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第一节 对进给传动系统的要求
一、概念 进给传动系统，即进给驱动装置，是指将 伺服电机的旋转运动变为其它部件的直线（或 回转）运动的整个机械传动链。 进给传动系统承担了数控机床各直线坐标轴、 回转坐标轴的定位和切削进给 它的传动精度、灵敏度和稳定性直接影响被加 工零件的最后轮廓精度和加工精度
第八章 数控机床进给传动系统
第八章 数控机床进给传动系统
第二节 进给传动机构
(二)同步齿形带 工作原理：利用齿形带的齿形与带轮的轮齿依 次啮合来传递运动和动力 。 优点： (1)传动效率高，可达98％以上。 (2)不打滑，传动比准确。 (3)传动平稳，噪声小。 (4)结构简单、安装方便。 (5)维修保养方便，不需要润滑。
第八章 数控机床进给传动系统
第二节 进给传动机构
(2)规格： 齿距P 相邻两齿在节线上的距离。 节线（中性层）：强力层的中心线 公称长度：节线的周长L 。L=PZ 模数m 定义为m=P/π。
第八章 数控机床进给传动系统
第二节 进给传动机构
2. 带轮的结构和规格 (1)结构 轮缘表面制出轮齿，与同步带的带齿相啮合； 为了防止工作时齿形带的脱落，一般在带轮上装有挡边。
开篇
数控机床机械结构
一、数控机床机械结构的组成 (1) 基础部件，如床身、立柱、工作台、横梁等；它是整 台机床的基础和框架； (2)主传动系统； (3)进给传动系统； (4) 辅助装置，如液压、润滑、冷却、气动、排屑、防护 及刀架、自动换刀装置等； (5)工件实现回转、定位的装置，如数控回转工作台； (6) 特殊功能装置，如监控装置、加工过程图形显示、精 度检测等。
第七章 数控机床主传动系统
第二节 主传动的变速方式
二、带传动方式 （一级变速） 结构简单，安装调试方便，可以避免 齿轮传动时引起的振动和噪声。 降速比不能太大。 带传动主要应用在小型数控机床上。
第七章 数控机床主传动系统
第二节 主传动的变速方式
三、直传 由电动机直接带动主轴运动 简化了主轴箱体与主轴的结构，有效 地提高了主轴部件的刚度，但主轴输 出扭矩小，电动机发热对主轴的精度 影响较大
数控机床机械结构特点



3．热变形小 机床的主轴、工作台、刀架等运动部件的发热 量要小，以防止产生热变形 立柱一般采取双壁框式结构，在提高刚度的同 时使零件结构对称，防止因热变形而产生倾斜 偏移 通常采用恒温冷却装置，减少主轴轴承在运转 中产生的热量。为减少电动机运转发热的影响， 在电动机上安装有散热装置和热管消热装置
第八章 数控机床进给传动系统
第二节 进给传动机构 (2)闭环系统：采用伺服电机驱动 因有位置反馈装置，可对速比进行 适当调整。 不管是开环或闭环，推导运动平衡方程 式时掌握关键点：丝杠旋转一圈，带动 运动部件向前走一个导程L。
第八章 数控机床进给传动系统
第二节 进给传动机构
2. 啮合对数P及各级速比ik 总降速比先定下来，然后查相应的图表选择合 理的P和 ik 。
第八章 数控机床进给传动系统
第二节 进给传动机构 (2)规格 齿距 P （或模数 m ）必须与齿形带的相同； 带轮的齿槽角与带的齿形角相等。 (3)材料与加工 材料：一般采用铸铁或钢，在高速、小功 率场合，还可以采用轻合金、塑料等。 加工：铣（齿）或滚（齿）。
第八章 数控机床进给传动系统
第八章 数控机床进给传动系统
第二节 进给传动机构
(二)同步齿形带 工作原理：利用齿形带的齿形与带轮的轮齿依 次啮合来传递运动和动力 。 优点： (1)传动效率高，可达98％以上。 (2)不打滑，传动比准确。 (3)传动平稳，噪声小。 (4)结构简单、安装方便。 (5)维修保养方便，不需要润滑。
第七章 数控机床主传动系统
第三节 主轴组件
第七章 数控机床主传动系统
第三节 主轴组件
一、主轴轴承及配置形式
1. 主轴轴承
第七章 数控机床主传动系统
第三节 主轴组件
a) 双列圆柱滚子轴承 内孔1:12锥度，可以调整滚道间隙；只能承受 径向载荷。 b) 双向推力角接触球轴承 接触角60°, 能承受双向轴向载荷。一般与a) 配套，用作主轴前支承。 c) 双列圆锥滚子轴承 可以同时承受径向和轴向载荷。 c) 高精度角接触球轴承 几乎不单独使用，通常是两只或多只配置使 用。极限转速高。
第二节 进给传动机构
特点： ⑴ 两个带凸缘的半联轴器分别与两轴相连，然 后用螺栓把两个半联轴器连成一体，以传递 运动和扭矩。 ⑵ 构造简单，成本低； ⑶ 可传递较大扭矩； ⑷ 要求两轴严格对中，否则会引起附加载荷；

第八章 数控机床进给传动系统
第二节 进给传动机构
(三)挠性联轴器（弹性）
第八章 数控机床进给传动系统
第八章 数控机床进给传动系统
第一节 对进给传动系统的要求
二、对进给传动系统的要求 1. 高的传动精度与定位精度 2. 宽的进给调速范围 3. 响应速度要快 4. 无间隙传动 5. 稳定性好，寿命长 6. 使用、维护方便
第八章 数控机床进给传动系统
第二节 进给传动机构
一、联轴器 是用来连接进给机构的两根轴，使之一 起回转，以传递扭矩和运动的一种装置。
第八章 数控机床进给传动系统
第二节 进给传动机构


联轴器的类型很多，有机械式、液力式、 电磁式，其中机械式应用最广泛。 机械式联轴器分：刚性、弹性两大类。
第八章 数控机床进给传动系统
第二节 进给传动机构
几种数控机床常用的联轴器 (一)套筒联轴器（刚性）源自第八章 数控机床进给传动系统
第二节 进给传动机构
第二节 进给传动机构 3. 应用齿形带的注意事项 为了使转动惯量小，带轮必须由比重小的 材料制成。 为了避免离合器引起的附加转动惯量，在 驱动轴上的带轮应直接安装在电机轴上。 为了对齿形带长度的制造公差进行补偿并 防止间隙，同步带必须预加载。
第二节 进给传动机构
二、减速机构 (一)齿轮传动装置 将高转速、低扭矩的伺服电机的输出，改变为 低转速、大扭矩的执行件的输出。 使滚珠丝杠和移动部件的转动惯量在系统中占 有较小的比重。 对开环系统可以保证所要求的运动精度。
第八章 数控机床进给传动系统
第二节 进给传动机构
1. 速比的确定 (1)开环系统：采用步进电机驱动 几个概念： 速比i ： i =丝杠转速/电机转速<1。 脉冲当量 δ ：伺服系统接收一个脉冲指令，驱 动运动部件（如工作台）向前移动的距离。 步距角α：转角（°）/脉冲。 滚珠丝杠导程：L
第二节 进给传动机构
特点： ⑴ 锥环 6 分内锥环和外锥环，成对使用；对内 锥环施加轴向压力，使内、外锥环间产生楔 紧作用，可以消除轴-联轴套之间的配合消隙。 ⑵ 通过轴-内锥环、内锥环-外锥环、外锥环-联 轴套之间的摩擦力传递扭矩； ⑶可以补偿两轴之间的同轴度误差；

第八章 数控机床进给传动系统
第七章 数控机床主传动系统
第三节 主轴组件
三、切屑清除装置（主轴吹气） 自动清除主轴孔内的灰尘和切屑，保 证刀柄的正确定位，从而保证零件的 加工精度。 如图，松刀时活塞左移，顶在拉杆 7上 → 压缩空气经活塞中部及拉杆中部的 通道喷出，将锥孔清理干净。
第七章 数控机床主传动系统
第三节 主轴组件
数控机床机械结构特点


4．高精度保持性 要求采取一些工艺性措施，如淬火、磨 削导轨、粘塑导轨等，以提高运动部件 的耐磨性 5．高可靠性 6．工艺复合化和功能集成化
第七章 数控机床主传动系统
第一节 对主传动系统的要求
一、什么是主传动系统？ 是指将主电机的原动力通过该传动 系统变成可供切削加工用的切削力矩 和切削速度。 即：主电机 → 主轴
第七章 数控机床主传动系统
第一节 对主传动系统的要求 三、主轴伺服电机特性曲线
第七章 数控机床主传动系统
第二节 主传动的变速方式
三种常见的主传动配置方式： a)齿轮传动 b)皮带传动
c)直传
第七章 数控机床主传动系统
第二节 主传动的变速方式
一、齿轮传动方式（二级以上变速） 通过几对齿轮降速，增大输出扭矩， 以满足主轴强力切削的需要。 1. 液压拔叉变速 通过滑移齿轮的移位实现变速。 2. 电磁离合器变速
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第三节 主轴组件
二、主轴内刀具的自动夹紧机构（拉刀机构）
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第七章 数控机床主传动系统
第三节 主轴组件




7:24大锥度锥柄的作用：定心精度高；松夹方便。 拉杆：端部有钢球(或与卡爪相连)，用来拉紧刀柄尾 部的拉钉。做成中空是为了吹气。 碟形弹簧8：主轴装上刀柄时，碟簧8处于受压缩状态 → 产生拉力 ，拉紧拉钉。 主轴松刀：压力油进入液压缸右腔 → 活塞左移 → 推 动拉杆7也左移(克服碟形弹簧力) → 拉杆端部的钢球 滑出 → 刀柄尾部的拉钉被松开 → 可以拔刀了。 主轴拉刀：新刀装入后 → 压力油进入液压缸左腔 → 活塞右移 → 碟形弹簧8弹性恢复 → 通过拉杆7及钢球 拉紧刀柄尾部的拉钉 → 刀具被夹紧 。
特点： ⑴ a)键传递动力，螺钉防止轴作轴向移动； b)销既传递动力，又可防止轴作轴向移动。 ⑵ 构造简单，径向尺寸小； ⑶ 装拆困难（轴需作轴向移动）； ⑷ 要求两轴严格对中，否则会引起附加载荷；

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第二节 进给传动机构
(二)凸缘式联轴器（刚性）
第八章 数控机床进给传动系统
第七章 数控机床主传动系统
第一节 对主传动系统的要求
第七章 数控机床主传动系统
第一节 对主传动系统的要求
第七章 数控机床主传动系统