机械制造装备设计5

第二章金属切削机床设计3.5进给传动系设计一、进给传动系设计应满足的基本要求二、电气伺服进给系统上一页下一页退出返回主页第二章金属切削机床设计退出返回本节返回主页下一页

2.5.1进给传动系设计应满足的基本要求（一）进给传动系的组成：动力源、变速机构、换向机构、运动分配机构、过载保险机构、运动转换机构和执行件等（二）进给传动系设计应满足的基本要求：具有足够的静刚度和动刚度；具有良好的快速响应性，不爬性；抗振性好；具有足够宽的调速范围；进给系统的传动精度和定位精度要高；结构简单，加工和装配工艺好。第二章金属切削机床设计退出返回本节返回主页未完待续……

2.5.2电气伺服进给系统（一）电气伺服系统的分类电气伺服进给系统按有无监测和反馈装置分为：开环、闭环和半闭环系统。（1）开环系统典型的开环系统采用步进电动机，其精度取决于步进电动机的步距角精度，步进电动机只执行部件间传动系的传动精度。这类系统的定位精度较低，但结构简单，调试方便，成本低。适用于精度要求不高的数控机床中。

伺服是什么？定义：伺服是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标（或给定值）的任意变化的自动控制系统。它的主要任务是按控制命令的要求、对功率进行放大、变换与调控等处理，使驱动装置输出的力矩、速度和位置控制的非常灵活方便。电气伺服系统的定义：以机械位置或角度作为控制对象的电动控制系统。其作用是接受来自数控装置发出的进给移动信号，经变换和放大后驱动工作台按规定的速度和距离移动。第二章金属切削机床设计退出返回本节返回主页未完待续……

2.5.2电气伺服进给系统（2）闭环系统检测反馈装置有两类：用旋转变压器作为位置反馈，测速发电机作为速度反馈；用脉冲编码器兼作位置和速度反馈。后者用的多。

闭环控制的定位精度取决于检测装置的精度。其控制精度、动态性能都较好，但是较复杂，安装调试较麻烦，成本高，用于精密型机床上。（一）电气伺服系统的分类第二章金属切削机床设计退出返回本节返回主页下一页

2.5.2电气伺服进给系统（3）半闭环系统半闭环的精度比闭环差，但系统稳定性好，且结构比较简单，调整容易，价格低。

综上所述，对伺服系统的基本要求是稳定性好，精度要高，快速响应性好，定位精度高。（一）电气伺服系统的分类第二章金属切削机床设计退出返回本节返回主页未完待续……

2.5.2电气伺服进给系统

（二）电气伺服进给系统驱动部件伺服驱动部件如步进电动机、直流伺服电动机、交流伺服电动机等。

（1）对进给驱动部件的基本要求：调速范围宽，低速运行平稳，无爬行；快速响应性好；抗负载振动能力强；可承受频繁启动、制动和反转；振动和噪音小，可靠性高，寿命长；调整维修方便。第二章金属切削机床设计退出返回本节返回主页下一页

2.5.2电气伺服进给系统（二）电气伺服进给系统驱动部件

（2）进给驱动部件的类型步进电动机直流伺服电动机交流伺服电动机直线伺服电动机（旋转变直线/42，形式/43，

传动示意图/44）第二章金属切削机床设计退出返回本节返回主页未完待续……

2.5.2电气伺服进给系统（三）电伺服进给传动系中的机械传动部件

（1）机械传动部件应满足的基本要求：机械传动部件要采用低摩擦传动；伺服系统和机械传动系匹配要合适；选择最佳降速比来降低惯量，最好采用直接传动方式；采用预紧办法来提高整个系统的刚度；采用消除传动间隙的方法，减小反向死区误差，提高运动平稳性和定位精度。第二章金属切削机床设计退出返回本节返回主页未完待续……

2.5.2电气伺服进给系统（三）电伺服进给传动系中的机械传动部件（2）机械传动部件设计机械传动部件主要是指齿轮（或同步齿轮带）和丝杠螺母传动副。最低降速比的确定传动副的最佳降速比应按最大加速度能力和最小惯量的要求确定，以降低机械传动部件的惯量。齿轮传动间隙的消除齿轮传动间隙的消除有刚性调整法和柔性调整法两类。刚性调整法是调整后尺侧间隙不能自动进行补偿；柔性调整法是指调整后的尺侧间隙可以自动进行补偿。

双片直齿轮错齿间隙消除机构/45导程：圆柱面上一条螺旋线与该圆柱面的一条直母线的两个相领点之间的距离。单头螺纹的螺距等于导程。第二章金属切削机床设计退出返回本节返回主页未完待续……

2.5.2电气伺服进给系统（三）电伺服进给传动系中的机械传动部件（2）机械传动部件设计滚珠丝杠及其支承滚珠丝杠是将旋转运动转换成执行件的直线运动的运动转换机构，图46，由螺母、丝杠、滚珠、回珠器、密封环等组成。滚珠丝杠的摩擦系数小，传动效率高。滚珠丝杠常采用角接触球轴承/47或双向推力圆柱滚子轴承与滚针轴承的组合轴承/48方式。前者一般用在中、小型数控机床，后者则用在轴向刚度高的场合。滚珠丝杠的三种支承方式/49：一端固定，另一端自由方式；一端固定，一端简支承方式；两端固定。第二章金属切削机床设计退出返回本节返回主页进入下一节

2.5.2电气伺服进给系统（三）电伺服进给传动系中的机械传动部件（2）机械传动部件设计

丝杠的拉压刚度计算丝杠的综合拉压刚度主要由丝杠的拉压刚度，支承刚度和螺母刚度三部分组成。