文档介绍：1 第七章进给系统的机械传动结构包括引导和支承执行部件的导轨、丝杠螺母副、齿轮齿条副、蜗杆蜗轮副、齿轮或齿链副及其支承部件等。设计和选用机械传动结构时,必须考虑以下问题: (1) 减少摩擦阻力如采用滚珠丝杠螺母副、静压丝杠螺母副、滚动导轨、静压导轨和塑料导轨。 (2) 提高传动精度和刚度、消除传动间隙传动精度和刚度主要取决于丝杠螺母副、蜗轮蜗杆副及其支承结构的刚度。传动间隙主要来自传动齿轮副、蜗杆副、丝杠螺母副等。 (3) 减小运动惯量传动元件的惯量对伺服机构的启动和制动特性都有影响。在满足部件强度和刚度的前提下,尽可能减小执行部件的惯量。§ 概述2 § 传动齿轮副一、设计传动齿轮副应考虑的问题进给系统采用齿轮传动装置,是为了使丝杠、工作台的惯量在系统中占有较小的比重;还可使高转速低转矩的伺服驱动装置的输出变为低转速大扭矩,以适应驱动执行件的需要。在设计齿轮传动装置时,应考虑的问题: 1. 应又足够的强度和精度; 2. 应综合考虑其速比分配及传动级数对传动件的转动惯量和执行件的转动的影响。增加传动级数,可以减小转动惯量。但级数增加,使传动装置结构复杂,降低了传动效率,增大了噪声;同时也加大了传动间隙和摩擦损失,对伺服系统不利。 3 二、消除传动齿轮间隙的措施 ( 一) 存在间隙的危害: 1. 在开环系统中会造成进给运动的位移值滞后于指令值; 反向时,会出现反向死区,影响加工精度。 2. 在闭环系统中,由于有反馈作用,滞后量可得到补偿, 但反向时会使伺服系统产生振荡而不稳定。 ( 二) 调整方法 1. 刚性调整法刚性调整法是调整后齿侧间隙不能自动补偿的调整法。因此,齿轮的周节公差及齿厚要严格控制,否则影响传动的灵活性。这种调整方法结构比较简单,且有较好的传动刚度。 4 (1) 偏心轴调整法通过调整偏心套来改变齿轮 1和齿轮 2之间的中心距,从而消除了齿侧间隙。图 7-1 偏心调整法的原理图齿轮 1 齿轮 2偏心套 5 (2) 轴向垫片调整法齿轮 1 齿轮 2 垫片图 7-2 轴向垫片调整法的原理图要改变垫片的厚度就能改变齿轮 2和齿轮 1的轴向相对位置,从而消除了齿侧间隙。 6 2. 柔性调整法 (1) 轴向压簧调整法用螺母来调节弹簧的轴向压力, 使齿轮 1和2的左、右齿面分别与宽斜齿轮齿槽的左右侧面贴紧。弹簧力需调整适当,过松消除不了间隙,过紧则齿轮磨损过快。薄斜齿轮 1 薄斜齿轮 2弹簧键螺母轴宽斜齿轮图 7-3 轴向压簧调整法该法是调整之后齿侧间隙仍可自动补偿的调整法。一般采用调整压力弹簧的压力来消除齿侧间隙, 但这种结构较复杂,轴向尺寸大、传动刚度低,传动平稳性也差。 7 (2) 周向压簧调整法转动螺母调整弹簧的拉力可以使薄片齿轮错位,即两片薄齿轮 1、2的左、右齿面分别与宽齿轮齿槽的右、左贴紧,消除了齿侧间隙。凸耳弹簧凸耳螺钉螺母薄齿轮 2薄齿轮 1图 7-4 周向压簧调整法 8 § 滚珠丝杠螺母副滚珠丝杠螺母副是直线运动与回转运动能相互转换的新型传动装置。一、工作原理与特点丝杠滚珠螺母滚珠回路图 7-4 滚珠丝杠工作原理图在丝杠和螺母上都有半圆弧形的螺旋槽,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,当丝杠旋转时,滚珠在滚道内既自转又沿滚道循环转动。 12月3日 9 滚珠丝杠螺母副特点: 1. 摩擦小,效率高,发热少; 2. 丝杠螺母之间预紧后,可以完全消除间隙,提高了传动刚度; 3. 运动平稳,不易产生低速爬行现象; 4. 磨损小、寿命长、精度保持性好; 5. 不能自锁,有可逆性,丝杠立式使用时,应增加制动装置。二、滚珠丝杠螺母副的循环方式常用的循环方式有两种:滚珠在循环过程中有时与丝杠脱离接触的称为外循环;始终与丝杠保持接触的称内循环。 10 7-5 外循环方式每一列钢珠转几圈后经插管回珠器返回。插管式回珠器位于螺母之外,称为外循环。外循环结构制造工艺简单,其滚道接缝处很难做得平滑, 影响滚珠滚动的平稳性,甚至发生卡珠现象,噪声也较大。