溫度高于床身。為了補(bǔ)償因絲杠 熱膨脹而引起的定位精度誤差,可采用絲杠預(yù)拉伸的結(jié)構(gòu),使預(yù)拉伸量略大于熱膨脹量。
7.2、滾珠絲杠螺母副間隙消除和預(yù)緊
滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)是回轉(zhuǎn)運(yùn)動與直線運(yùn)動相互轉(zhuǎn)換的傳動裝置,是數(shù)控機(jī)床伺服進(jìn)給 系統(tǒng)中使用最為廣泛的傳動裝置。
滾珠絲杠在軸向載荷作用下,滾珠和螺紋滾道接觸區(qū)會產(chǎn)生嚴(yán)重接觸變形,接觸剛度 與接觸表面預(yù)緊力成正比。如果滾珠絲杠螺母副間存在間隙,接觸剛度較??;當(dāng)滾珠絲杠 反向旋轉(zhuǎn)時,螺母不會立即反向,存在死區(qū),影響絲杠的傳動精度。因此,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,提高滾珠絲杠 螺 27、母副的接觸剛度。
滾珠絲杠螺母副通常采用雙螺母結(jié)構(gòu),如圖7—1所示
3
5
1 ?滾珠螺母;2?緊定螺釘;3?支座;4?滾珠絲杠;5?調(diào)整墊片
圖7—1雙螺母滾珠絲杠
圖中1代表滾珠螺母,3代表支座,螺母與支座之間有調(diào)整墊片,通過調(diào)整墊片來調(diào) 節(jié)滾珠螺母與滾珠絲杠螺紋之間的間隙。
通過調(diào)整兩個螺母之間的軸向位置,使兩個螺母的滾珠在承受載荷之前,分別與絲杠 的兩個不同的側(cè)面接觸,產(chǎn)生一定的預(yù)緊力,以達(dá)到提高軸向剛度的目的。調(diào)整預(yù)緊有多 種方式,上圖所示的為墊片調(diào)整式,通過改變墊片的厚薄來改變兩個螺母之間的軸向距離, 實現(xiàn)軸向間隙消除和預(yù)緊。這種方式的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、剛度 28、高、可靠性好。
7?3、主要結(jié)構(gòu)性能及特點的分析
在本設(shè)計的進(jìn)給系統(tǒng)中的主要結(jié)構(gòu)零件是滾珠螺母絲杠,以下簡要介紹其傳動的形式 及主要主要特點。
滾珠絲杠副是由絲杠、螺母、滾珠等零件組成的機(jī)械元件,其作用是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變 為直線運(yùn)動或?qū)⒅本€運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動,它是傳統(tǒng)滑動絲杠的進(jìn)一步延伸發(fā)展。滾珠絲 杠副是在絲杠和螺母之間以滾珠為滾動體的螺旋傳動元件。滾珠絲杠副有多種結(jié)構(gòu)型式。 按滾珠循環(huán)方式分為外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)兩大類。外循環(huán)回珠器用插管式的較多,內(nèi)循環(huán)回珠 器用腰形槽嵌塊式的較多。按螺紋軌道的截面形狀分為單圓弧和雙圓弧兩種截形。由于雙 圓弧截形軸向剛度大于單圓弧截形,因此目前普遍采用雙圓弧 29、截形的絲杠。按預(yù)加負(fù)載形 式分,可分為單螺母無預(yù)緊、單螺母變位導(dǎo)程預(yù)緊、單螺母加大鋼球徑向預(yù)緊、雙螺母墊 片預(yù)緊、雙螺母差齒預(yù)緊、雙螺母螺紋預(yù)緊。數(shù)控機(jī)床上常用雙螺母墊片式預(yù)緊,其預(yù)緊 力一般為軸向載荷的l/3o
滾珠絲杠副與滑動絲杠螺母副比較有很多優(yōu)點:傳動效率高、靈敏度高、傳動平穩(wěn): 磨損小、壽命長;可消除軸向間隙,提高軸向剛度等。
第八章、總結(jié)與體會
經(jīng)過為期兩周的奮戰(zhàn)我的《數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計》課程設(shè)計終于完成了。雖然比較 辛苦但是獲益也良多。課程設(shè)計不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗,而且也是對自己能力 的一種提高。通過這次課程設(shè)計使我明白了自己原來知識還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西 30、 還太多,以前老是覺得自己什么東西都會,什么東西都懂,有點眼高手低。通過這次課程 設(shè)計,我才明白學(xué)習(xí)是一個長期積累的過程,在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí), 努力提高自己知識和綜合素質(zhì)。
在這次課程設(shè)計中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了,同學(xué)之間互相幫助,有什么不懂 的大家在一起商量,聽聽不同的看法對我們更好的理解知識,所以在這里非常感謝幫助我 的同學(xué)。
總之,不管學(xué)會的還是學(xué)不會的的確覺得困難比較多,真是萬事開頭難,不知道如何 入手,最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺。此外,還得出一個結(jié)論:知識必須通過應(yīng)用 才能實現(xiàn)其價值!有些東西以為學(xué)會了,但真正到用的時候才發(fā)現(xiàn)是兩回事,所以我認(rèn)為 只 31、有到真正會用的時候才是真的學(xué)會了。
在整個設(shè)計中我懂得了許多東西,也培養(yǎng)了我獨立工作的能力,樹立了對自己工作能 力的信心,相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響,而且大大提高了動手的能力, 使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設(shè)計做的也不太 好,但是在設(shè)計過程中所學(xué)到的東西是這次課程設(shè)計的最大收獲和財富,使我終身受益。
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