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买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 图书分类号: 密 级: 毕业设计 (论文 ) 普通 床的经济型数控改造 F 生姓名 路 虎 学院名称 机电工程学院 专业名称 机械制造及其自动化 指导教师 韩 翔 2008 年 6 月 2 日 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 - 1 - 徐州工程学院学位论文原创性声明 本人郑重声明: 所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注 明引用或参考的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标注。 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 论文作者签名: 日期: 年 月 日 徐州工程学院学位论文版权协议书 本人完全了解徐州工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定,即:本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归徐州工程学院所拥有。徐州工程学院有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文 档拷贝,允许论文被查阅和借阅。徐州工程学院可以公布学位论文的全部或部分内容,可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 论文作者签名: 导师签名: 日期: 年 月 日 日期: 年 月 日 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 - 2 - 摘要 普通车床的经济型数控改造主要是在合理选择数控系统的前提下 ,然后再对普通改造的内容主要包括 : (1)床身的改造 精度保持性 ,除尽可能地减少电器和械故障的同时 ,应充分考虑机床零部件的耐磨性 ,尤其是机导轨 本例中采用旧床身淬火并贴膜。 (2)拖板的改造 所以对其改造尤显重要 提高了传动的灵敏性和降低功率步进电机力矩损失。 (3)变速箱体的改造 所以要对输入和输出轴以及减速齿轮进行设计 ,从而再对箱体进行改造。 (4)刀架的改造 这样可以用数控 系统直接控制 ,而且刀架体积小 ,重复定位精度高 ,安全可靠。 通过对机床的改造并根据要求选用步进电机作为驱动元件 ,这样改造后的机床就能基本满足现代化的加工要求。 关键字 : 普通车床 ; 数控改造 ; 步进电机 ; 数控刀架 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 - 3 - he is of on (1) on to to we at we of s in we on (2) is of It is to is to As a of 3) we to on 4)we We to is is is of on of to is to to 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 - 4 - 目 录 第 1 章 绪论 . 1 通机床数控改造 的必要性 . 1 . 1 . 1 . 2 . 2 . 2 . 3 第 2 章 通车床数改的总体方案 . 5 . 5 . 5 . 7 的结构及原理 . 7 第 3 章 数改 床传动装置设计 . 10 . 10 点及类型 . 10 . 12 . 14 . 18 . 21 . 21 . 22 . 23 珠丝杠副轴向间隙的调整和预紧方法 . 25 珠丝杠副的安装结构 . 26 给系统传动齿轮间隙的消除 . 27 . 27 . 28 第 4 章 数改 动刀架设计 . 29 动刀架的分类 . 29 . 29 第 5 章 数改 进电机的选用 . 31 进电机的工作方式 . 31 进电机的选择 . 31 . 31 6140纵向进给系统步进电机的确定 . 32 6140横向进给系统步进电机的确定 . 32 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 - 5 - 第 6 章 数改 6140 车床导轨设计 . 34 . 34 料导轨软带 . 34 第 7 章 安装调整中应注意的问题 . 37 . 37 . 37 . 37 . 37 总结 . 38 致谢 . 39 参考文献 . 40 附录 . 41 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 - 1 - 第 1 章 绪论 通机床数控改造的必要性 观看改造的必要性 从微观上看,数控机床比传统机床有以下突出的优越性,而且这些优越性均来自数控系统所包含的计算机的威力。 (1) 可以加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面等复杂的零件。 由于计算机有高超的运算能力,可以瞬时准确地计算出每个坐标轴瞬时应该运动的运动量,因此可以复合成复杂的曲线或曲面。 (2) 可以实现加工的自动化,而且是柔性自动化,从而效率可比传统机床提高 3 7倍。 由于计算机有记忆和存储能力,可以将输入的程序记住和存储下来,然后按程序规定的顺序自动去执行,从而实 现自动化。数控机床只要更换一个程序,就可实现另一工件加工的自动化,从而使单件和小批生产得以自动化,故被称为实现了 柔性自动化 。 (3) 加工零件的精度高,尺寸分散度小,使装配容易,不再需要 修配 。 (4) 可实现多工序的集中,减少零件在机床间的频繁搬运。 (5) 拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自律功能,因而可实现长时间无人看管加工。 由以上五条派生的优点: (1)降低了工人的劳动强度; (2)节省了劳动力(一个人可以看管多台机床); (3)减少了工装;缩短了新产品试制周期 和生产周期; (4)可对市场需求作出快速反应等等。 以上这些优越性是前人想象不到的,是一个极为重大的突破。此外,机床数控化还是推行 性制造单元)、 性制造系统)以及 算机集成制造系统)等企业信息化改造的基础。数控技术已经成为制造业自动化的核心技术和基础技术。 观看改造的必要性 从宏观上看,工业发达国家的军、民机械工业,在 70 年代末、 80 年代初已开始大规模应用数控机床。其本质是,采用信息技术对传统产业(包括军、民机械工业)进行技术改造。除在制造过程中采用数控机床、 包括在产品开发中推行 拟制造以及在生产管理中推行 理信息系统)、 等。以及在其生产的买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 - 2 - 产品中增加信息技术,包括人工智能等的含量。由于采用信息技术对国外军、民机械工业进行深入改造(称之为信息化),最终使得他们的产品在国际军品和民品的市场上竞争力大为增强。而我们在信息技术改造传统产业方面比发达国家约落后 20 年。如我国机床拥有量中,数控机床的比重(数控化率)到 1995年只有 而日本在 1994年已达 因此每年都有大量机电产品进口。这也就从宏观上 说明了机床数控化改造的必要性。 改造的内容及优缺点 外改造业的兴起 在美国、日本和德国等发达国家,它们的机床改造作为新的经济增长行业,生意盎然,正处在黄金时代。由于机床以及技术的不断进步,机床改造是个 永恒 的课题。我国的机床改造业,也从老的行业进入到以数控技术为主的新的行业。在美国、日本、德国,用数控技术改造机床和生产线具有广阔的市场,已形成了机床和生产线数控改造的新的行业。在美国,机床改造业称为机床再生( 。从事再生业的著名公司有:程 公司、 床公司、 宝)服务集团、 备公司等。美国得宝公司已在中国开办公司。在日本,机床改造业称为机床改装( 。从事改装业的著名公司有:大隈工程集团、岗三机械公司、千代田工机公司、野崎工程公司、滨田工程公司、山本工程公司等。 控化改造的内容 机床与生产线的数控化改造主要内容有以下几点: ( 1)是恢复原功能,对机床、生产线存在的故障部分进行诊断并恢复; ( 2)是 普通机床上加数显装置,或加数控系统,改造成 ( 3)是翻新,为提高精度、效率和自动化程度,对机械、电气部分进行翻新,对机械部分重新装配加工,恢复原精度;对其不满足生产要求的 行更新; ( 4)是技术更新或技术创新,为提高性能或档次,或为了使用新工艺、新技术 ,在原有基础上进行较大规模的技术更新或技术创新,较大幅度地提高水平和档次的更新改造。 控化改造的 优点 机床数控化改造的优点: ( 1)改造闲置设备,能发挥机床原有的功能和改造后的新增功能,提高了机床的使用价值,可以提高固定资产的使用效率; ( 2)适应多品种、小批量 零件生产; ( 3)自动化程度提高、专业性强、加工精度高、生产效率高; 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 - 3 - ( 4)降低对工人的操作水平的要求; ( 5)数控改造费用低、经济性好; ( 6)数控改造的周期短,可满足生产急需。 普通车床(如 是金属切削加工最常用的一类机床。普通机床刀架的纵向和横向进给运动是由主轴回转运动经挂轮传递而来,通过进给箱变速后,由光杠或丝杠带动溜板箱、纵溜箱、横溜板移动。进给参数要靠手工预先调整好,改变参数时要停车进行操作。刀架的纵向进给运动和横向进给运动不能联动,切削次序也由人工控制。 对普 通车床进行数控化改造,主要是将纵向和横向进给系统改为用微机控制的、能独立运动的进给伺服系统;刀架改造成为能自动换刀的回转刀架。这样,利用数控装置,车床就可以按预先输入的加工指令进行切削加工。由于加工过程中的切削参数,切削次序和刀具都会按程序自动调节和更换,再加上纵向和横向进给联动的功能,数控改装后的车床就可以加工出各种形状复杂的回转零件,并能实现多工序自动车削,从而提高了生产效率和加工精度,也能适应小批量多品种复杂零件的加工。 通机床数控化改造市场 我国目前机床总量 380 余万台,而其中数控机床总数只 有 我国机床数控化率不到 3。近 10年来,我国数控机床年产量约为 产值约为 18亿元。机床的年产量数控化率为 6。我国机床役龄 10 年以上的占 60以上; 10 年以下的机床中,自动 /半自动机床不到 20, 自动化生产线更屈指可数(美国和日本自动和半自动机床占 60以上)。可见我们的大 多数制造行业和企业的生产、加工装备绝大数是传统的机床,而且半数以上是役龄在 10 年以上的旧机床。用这种装备加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、档次低、成本高、供货期长,从而在国际、国内 市场上缺乏竞争力,直接影响一个企业的产品、市场、效益。 其次 数控的应用也受到其他条件限制:(1)数控机床价格昂贵,一次性投资巨大,中小企业常是心有力而力不足;( 2)目前,各企业都有大量的普通机床,完全用数控机床替换根本不可能,而且替代下的机床闲置起来又会造成浪费;( 3)在国内,订购新数控机床的交货周期一般较长,往往不能满足生产急需;( 4)通用数控机床对某一类具体生产项目有多余功能。 所以必须大力提高机床的数控化率。 要较好的解决上述问题,应走通用机床数控改造之路。普通机床的改造就是在普通机床上增加微机数 控装置,使其具有一定的自动化能力,以实现额定的加工工艺目标。这一工作早在 20世纪 60年代已经在开始迅速发展,并有专门企业经营这门业务。目前,国外已发展成为一个新兴产业部门,从美国、日本等工业化国家的经验看,机床的数控化改造也必不可少,如日本的大企业中有 26%的机床经过数控化改造,中小企业则达 74%。在美国有许多数控专业化公司为世界各地提供数控化改造业务。中国是拥有 300 多万台机床的买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 - 4 - 国家,其中大部分是多年积累生产的普通机床,自动化程度低。要想在近几年用自动和精密设备更新现有机床,不论是资金还是中国机床制造厂的 能力都是办不到的,因此,普通机床的数控化改造大有可为,它适合中国的经济水平、生产水平和教育水平,已成为中国设备技术改造的主要方向之一。 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 - 5 - 第 2 章 通车床数改的总体方案 体方案 总体方案设计应考虑机床数控系统的类型,计算机的选择,以及传动方式和执行机构的选择等。 (1)普通车床数控化改造后应具有定位、纵向和横向的直线插补、圆弧插补功能,还要求能暂停,进行循环加工和螺纹加工等,因此,数控系统选连续控制系统。 (2)车床数控化改装后属于经济型数控机床,在保证一定加 工精度的前提下应简化结构、降低成本,因此,进给伺服系统采用步进电机开环控制系统。 (3)根据普通车床最大的加工尺寸、加工精度、控制速度以及经济性要求,经济型数控机床一般采用 8位微机。在 8位微机中, 51 系列单片机具有集成度高、可靠性好、功能强、速度快、抗干扰能力强、具有很高的性价比,因此,可选 51 系列单片机扩展系统。 (4)根据系统的功能要求,微机数控系统中除了 ,还包括扩展程序存储器,扩展数据存储器、 I/O 接口电路;包括能输入加工程序和控制命令的键盘,能显示加工数据和机床状态信息的显 示器,包括光电隔离电路和步进电机驱动电路,此外,系统中还应包括螺纹加工中用的光电脉冲发生器和其他辅助电路。 (5)设计自动回转刀架及其控制电路。 (6)纵向和横向进给是两套独立的传动链,它们由步进电机、齿轮副、丝杠螺母副组成,其传动比应满足机床所要求的分辨率。 (7)为了保证进给伺服系统的传动精度和平稳性,选用摩擦小、传动效率高的滚珠丝杠螺母副,并应有预紧机构,以提高传动刚度和消除间隙,齿轮副也应有消除齿侧间隙的机构。 (8)采用贴塑导轨,以减小导轨的摩擦力。 由于是经济型数控改造,所以在考虑具体方案时,基 本原则是满足使用要求的前提下,对机床的改动尽可能少,以降低成本。根据 床有关资料以及数控车床的改造经验,确定总体方案为: 采用微机对数据进行计算处理,由 I/一级齿轮减速后,带动滚珠丝杠转动,从而实现纵向、横向进给运动。如图 2 1所示。 传动系统和进给系统的改造 普通车床的主传动系统和进给系统都由主轴电机控制,而改造后的车床则把主传动系统和进给系统的运动分离开。分别由各自的步进电机来控制,但是为保证车床在买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 - 6 - 加工工件图 纸图 2 - - 1 数 改 6 2 0 - - 1 B 车 床 总 体 方 案 示 意 图步进电机变速箱步进电机车床数控程序编 程手工输入或变速箱功率放大器控制计算机计算机 磁带车螺纹时主传动运动与进给运动之间的联系,所以在拆掉 进给系统的同时,必须在主轴上安装一个脉冲发生器,来实现主轴传动和进给运动之间的联系。同时,为了提高机床的精度和效率,用滚珠丝杠来代替原机床的光杠,并且采用单独的步进电机来控制。这样不仅提高了机床的性能和精度,还提高了机床的使用性能。 1) 机械部分的改造 首先拆去进给箱、溜板箱;还要对车床的床鞍进行部分的改造,拆去纵向小拖板、 横向拖板的丝杠换成滚珠丝杠,并且由一端驱动的步进电机来控制。 (1) 拖板 拖板是数控系统直接控制的对象,不论是点位控制还是连续控制,对被加工零件的最后坐标精度将受拖板运动精度、灵敏度和稳定性的影响。对于应用步进电机作拖动元件的开环系统尤其是这样。因为数控系统发出的指令仅使拖板运动而没有位置检测和信号反馈,故实际移动值和系统指令值如果有差别就会造成加工误差。因此,除了拖板及其配件精度要求较高外,还应采取以下措施来满足传动精度和灵敏度要求。 在传动装置的布局上采用减速齿轮箱来提高传动扭矩和传动精度 (传动比计算公式为: 360 式 ( 式中 步进电机的步距角 ,(度 ); p 丝杠螺距, 脉冲当量,即要求的分辨率, 在齿轮传动中,为提高正、反传动精度必须尽可能的消除配对齿轮之间的传动间隙,其方法有两种,柔性调整法和刚性调整法。柔性调整法是指调整之后的齿轮侧隙可以自 动补偿的方法,在齿轮的齿厚和齿距有差异的情况下,仍可始终保持无侧隙啮合。但将影响其传动平稳性,而且这种调整法的结构比较复杂,传动刚度低。刚性调整法是指调整之后齿轮侧隙不能自动补偿的调整方法,它要求严格控制齿轮的齿厚及齿距误差,否则传动的灵活性将受到影响。但用这种方法调整的齿轮传动有较好的传动刚度,而且结构比较简单。在设备改造中应用的配对齿轮侧隙方法是刚性调整法。 图 2改 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 - 7 - 齿轮图 2 - - 2 车 螺 纹 及 控 制 电 路8 0 8 6P I 采用滚珠丝杠代替原滑动丝杠,提高传动灵敏性和降低功率、步进电机力矩损失。 (2)拖板箱 采用数控系统控制。拆除原拖板箱,利用此位置安装新拖板箱, 新拖板箱除固定 在 滚珠丝杠的螺母 上 。挂轮箱、走刀箱拆除,在此两个位置分别装控制螺纹加工的主轴脉冲编码器和拖板轴向伺服元件功率步进电机及减速箱。使改造后的机床外型美观、合理。改造后机床的启动、停机均由数控系统完成,故拆除原机床操纵杆,变向杠、立轴等杠杆零件。 2)刀 架的改造 为了满足在一台机床上一次装夹完成多工序加工, 可 采用自动刀架。自动刀架不但可代替普通车床手动刀架,还可用作数控机床微机控制元件。刀架体积小,重复定位精度高,适用于强力车削并安全可靠。 所以,必须要换成数控自动刀架。 轴脉冲发生器 由于 通车床的主传动系统的精度及其灵活性基本满足数改后车床精度的要求。改造后的车床既需要考虑一定的技术要求,以实现造价低廉、 经济方便的要求。所以在改造时,仍然保留原有的主传动系统,只是为了在车螺纹时保证主运动与进给运动的联系,在原床头 生脉冲以使步进电机准确地配合主轴的旋转而产生进给运动,从而完成车削螺纹的动作,其车螺纹的控制电路如图 2 2所示: 了得到符合加工要求的螺距,就必须保证主轴和进给之间的联系。但是,在数改后的车 床上,由于主轴的运动与进给运动之间没有机构上的直接联系,为了变成这些功能,就设置了主轴脉冲发生器,发出脉冲以使步进电机准确地配合主轴的旋转而产生进给运动,这样既可以解决了主轴转一转,车刀进给一个螺距的动作的问题,进而在单片机系统的控制下,保证这种联系的顺利完成。 轴脉冲发生器的结构及原理 图 2 3( a)所示是脉冲发生器的结构原理图: 脉冲发生器的组成部分包括白炽灯、聚光镜、光栅盘、光阑板、光敏管及其光电整形放大电路组成。光栅盘和光阑板都是玻璃材料制成,玻璃表面经过研磨抛光后用镀膜法镀买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 - 8 - 上一层不透光的 铬层,透光条及用照相腐蚀法制成。在光栅盘上刻有明暗条纹,有单条和1024个条两组。当平行光束经过光栅盘时,在光栅盘的另一面就产生明暗光带,这光带通 图 2 3 主轴脉冲发生器示意图 过一个光阑狭缝,照在对应的光敏管上,从而产生光电脉冲信号,经斯密特电路整形后输出。单条纹的一组产生同步脉冲,每转发一个脉冲; 1024条纹的一组通过光栏上两个相位差 /4 间距的狭缝,产生两组每转 1024 个脉冲组相差为 /4 的脉冲序列,供给微机处理,借以判断主轴正 、反转,且可以从 1024 个脉冲中均匀地取出 F 个脉冲,作为中断信号控制插补速度,实现 F 进给控制的目的。 控系统的选择 数控系统主要有三种类型,改造时,应根据具体情况进行选择。 (1)步进电机拖动的开环系统 系统的伺服驱动装置主要是步进电机、功率步进电机、电液脉冲马达等。由数控系统送出的进给指令脉冲,经驱动电路控制和功率放大后,使步进电机转动,通过齿轮副与滚珠丝杠副驱动执行部件。只要控制指令脉冲的数量、频率以及通电顺序,便可控制执行部件运动的位移量、速度和运动方向。这种系统不需要将所测得的实际位置和速 度反馈到输入端,故称该之为开环系统,该系统的位移精度主要决定于步进电机的角位移精度,齿轮丝杠等传动元件的节距精度,所以系统的位移精度较低。该系统结构简单,调试维修方便,工作可靠,成本低,易改装成功。 (2)异步电动机或直流电机拖动,光栅测量反馈的闭环数控系统 该系统与开环系统的区别是:由光栅、感应同步器等位置检测装置测得的实际位置反馈信号,随时与给定值进行比较,将两者的差值放大和变换,驱动执行机构,以给定的速度向着消除偏差的方向运动,直到给定位置与反馈的实际位置的差值等于零为止。闭环进给系统在结构上 比开环进给系统复杂,成本也高,对环境室温要求严。设计和调试都比开环系统难。但是可以获得比开环进给系统更高的精度,更快的速度,驱动功率更大的特性指标。可根据产品技术要求,决定是否采用这种系统。 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 - 9 - (3)交 /直流伺服电机拖动,编码器反馈的半闭环数控系统 半闭环系统检测元件安装在中间传动件上,间接测量执行部件的位置。它只能补偿系统环路内部部分元件的误差,因此,它的精度比闭环系统的精度低,但是它的结构与调试都较闭环系统简单。在将角位移检测元件与速度检测元件和伺服电机作成一个整体时则无需考虑位置检测装置的安装问 题。 当前生产数控系统的公司厂家比较多,国外著名公司的如德国 司、日本内公司如中国珠峰公司、北京航天机床数控系统集团公司、华中数控公司和沈阳高档数控国家工程研究中心。选择数控系统时主要是根据数控改造后机床要达到的各种精度、驱动电机的功率和用户的要求 ,所以依据改造的具体要求选用上海通用数控公司 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 - 10 - 第 3 章 数改 床传动装置设计 数控机床的传动装置是指将电动机的旋转运动变为工作台的直线运动 的整个机械传动链及其附属机构。包括齿轮减速器、丝杠螺母副、导轨、工作台等。在数控机床数字调节技术领域,传动装置是伺机服系统中的一个重要环节,因此,数控机床的传动装置与普通机床中传动装置在概念上有重要差别,故它的设计也与普通机床传动装置的设计不同。数控机床传动的设计要求除了具有较高的定位精度外,还应具有良好的动态响应特性,即系统跟踪指令信号的响应要快,稳定性要好。为确保数控机床进给系统的传动精度和工作稳定性,在设计机械传动装置时,通常提出了无间隙、低磨擦、低惯量、高刚度、高谐振频率能及有适宜的阻尼比的要求。为 了达到这些要求,采取主要措施如下: ( 1)尽量采用低摩擦的传动,如采用静压导轨、滚动导轨和滚动丝杠等,以减少摩擦力。 ( 2)选用最佳的降速比,以达到提高机床分辨率,使工作台尽可能大地加速,以达到跟踪指令,系统折算到驱动轴上的转动惯量尽量小的要求。 ( 3)缩短传动链以及预紧的办法提高传动系统的刚度。如采用大扭矩宽调速的直流电机与丝杠直接联接,应用预加负载的滚动导轨和滚动丝杠副,丝杠支承设计成两端轴向固定的,并可用预拉伸的结构等办法来提高传动系统的刚度。 ( 4)尽量消除传动间隙,减少反向死区误差。如采用消除间隙 的联轴器(如用加锥销固定的联轴套,用键加顶丝紧固的联轴套以及用无扭转间隙的挠性联轴器等),采用有消除间隙措施的传动副等。 珠丝杠螺母副 滚珠丝杠副是在丝杠和螺母间以钢球为滚动体的螺旋传动元件。滚珠丝杠副的结构原理示意图如图 3 1 所示,它可将旋转运动转变为直线运动,或者将直线运动转变为旋转运动。因此,滚珠丝杠副既是传动元件,也是直线运动与旋转运动相互转换的元件。 珠丝杠副的工作原理、特点及类型 弧形的螺旋槽,当它们套装在一起时便形成了滚珠的螺旋滚道。螺母上有滚珠回路管道 b,将几圈螺旋滚道的 两端连接起来构成封闭的循环滚道,滚道内装满滚珠。当丝杠在滚道内既自转又沿滚道循环转动。因而迫使螺母(或丝杠)轴向移动。 滚珠丝杠副的特点是: (1)传动效率高 滚珠丝杠的传动效率可达 85%98%,为滑动丝杠副的 24倍,由于滚 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 - 11 - 珠丝杠副的传动效率高,对机械小型化,减少启动后的颤动和滞后时间以及节约能源等方面,都具有重要意义。 (2)运动平稳 滚珠丝杠副在工作过程中摩擦阻力小,灵敏度高,而且摩擦系数几乎与运动速度无关,启动摩擦力矩与运动时的摩擦力矩的差别很小。所以滚珠丝杠副运动平稳,启动时无颤动, 低速时无爬行。 图 3 1 滚珠丝杠结构原理图 (3)传动可逆性 与滑动丝杠副相比,滚动丝杠副突出的特点是具有运动的可逆性。正逆传动的效率几乎可高达 98%。滚珠丝杠副具有运动的可逆性,但是没有象滑动丝杠副那样运动具有自锁性。因此,在某些机构中,特别是垂直升降机构中使用滚珠丝杠副时,必须设置防止逆转的装置。 (4)可以预紧 通过对螺母施加预紧力能消除滚珠丝杠副的间隙,提高轴向接触刚度,但摩擦力矩却增加不大。 (5)定位精度和重复定位精度高 由于滚珠丝杠副具有传动效率高,运动平稳,可以预紧等特点,所以滚珠丝杠副在工作过程中温升较小,无爬行。并可消除轴向间隙和对丝杠进行预紧拉伸以补偿热膨胀,能获得较高的定位精度和重复定位精度。 (6)同步性好 用几套相同的滚珠丝杠副同时驱动相同的部件和装置时,由于反应灵敏,无阻滞,无滑移,其启动的同时性,运行中的速度和位移等,都具有准确的一致性,这就是所谓

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