项目三课题二任务一认识数控机床进给传动零部件学习教案

1、会计学1第一页，共38页。第1页/共37页第二页，共38页。任务(rn wu)一 认识数控机床进给传动零部件第2页/共37页第三页，共38页。一、电动机电动机是一种旋转式机器，将电能(dinnng)转化为机械能。数控机床中，用于驱动机床主运动(yndng)的电动机称为主轴驱动电动机；用于驱动各坐标轴进给运动(yndng)的电动机称为执行电动机。 第3页/共37页第四页，共38页。（一）微特电动机微特电机，全称微型特种电机，简称微电机，是指直径小于160mm或额定功率小于750W或具有特殊性能、特殊用途的微特电机。微特电机常用于控制系统中，实现机电信号(xnho)或能量的检测、解算、放大、执行或

2、转换等功能，或用于传动机械负载，也可作为设备的交、直流电源。微特电机(dinj)门类繁多，大体可分为直流电动机、交流电动机、自态角电机(dinj)、步进电动机、旋转变压器、轴角编码器、交直流两用电动机、测速发电机(dinj)、感应同步器、直线电机(dinj)、压电电动机、电机(dinj)机组、其他特种电机(dinj)等13大类。第4页/共37页第五页，共38页。1、步进电动机 步进电动机是将电脉冲激励信号转换成相应(xingyng)的角位移或线位移的离散值控制电动机，这种电动机每当输入一个电脉冲就动一步，所以又称脉冲电动机。步进电动机多用于数字式计算机的外部设备，以及打印机、绘图机和磁盘等装置

3、。 步进电动机有定位和运转两种基本状态。接通电源后并不转动，当有脉冲输入时转子才转过一个固定的角度(jiod)，没有脉冲输入时转子保持原有位置不变而处于定位状态。第5页/共37页第六页，共38页。2、伺服电机在自动控制系统中，用作执行元件，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着(su zhe)转矩的增加而匀速下降。 第6页/共37页第七页，共38页。3、步进电机与伺服电机的使用性能比较(bjio)控制精度不同两相混合式步进电机步距角一般为 1.8、0.9，五相混合式步进电机步距角一般为0.72

4、、0.36 以三洋全数字式交流伺服电机为例 ，驱动器每接收131072个脉冲电机转一圈，即其脉冲当量为360/131072=0.0027466 结论(jiln)：步进电机的控制精度低；伺服电机的控制精度高。第7页/共37页第八页，共38页。3、步进电机与伺服电机的使用性能比较低频特性不同 步进电机在低速时易出现低频振动现象 。这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转(ynzhun)非常不利。当步进电机工作在低速时，一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象，比如在电机上加阻尼器，或驱动器上采用细分技术等。 交流伺服电机运转(ynzhun)非常平稳，即使在低速时也不会出现振动现象

5、。交流伺服系统具有共振抑制功能 第8页/共37页第九页，共38页。3、步进电机与伺服电机的使用性能比较矩频特性(txng)不同步进电机的输出力矩随转速升高而下降，且在较高转速时会急剧下降，所以其最高工作转速一般在300600RPM。交流伺服电机为恒力矩输出，即在其额定转速（一般为2000RPM或3000RPM）以内，都能输出额定转矩，在额定转速以上为恒功率输出。 第9页/共37页第十页，共38页。3、步进电机与伺服电机的使用性能比较过载能力不同步进电机一般不具有过载能力。交流伺服电机具有较强的过载能力。以三洋交流伺服系统为例，它具有速度过载和转矩过载能力。其最大转矩为额定( dng)转矩的二到

6、三倍，可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩。步进电机因为没有这种过载能力，在选型时为了克服这种惯性力矩，往往需要选取较大转矩的电机，而机器在正常工作期间又不需要那么大的转矩，便出现了力矩浪费的现象。 第10页/共37页第十一页，共38页。3、步进电机与伺服电机的使用性能比较运行性能不同步进电机的控制为开环控制，启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现象，停止时转速过高易出现过冲的现象，所以为保证其控制精度，应处理好升、降速问题。交流(jioli)伺服驱动系统为闭环控制，驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样，内部构成位置环和速度环，一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象，控制性能更为可靠

7、。 第11页/共37页第十二页，共38页。3、步进电机与伺服电机的使用性能比较速度响应性能不同步进电机从静止加速到工作转速（一般为每分钟几百转）需要200400毫秒。交流伺服系统的加速性能较好，以三洋400W交流伺服电机为例，从静止加速到其额定转速3000RPM仅需几毫秒，可用于要求快速启停的控制(kngzh)场合。 综合(zngh)：教材P80表326第12页/共37页第十三页，共38页。（二）主轴电动机用于驱动机床主运动的电动机称为主轴电动机。常用的主轴电动机有直流主轴电动机和交流主轴电动机。对主轴电动机的要求主要(zhyo)有：有足够的输出功率具有一定的调速范围加速、减速时间短过载能力强

8、第13页/共37页第十四页，共38页。联轴器联结两根轴一同回转，仅在停止时经拆卸才能将二者分离。 联轴器分类： 刚性联轴器用于两轴严格对中，工作中不发生相对(xingdu)偏移的地方。 挠性联轴器用于两轴有相对(xingdu)位移的地方。如果使用弹性元件，则称弹性联轴器。 联轴器的设计选用原则: 拆卸方便、质量较轻、尺寸较小、便于拆卸安装、 位置尽量靠近轴承二、联轴器第14页/共37页第十五页，共38页。1、刚性联轴器 刚性联轴器用于连接两轴能严格对中，工作(gngzu)时不发生相对错位的场合。 只有在载荷平稳，转速稳定，能保证被连两轴轴线相对偏移极小的情况下，才可选用刚性联轴器。 常用的刚性

9、联轴器有： 凸缘联轴器 夹壳联轴器第15页/共37页第十六页，共38页。2、挠性联轴器挠性联轴器具有一定的补偿被连接两轴轴线相对偏移的能力，凡被连接两轴的同轴度不易保证(bozhng)的场合，都应选用挠性联轴器。（一）无弹性元件挠性联轴器 齿式联轴器 十字滑块联轴器 万向联轴器 盘销联轴器 （二）有弹性元件挠性联轴器不仅可以补偿两轴间的相对位移，而且具有缓冲减振能力。 弹性套柱销联轴器 弹性柱销联轴器 梅花形联轴器 轮胎式联轴器 膜片联轴器第16页/共37页第十七页，共38页。3、安全联轴器安全联轴器是一种特殊的联轴器，它的结构上存在一个保险环节，只能承受限定载荷。当时机载荷超过限定载荷时，保

10、险环节就发生变化，截断运动和动力(dngl)的的传递，从而保护机器的其余部分不致损坏，其安全保护作用。剪切销安全(nqun)联轴器是最常用的安全(nqun)联轴器，当负载超过限定值时，销钉被剪断。第17页/共37页第十八页，共38页。半联轴器螺栓(lushun)凸缘(t yun)联轴器第18页/共37页第十九页，共38页。特点：结构简单，可传递较大转距，要求在两轴严格(yng)对中情况下使用。是一种应用广泛，便于购得标准件的联轴器类型。其中凸肩凹槽型拆卸时需要轴向位移，受剪螺栓型无需轴向位移。凸缘(t yun)联轴器第19页/共37页第二十页，共38页。夹壳联轴器将套筒做成剖分夹壳结构，通过拧

11、紧螺栓产生的预紧力使两夹壳与轴连接，无须(wx)沿轴向移动即可方便装拆，用于工作平稳的低速传动。第20页/共37页第二十一页，共38页。齿式联轴器由两个具有外齿的半联轴器和用螺栓连接起来的具有内齿的外壳组成。两个半联轴器用键分别与主动轴和从动轴相连(xin lin)，两个外壳的内齿套在半联器的外齿上。允许两轴发生较大的综合位移。第21页/共37页第二十二页，共38页。齿式联轴器特点：对两轴综合偏移有很好的补偿性。齿式联轴器外廓紧凑。因为很多齿同时工作，故传递转矩大、工作可靠。适用于启动频繁(pnfn)，经常正反转使用的场合。第22页/共37页第二十三页，共38页。十字滑块联轴器由两个断面开有凹

12、槽的半联轴器和一个两面带有凸牙的十字滑块组成。结构简单，重量轻，适用于刚性大、转速(zhun s)低、冲击小的场合。第23页/共37页第二十四页，共38页。万向联轴器万向联轴器的共同特点是角向补偿量较大，不同结构型式万向联轴器两轴线夹角不相同，一般545之间。由两个具有叉状端部的万向接头和十字(sh z)轴组成。第24页/共37页第二十五页，共38页。单万向联轴器特点：结构简单，用于联接两交叉轴。不能传递等角位移，在转动一周过程(guchng)中，两轴传动比不能始终为1。主要用于精度要求不高的传动中。 1万向接头(ji tu)套 2万向接头(ji tu)环 3球头轴 4销杆第25页/共37页第

13、二十六页，共38页。双万向联轴器特点(tdin)：用于不对心的两根轴间实现等角速度传动。 条件 12 中间轴的两端的万向接 头环3、5应在同一平面内。主动轴中间轴从动(cngdng)轴第26页/共37页第二十七页，共38页。 盘销联轴器允许连接轴的最大轴向位移量要小于两盘间最大间隙。 在读数系统中应用时，应注意两轴线不重合(chngh)所引起的传动误差。第27页/共37页第二十八页，共38页。弹性套柱销联轴器特点：结构简单、装拆方便、维修容易、成本低廉，但弹性套易磨损(m sn)，寿命短。用于联结启动频繁，在交变载荷下运转的两根轴。第28页/共37页第二十九页，共38页。弹性柱销联轴器具有较大

14、结构、结构简单(jindn)、合理,维修方便、两面对称可互换,寿命长,允许较大的轴向窜动,具有缓冲、减震、耐磨等性能。 第29页/共37页第三十页，共38页。梅花形联轴器由两个半联轴器和一个(y )形状似梅花的弹性块组成，半联轴器与轴的配合可以做成圆柱形或圆锥形。第30页/共37页第三十一页，共38页。轮胎式联轴器结构(jigu)简单、减振能力强、补偿能力大，但径向尺寸大，承载能力不强，适用于启动频繁、正反向运转、有冲击振动、有较大轴向位移、潮湿多尘的场合。第31页/共37页第三十二页，共38页。膜片联轴器不用润油，结构较紧凑，强度高，使用寿命长，无旋转间隙，不受温度和油污影响，具有耐酸、耐碱

15、防腐蚀的特点，适用于高温、高速、有腐蚀介质(jizh)工况环境的轴系传动 第32页/共37页第三十三页，共38页。三、离合器 离合器联结两根轴一同回转，运动中可随时(sush)使二者分离或结合。 离合器的分类与典型介绍第33页/共37页第三十四页，共38页。特点(tdin)：结构简单，尺寸较小。承载能力大，主、从动轴可同步转动，但接合时有冲击。 一般在静止或圆周速度较低情况下结合。 1、牙嵌式离合器第34页/共37页第三十五页，共38页。2、摩擦式离合器特点：可通过增加摩擦盘直径或轴向压紧力增加传递的转矩。轴向尺寸不变，可在高速旋转时结合或脱开。有安全(nqun)保护作用。第35页/共37页第三十六页，共38页。3、安全(nqun)离合器特点(tdin)：仅用于传递转矩较小 过载时，主动、被动轴自动脱开。负载正常后恢复正常结合。 第36页/共37页第三十七页，