現(xiàn)代制造裝備及自動(dòng)化ppt課件

1、第五章 進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1 進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的根本要求5.2 機(jī)械進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)5.3 電氣伺服進(jìn)給系統(tǒng)5.4 伺服電動(dòng)機(jī).5.1 進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的根本要求一、進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的根本要求1、進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的組成動(dòng)力源變速機(jī)構(gòu)換向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分配機(jī)構(gòu)過載保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)執(zhí)行件.5.1 進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的根本要求一、進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的根本要求2、進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)滿足的根本要求具有足夠的靜剛度和動(dòng)剛度；具有良好的快速呼應(yīng)性，做低速進(jìn)給運(yùn)動(dòng)或微量進(jìn)給時(shí)不爬行，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，靈敏度高；抗振性好，不會(huì)因摩擦自振而引起傳動(dòng)件的抖動(dòng)或齒輪傳動(dòng)的沖擊噪聲；具有足夠?qū)挼恼{(diào)速范圍

2、；傳動(dòng)精度和定位精度要高；構(gòu)造簡(jiǎn)單，加工和裝配工藝性好。.5.2 機(jī)械進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 由于進(jìn)給系統(tǒng)是恒扭矩傳動(dòng)，所以在各種進(jìn)給速度下，末端輸出軸上受的扭矩是一樣的。 進(jìn)給傳動(dòng)件中各傳動(dòng)件所受的扭矩為一、進(jìn)給傳動(dòng)是恒扭矩傳動(dòng)二、進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)中各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速是其最高轉(zhuǎn)速Ti第I 個(gè)傳動(dòng)件接受的扭矩；N末、ni 末端輸出軸和第i軸的轉(zhuǎn)速；Ui 第i個(gè)傳動(dòng)件傳至末端輸出軸的傳動(dòng)比。.三、進(jìn)給傳動(dòng)的變速范圍 進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)速度低，受力小，耗費(fèi)功率小，齒輪模數(shù)小，因此進(jìn)給傳動(dòng)變速組的變速范圍可取比主變速組較大的值。極限傳動(dòng)比：傳動(dòng)組的最大變速范圍：.四、進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)采用傳動(dòng)間隙消除機(jī)構(gòu)手動(dòng)微量進(jìn)

3、給機(jī)構(gòu)：主要用于調(diào)整精細(xì)機(jī)床的一些部件，坐標(biāo)鏜床的任務(wù)臺(tái)和主軸箱。五、快速空行程的采用六、微量進(jìn)給機(jī)構(gòu)的采用自動(dòng)微量進(jìn)給機(jī)構(gòu)：采用各種驅(qū)動(dòng)元件使進(jìn)給自主地進(jìn)展。.最小進(jìn)給量大于1m的機(jī)構(gòu)：蝸桿傳動(dòng)、絲杠螺母、齒輪齒條等。七、微量進(jìn)給機(jī)構(gòu)的采用彈性力傳動(dòng)：利用彈性元件的彎曲變形或彈性桿件的拉壓變形實(shí)現(xiàn)微量進(jìn)給。磁致伸縮傳動(dòng)：靠改動(dòng)軟磁資料如鐵鈷合金、鐵鋁合金等的磁化形狀，使其尺寸和外形產(chǎn)生變化。電致伸縮：壓電晶體的逆效應(yīng)，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能以實(shí)現(xiàn)微量進(jìn)給。熱應(yīng)力傳動(dòng)：利用金屬桿件的熱伸長(zhǎng)驅(qū)使執(zhí)行件運(yùn)動(dòng)。最小進(jìn)給量小于1m的機(jī)構(gòu)：.5.3 電氣伺服進(jìn)給系統(tǒng)NC機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)屬伺服進(jìn)給傳動(dòng)。伺服ser

4、vo迅速而又準(zhǔn)確的跟蹤控制指令， 保證機(jī)床任務(wù)臺(tái)或刀架能正確定位或保證刀具 和工件間有嚴(yán)厲的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。一、進(jìn)給系統(tǒng)特點(diǎn)NC機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)應(yīng)滿足：調(diào)速范圍大;傳動(dòng)精度高;動(dòng)態(tài)呼應(yīng)快;穩(wěn)定性好。.根據(jù)要求，應(yīng)具備以下特點(diǎn)： 機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單： 傳動(dòng)精度高，動(dòng)態(tài)呼應(yīng)速度快快速跟蹤指令； 電動(dòng)機(jī)絲杠 電動(dòng)機(jī)齒輪絲杠 傳動(dòng)滾動(dòng)絲桿；任務(wù)臺(tái)部件滾動(dòng)導(dǎo)軌，貼塑導(dǎo)軌； 消除系統(tǒng)傳動(dòng)元件的間隙； 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有足夠剛度為防止爬行。.二、伺服進(jìn)給系統(tǒng)的控制方式開環(huán)半閉環(huán)閉環(huán).NC機(jī)床半閉環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)的三種方式如下：.三、進(jìn)給系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)部件步進(jìn)電動(dòng)機(jī);直流伺服電動(dòng)機(jī);交流伺服電動(dòng)機(jī);直線伺服電動(dòng)機(jī)。.三、進(jìn)給系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)部件1

5、、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)任務(wù)原理：磁力線力圖走磁阻最小的途徑。.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)： 1、脈沖控制；2、改動(dòng)定子繞組的通電順序，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向?qū)㈦S之改動(dòng)。3、定子繞組通電形狀的變化頻率越高，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速越高。4、只需維持控制繞組電流不變，不需求機(jī)械制動(dòng)安裝。5、步距角與定子繞組的相數(shù)M，轉(zhuǎn)子齒數(shù)Z，通電方式K有關(guān)，K：三相三拍取1，三相三拍取2。.1感應(yīng)式直線電動(dòng)機(jī)原理2、直線電動(dòng)機(jī).2直線電動(dòng)機(jī)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)：速度高。最大進(jìn)給速度可達(dá)80180mmin。加速度大?？筛哌_(dá)2gl0g。定位精度高。定位精度高達(dá)01001m。行程不受限制。 .3)直線電動(dòng)機(jī)的類型以直流直線電動(dòng)機(jī)、交流永磁(同步)直線電動(dòng)機(jī)、交

6、流感應(yīng)(異步)直線電動(dòng)機(jī)組成的高速進(jìn)給系統(tǒng)運(yùn)用較多 。直流直線電動(dòng)機(jī).交流永磁直線電動(dòng)機(jī).四、滾珠絲杠及其支承1、特點(diǎn)：1摩擦損失小，傳動(dòng)效率高達(dá)8595，是普通滑動(dòng)絲杠副的24倍；2運(yùn)動(dòng)靈敏，低速時(shí)無爬行；3具有傳動(dòng)的可逆性； 不自鎖升降運(yùn)動(dòng)，必需有制動(dòng)安裝。4軸向剛度高，反向定位精度高； 可消除反向間隙并施加預(yù)載。5運(yùn)用期限長(zhǎng)；6工藝復(fù)雜，專門工廠制造。.2、滾珠絲杠的任務(wù)原理按回珠方式，分為內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)。滾珠在循環(huán)中，一直與絲杠接觸。流暢性好，一個(gè)循環(huán)中只需一圈滾珠，滾珠少，回程短。螺母徑向尺寸小，軸向剛度好，但不能用于多頭螺紋傳動(dòng)。滾珠每一個(gè)循環(huán)稱為一列。內(nèi)循環(huán)常有三列互成120度

7、四列互成90度內(nèi)循環(huán)特點(diǎn)：.外循環(huán)：每一列鋼珠轉(zhuǎn)幾圈后經(jīng)插管式回珠器前往，插管式回珠器位于螺母之外, 滾珠在循環(huán)中，與絲杠脫離接觸. 缺陷：螺母體積較大; 優(yōu)點(diǎn)：回珠器制造簡(jiǎn)單。.雙螺母法： a左右螺母向兩頭撐開 b向中間擠緊 3、滾珠絲杠副的消除間隙 和預(yù)加載荷。 將左右螺母裝在一個(gè)共同的螺母體內(nèi)一個(gè)整體，與絲杠間處于無間隙或過盈形狀以提高接觸剛度。.消除間隙和預(yù)加載荷的方法；改動(dòng)兩螺母的間距墊片式：齒差式：兩螺母同向轉(zhuǎn)一個(gè)齒，那么兩螺母的相對(duì)軸向位移為：這種調(diào)整方式，準(zhǔn)確可靠，定位精度高，構(gòu)造復(fù)雜，用于要求較高的地方。絲杠導(dǎo)程.預(yù)緊原那么：使不受力側(cè)的螺母接觸變形為零的外載荷 F3F。 因

8、此，滾珠絲杠的預(yù)加載荷F。1/3F，預(yù)緊后的剛度提高為無預(yù)緊時(shí)的2倍。 但預(yù)緊過大F。壽命摩擦力矩加大。.4、滾珠絲杠的計(jì)算：自學(xué)疲勞強(qiáng)度計(jì)算；剛度計(jì)算；壓桿穩(wěn)定性和臨界轉(zhuǎn)速。.5、滾珠絲杠的支承 方式三種： a為一端軸向固定一端自在，常用于短絲杠和豎 直安裝的絲杠。b為一端固定一端簡(jiǎn)支，常用于較長(zhǎng)的臥式安裝絲杠。c) 為兩端固定，常用于長(zhǎng)絲杠或高轉(zhuǎn)速、要求高精度、高剛度的地方。這種方式還可以預(yù)拉伸。這種安裝方式雖優(yōu)點(diǎn)顯著，但工藝上比較困難.滾珠絲杠用滾動(dòng)軸承：1接觸角為60的推力角接觸球軸承背靠背面對(duì)面.2滾針-推力圓柱滾子組合軸承 多用于重載、要求剛度高的地方。x.6、滾珠絲杠的預(yù)拉伸制造

9、時(shí)： 目的行程公稱行程預(yù)拉伸量行程補(bǔ)償量 拉伸后恢復(fù)公稱行程值。 任務(wù)時(shí)發(fā)熱熱膨脹導(dǎo)程加大影響定位精度。處理方法：預(yù)拉伸量熱膨脹量，發(fā)熱后，熱膨脹量抵消了部分預(yù)拉伸量，使絲杠內(nèi)應(yīng)力下降，長(zhǎng)度不變。.x.7、滾珠絲杠與伺服電動(dòng)機(jī)的結(jié)合齒輪副同步齒形帶.聯(lián)軸節(jié)：撓性聯(lián)軸節(jié)可消除絲杠與電機(jī)軸之間的同軸度 和垂直度誤差錐環(huán)摩擦聯(lián)接：優(yōu)點(diǎn)是不用制鍵槽，無反向間隙，軸與輪轂之間的位置可恣意調(diào)理。摩擦聯(lián)接還有一定的平安作用。. NC機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)經(jīng)常處于自動(dòng)變向形狀，反向時(shí)假設(shè)傳動(dòng)鏈中的齒輪等傳動(dòng)副存在間隙，就會(huì)呵斥進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的反向運(yùn)動(dòng)滯后于指令信號(hào)，從而影響其驅(qū)動(dòng)精度。 剛性調(diào)整法是指調(diào)整之后齒側(cè)間隙不能自動(dòng)

10、補(bǔ)償?shù)恼{(diào)整方法。它要求嚴(yán)厲控制齒輪的齒厚及齒距公差，否那么傳動(dòng)的靈敏性將遭到影響。但用這種方法調(diào)整的齒輪傳動(dòng)有較好的傳動(dòng)剛度而且構(gòu)造比較簡(jiǎn)單。柔性調(diào)整法是指調(diào)整之后齒側(cè)間隙可以自動(dòng)補(bǔ)償?shù)恼{(diào)整方法。在齒輪的齒厚和周節(jié)有差別的情況下，仍可一直堅(jiān)持無間隙嚙合。但是影響其傳動(dòng)平穩(wěn)性，而且這種調(diào)整法的構(gòu)造比較復(fù)雜、傳動(dòng)剛度低。二、減速機(jī)構(gòu)及齒輪消隙.1、圓柱齒輪傳動(dòng)1偏心軸套調(diào)整法 電動(dòng)機(jī)經(jīng)過偏心軸套裝到殼體上，經(jīng)過轉(zhuǎn)動(dòng)偏心軸套的轉(zhuǎn)角，就能方便的調(diào)整兩嚙合齒輪的中心距，消除了圓柱齒輪正、反轉(zhuǎn)時(shí)的齒側(cè)隙。特點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單，但齒側(cè)隙調(diào)整后不能自動(dòng)補(bǔ)償. 兩個(gè)一樣齒數(shù)的薄片齒輪與另一個(gè)寬齒輪嚙合。兩個(gè)薄片齒輪套裝在一同，并可作相對(duì)回轉(zhuǎn)。由于正向和反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，分別只需一片齒輪接受扭矩，因此承載才干遭到了限制。在設(shè)計(jì)時(shí)必需計(jì)算彈簧的拉力，使它可以抑制最大扭矩，否那么將失去消除間隙的作用。2雙齒輪錯(cuò)齒式調(diào)整法.墊片調(diào)整法： 寬齒輪同時(shí)與兩個(gè)一樣齒數(shù)的薄片齒輪相嚙合，薄片齒輪經(jīng)平鍵與軸銜接，相互間無相對(duì)回轉(zhuǎn)。斜齒輪1、2間加厚度為t的墊片。用螺母擰緊，使兩齒輪1、2的螺旋線產(chǎn)生錯(cuò)位，其后兩齒面分別與寬齒輪4的齒面貼緊消除間隙，墊片t的厚度和齒側(cè)間隙的關(guān)系可由下式算出： 斜齒輪的螺旋角；齒側(cè)間隙； t墊片的厚度。2、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)間隙的消除. 齒輪1、2相互嚙合。在錐齒輪1的軸5上裝有壓簧3，用螺母4