数控机床的进给传动系统

垫片式消隙 1-螺钉 2-调整垫片
滚珠丝杠螺母副的轴向间隙的调整方法
2.螺纹调隙式 通过转动螺母改变两个螺母间位移来消除传动副
的轴向间隙。 优点：调整方便，在出现磨损后还可以随时进行补充调整。 缺点：轴向尺寸较长，会增加丝杠螺纹部分的长度。
螺纹式消隙 1-圆螺母 2-销紧螺母
滚珠丝杠螺母副的轴向间隙的调整方法
典型的数控机床进给传动系统通常是由比较、放大原件、驱动单元、 机械传动装置和检测反馈原 件等部分组成，其中机械传动装置是位 置控制环中一个重要环节。 丝杆螺母副是中间传动机构 滚珠丝杆螺母副的工作原理与特点 (1) 滚珠丝杠螺母副机构组成
图7-39滚珠丝杠螺母副 1-反向器 2-螺母 3-丝杠 4-滚珠
套筒以及折叠式塑料或人造革等形式的防护罩，以防止尘埃
和磨粒粘附到丝杠表面。这几种防护罩与导轨的防护罩有相
似之处，其一端连接在滚珠螺母的端面上，另一端固定在滚
珠丝杠的支撑座上。
复习思考题
• 7.9 试述主轴定向的原理及定向的方式。 • 7.10 对进给伺服系统的基本要求是什么? • 7.11 滚珠丝杠螺母副的工作原理及特点是什
b) 插管式
外循环式
a)螺旋槽式 1-套筒 2-螺母 3-滚珠 4-档珠器 5-丝杠
b)插管式 1-弯管 2-压板 3-丝杠 4-滚珠 5-滚道
c)端盖式 1-螺母 2-套筒或端盖
c) 端盖式
第二节 进给传动机构
内循环滚珠丝杠副 在螺母外侧孔中装有接通相邻滚道的反向器，以迫 使滚珠翻越丝杠的齿顶而进入相邻滚道。
（2）滚珠丝杆螺母副的工作原理与特点 • 滚珠丝杠螺母副的结构形式
a)滚珠丝杠副轴向剖面图 滚珠丝杠螺母副
b)滚珠丝杠副法向剖面图
• (3)滚珠丝杠副的结构和轴向间隙的调整方法
•
1)螺纹滚道型面的形状及其主要尺寸。
• 图所示，滚珠与滚道型面接触点法线与丝杠轴线的垂直线间之夹 角称为接触角。
• ①单圆弧型面。图a，通常滚道半径稍大于滚珠半径。
典型进给系统
第三节 数控机床的进给传动系统
滚珠丝杠螺母副结构因为在丝杠和螺母的 圆弧螺旋槽之间装有滚珠作为传动元件，因而 摩擦系数小，传动效率可达90％～95％，动、 静摩擦系数相差小，在施加预紧后，轴向刚度 好，传动平稳，无间隙，不易产生爬行，随动 精度和定位精度都较高，是目前数控机床进给 系统最常用的机械结构之一
通常用图文格式进行标注 。
滚珠丝杠标注方法
第二节 进给传动机构
滚珠丝杆的支承与制动 1)支承方式 ①一端装推力轴承 ②一端装推力轴承，另一端装深沟球轴承 ③两端装推力轴承 ④二端装推力轴承及深沟球轴承
滚珠丝杠的支撑方式
(a)仅一端装推力轴承;(b) (c)两端装推力轴承;(d)两端装推力轴承和深沟球轴承
第二节 进给传动机构
滚珠丝杠的支承方式 a)一端装推力轴承
b) 一端装推力轴承，一端装深沟轴承
c)两端装推力轴承
d)两端装推力轴承及深沟轴承
2)制动装置
由于滚珠丝杠副传动效率高，无自锁作用(特别足滚珠丝杠处于垂 直传动时)，故必须装有制动装置。 如图所示为数控卧式铣镗床主轴向进给丝札的制动装置示意图。当 机床工作时，电磁铁线圈通电，吸住压簧，打开摩擦离台器。
内循环式 1-丝杠 2-螺母 3-滚珠 4-回珠器
滚珠丝杠螺母副的轴向间隙的调整方法 一、双螺母消隙
1.垫片调整法 2.螺母调整法(螺纹调整法) 3.齿差式调整法
滚珠丝杠螺母副的轴向间隙的调整方法
1.垫片调隙式 调整垫片厚度可通过改变两个螺母 间位移消除传动副的轴向间隙。它的结构简单、 可靠性好、刚度高、装卸方便，但调整比较困 难。
么?何为内循环和外循环方式? • 7.12 丝杠支承有哪几种?特点是什么?各适用
于什么情况下? • 7.13 滚珠丝杠副精度选择的原则是什么? • 7.14 试述滚珠丝杠螺母副消除问隙及预加载
荷的由法。 • 7.15 试述静压蜗杆蜗母条传动副工作原理。
(3) ①密封圈。密封圈装在滚珠螺母的两端。接触式的弹性密
封圈是用耐油橡皮或尼龙等材料制成的，其内孔制成与丝杠 螺纹滚道相配合的形状。接触式密封圈的防尘效果好，但因
非接触式的密封圈是用聚氯乙烯等材料制成的，其内孔形 状与丝杠螺纹滚道相反，并略有间隙。非接触式密封圈又称 为迷宫式密封圈。
②防护罩。对于暴露在外面的丝杠，一般采用螺旋钢带、伸缩
S


1wk.baidu.comZ1

1 Z2

P

P Z1Z2
• 式中，P为丝杠的螺距。当P=10mm时，间隙的调整量为0.001mm。由此可见， 此方法可实现精密微调，预紧可靠，不会发生松动。虽然结构复杂，但仍然得到 广泛应用。
• (4)滚珠丝杠副的精度等级及标注方法 • 1)精度等级 • 2)标注方法。不同生产厂家其标注方法略有不同，
滚珠丝杠制动示意图
• 3）滚珠丝杆的防护
• 一般采用螺纹钢带、伸缩套筒、锥形套 筒以及折叠式塑料或人造革等形式的防护 罩。
滚珠丝杠的防护
(1)支撑轴承的定期检查。应定期检查丝杠与床 身的连接是否有松动以及支撑轴承是否损坏 等。如有以上问题，要及时紧固松动部位并
(2)滚珠丝杠副的润滑和密封。滚珠丝杠副也可 用润滑剂来提高耐磨性及传动效率。润滑剂 可分润滑油及润滑脂两大类。润滑油为一般 机油、90～180号透平油或140号主轴油。润 滑脂可采用锂基油脂。润滑油经过壳体上的 油孔注入螺母的空间内，而润滑脂则加在螺 纹滚道和安装螺母的壳体空间内。
3.齿差调隙式 在两个螺母1、5的端面法兰上分别加工出外齿Z1和Z2，并各自装入
对应的内齿圈6中。内齿圈通过螺钉固定在螺母外的套筒3端面。通常两个外齿 轮相差1齿(如Z1=100，Z2=99)。当调整间隙时，将两个外齿轮从内齿圈中抽出 并相对内齿圈分别同向转动一个齿，然后插回原内齿圈中。此时，两个螺母间产 生的相对位移为：
目前国内、外生产的滚珠丝杠副，可分为内循环及外 循环两类：
1.外循环
外循环方式则在循环过程中滚珠与丝杠 脱离接触，制造相对容易些，刚性差， 噪音大，易磨损
2.内循环
内循环方式指在循环过程中滚珠始终保 持和丝杠接触。这种方式结构紧凑， 但要求制造精度较高。
第二节 进给传动机构
外循环式
a) 螺旋槽式
第二节 数控机床的进给传动系统
• 一、对进给传动机构的要求
• 进给系统机电关系如图所示。
图7-29 进给系统机电关系图
第二节 进给传动机构
• 数控机床进给系统的机电部件主要有伺服电动 机及检测元件、联轴节、减速机构(齿轮副和带 轮)、滚珠丝杠螺母副(或齿轮齿条副)、丝杠轴承、 运动部件(工作台、主轴箱、滑座、横梁和立柱 等)。图 所示是一个典型的半闭环的，没有减速机 构的进给系统的机械结构示意图。
• ②双圆弧型面。图b，当偏心决定后，只在滚珠直径滚道内相 切的两点接触，接触角不变。
螺旋滚道形状
第二节 进给传动机构
滚珠丝杠螺母副的特点:
1）传动效率高 2）给予适当预紧 3)运动平稳，无爬行现象，传动精度高 4）有可逆性 5)磨损小，使用寿命长 缺点 制造工艺复杂 不能自锁
二、滚珠丝杆螺母副的循环方式