机械系统设计第五章(4)

5 6进给运动传动系统设计 5 6 1进给运动传动系统概述1 进给运动传动系统的组成 1 动力源 来自主轴与主运动共用一个电动机 主运动与进给运动之间严格的传动比关系由内联传动链保证 采用单独电动机简化结构 缩短传动链 实现机床自动化 2 变速机构用于改变进给量的大小 3 换向机构进给电动机换向及齿轮换向机构换向 4 运动分配机构用于转换进给运动的传动路线 常采用离合器 5 过载保险机械发生过载时自动断开 过载排除后自动结合 6 运动转换机构用于变换运动的形式 2 机械进给传动系统的设计特点 1 进给消耗的功率小采用大传动比传动机构 2 进给运动是恒扭矩传动在各种进给速度下 末端输出轴上受到的扭矩是相同的 3 各传动件的计算转速按末端传动轴的转速最高时确定在进给传动系统中各传动件所受的扭矩可由下式算出 Ti T末n末 ni T末ui式中Ti 第i个传动件承受的扭矩n末 T末 分别是转速和扭矩ui 第i个传动件至末端输出轴的传动比 若有多条传动链则取最大的传动比 4 进给传动链传动比 前小后大 原则按传动顺序前级最大传动比小于后级最大传动比 尽量提高中间轴的转速 5 传动组的变速范围一般可取0 2 i进 2 8 即Rn 14 6 传动间隙消除机构齿轮 丝杠螺母等机构 7 快速空行程机构超越离合器 差动机构 电气伺服进给传动等机构 8 微量进给机构进给量小于2 m或进给速度小于10mm min时 可采用手动或自动微量进给机构 最小进给量 1 m 蜗杆 丝杠螺母 齿轮齿条等最小进给量 1 m 弹性力传动 磁致伸缩传动等 5 6 2内联传动系统的设计原则保证传动精度是机械系统内联传动链设计的基本出发点 外联传动链 从电动机到主轴的传动路线内联传动链 执行件之间有严格传动比关系的传动路线传动精度 机械系统内联传动链各末端执行件之间的协调性和均匀性 1 误差的来源传动件的制造误差 径向和轴向跳动 齿轮或蜗轮的齿形误差 周节误差和周节累积误差 丝杠 螺母和蜗杆的半角误差 导程误差和导程累积误差等 以圆柱齿轮传动副为例 1 齿距累积误差 Fp在分度圆上同侧齿面实际弧长与公称弧长的最大绝对值差转角误差 Fp r 2 齿圈附加径向和轴向窜动由齿轮在轴上或轴在轴承中的装配误差 以及轴承的误差等引起 3 斜齿圆柱齿轮周向线值误差 lb由周向窜动 b引起 lb btan 4 齿轮周向线值误差 l 由装配误差造成的附加齿圈径向跳动引起 l tan 2 误差的传递规律以滚齿机范成链为例 3 提高传动精度的措施 内联传动链的设计原则 1 缩短传动链 2 合理选择传动件 不允许采用传动比不准确的传动副 如摩擦传动 链传动等 传动精度要求较高的内联传动链尽量少用或不用制造精度较低的机构 如斜齿圆柱齿轮 圆锥齿轮 多头蜗杆 多头螺纹等 减小从动轮角度误差 如减小蜗轮压力角和螺纹齿形角 使分度蜗轮直径大于工件直径 蜗轮齿数 模数 丝杠导程 等 3 合理确定传动副的精度末端传动副的精度应高于中间传动副的精度 4 采取降速传动 5 合理分配各传动副的传动比 前小后大 6 采用校正装置 5 6 3数控机床的进给伺服系统进给伺服系统是数控机床的关键环节 它的性能在很大程度上决定着数控机床的加工精度 加工表面质量 机床生产率和机床的可靠性 它主要有驱动电机 如步进电机 伺服