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(4) 具有宽的工作进给调速范围达3～6000mm／min(调速范 围1：2000)；精密定位，伺服系统的低速趋近速度达0.1 mm／min；快 速移动速度应高达1 5m／min。
(5) 响应速度要快。使机床工作台及其传动机构的刚度、间隙、 摩擦以及转动惯量尽可能达到最佳值，以提高伺服进给系统的快速响应 性。提高机床的加工效率和加工精度。
(5) 滚珠直径 、滚珠的工作圈数i 、滚珠的总数N
图4-17 基精本品课参件数
4．滚珠丝杠副的标注与精度
GB／T17587.1-1998规定
●内循环为浮动式（标记代号F）和固定式（C），外循环为插管式（C）; 预 紧方式见表4—3 ●螺纹旋向为右旋者不标，为左旋者标记代号为“LH”。P类为定位滚珠丝杠 副，即通过旋转角度和导程控制轴向位移量的滚珠丝杠副。 ●精度分1、2、3、4、5、7和10级。1级精度最高，依次递减 ●T类为传动滚珠丝杠副，公称直径系列为：6mm、8mm。。。。导程：2．5 mm、 3 mm。。。
(1) 公称直径 是滚珠丝杠副的特征尺寸。公称直径越大，承载能力和刚 度越大。数控机床常用的进给丝杠，公称直径为30～~80mm。 (2) 导程L 丝杠相对螺母旋转任意弧度时，螺母上基准点的轴向位移。 (3) 基本导程 丝杠相对于螺母旋转2兀时，螺母上的基准点轴向位移。 (4) 接触角 在螺纹滚道法向剖面内，滚珠球心与滚道接触点的连线和螺 纹轴线的垂直线间的夹角，理想接触角等于45°。
① 机床定位精度要求与丝杠精度
丝杠温升引起的变形量为：△L=αL·△t
② 滚珠丝杠的刚性
直径大、刚度好，但直径大，转动惯量也增大。
③ 滚珠丝杠副的临界转速
自振频率角度校核的临界转速为 nc 602 EIg
nm
≤0.8
2L22 A
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④ 滚珠丝杠副的寿命计算
额定寿命计算公式如下：
/
L h =[ 106(FN•fa• f/c Pm f V ) 3 ] ／60
2. 双导程蜗杆蜗轮副的工作原理 双导程蜗杆齿的左、右两侧面
具有不同的导程，而同一侧的导程则是相等的 .
【 实例4-5】 JCS-013加工中心双导程蜗杆蜗轮副的间隙调整 结构
图4-27 数精控品回课件转工作台双导程蜗杆
4.5 静压蜗杆蜗条副与直线电动机传动 4.5.1 静压蜗杆蜗条副传动
1. 工作原理 图4-28在蜗杆蜗轮条的啮合面间注入压力 油，以形成一定厚度能油膜，使两啮合面问成为液体摩擦 . 2 特点 ①摩擦阻力小 ②使用寿命长③抗振性能好④ 有足够的轴向刚度 ⑤蜗轮条能无限接长 3．静压蜗杆蜗轮条副的材料 钢蜗杆配铸铁蜗轮条。钢 蜗杆配铸铁基体涂有SKC3耐磨涂层的蜗轮条。
的调整、润滑与防护 理解丝杠、导轨在使用过程中常见的的故障、
故障原因及维修方法
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[学习导引示例]典型数控机床的数控工作台传动系统
图4-1所示为数控工作

台传动系统的机械结构图。伺
服电动机通过滚珠丝杠与工作
台螺母座连接驱动工作台运动，
两坐标上下垂直布置，直线运
动采用滚动导轨，这种直联的
结构简单。伺服电动机还可通
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6．滚珠丝杠螺母副的维护
(1) 支承轴承的定期检查 应定期检查丝杠支承与床身
的连接是否有松动以及支承轴承是否损坏等。 (2) 滚珠丝杠副的润滑和密封 用润滑剂来提高耐磨性 及传动效率。润滑油为一般机油或90～180号透平油或140号主 轴油。润滑脂可采用锂基油脂。 (3) 滚珠丝杠副常用防尘密封圈和防护罩 1)密封圈。密封圈装在滚珠螺母的两端。接触式的弹性 密封圈系用耐油橡皮或尼龙等材料制成，其内孔制成与丝杠螺 纹滚道相配合的形状。非接触式的密封圈又称迷宫式密封圈， 系用聚氯乙烯等塑料制成，其内孔形状与丝杠螺纹滚道相反， 并略有间隙。 2) 防护罩。钢带缠卷式丝杠防护装置。
（1）减小运动件的摩擦阻力和动、静摩擦力之差，以提高数控机 床进给系统的快速响应性能和运动精度。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) 减少高速运转的零部件的惯量对伺服机构的启动和制动特性 的影响；减小旋转零件的直径和质量，以减小运动部件的蜗轮副的啮 合侧隙对传动、定位精度的影响。如采用双导程蜗杆蜗轮。 (3) 使进给传动装置有高的传动精度与定位精度，对采用步进电 动机驱动的开环控制系统尤其如此。如通过在进给传动链中加入减速 齿轮，以减小脉冲当量，预紧传动滚珠丝杠，消除齿轮、蜗轮等传动 件的间隙等办法，可达到提高传动精度和定位精度。
过齿轮传动或同步齿形带与丝
杠连接，同步齿形带可隔离电
动机的振动和发热，电动机的
安装位置也比较灵活。
图4-1 数控工作台传动系统的机械结构图 1一伺服电动机 2一联轴器 3一滚珠丝杠 4
一限位开关 5一工作台 6一轴承 7一导轨8一
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检测装置 9一螺母
4.1 概 述
4.1.1 数控机床对进给传动系统的要求
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4.3.2 静压丝杠
1. 静压丝杠应用与结构
静压丝杠副结构设计主要是螺母部分 的结构设计，油腔节流器一般在螺母上， 而丝杠结构与一般滑动丝杠基本相同。
2 . 工作特点和原理
●工作特点 :①摩擦系数很
小，仅为0.0005，避免了爬行。
②油膜层可以吸振，提高了运
动的平稳性。③油膜层具有一
定的刚度 ④提高供油压力即
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图4-6
4.2 齿轮传动副
齿轮传动副被广泛应用将执行元件(电动机或液压 马达)输出的高转速、低转矩转换成被控对象所需的低转 速、大转矩的场合。齿轮副的侧隙会造成进给运动反向 时丢失指令脉冲，并产生反向死区，从而影响加工精度， 因此必须采取措施消除齿轮传动中的间隙。
1．直齿圆柱齿轮副消除
保证额定寿命 ≥20 000(h)。
【 实例4-3 】 滚珠丝杠安装示 例
美国CINCINNATI10HC卧式加工中心的Z坐标(立柱水平方向移动)的滚珠
丝杠支承采用一端固定，一端自由的结构形式，见图4-18(a)；
CINCINNATII0HC卧式加工中心的X坐标滚珠丝杠，如图4-18(b)所示 ； CINCINNATI10HC卧式加工中心的Y坐标滚珠丝杠如图4-18(c)所示。
【 实例4-4 】XKB-2320型数控龙门铣床齿轮齿条传动
(1) 传动原理 如图4-24所示，
以液压电动机直接驱动蜗杆6，蜗 杆6同时带动蜗轮2和7。蜗轮2通过 双面齿离合器3和单面齿离合器4， 把运动传给轴齿轮1；蜗轮7经一对 速比等于1的斜齿轮8和19，把运动 传给另一轴齿轮14。这样，可使两 个轴齿轮的转向相同。
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运作
4.1.2 联轴器
联轴器是用来连接进给机构的两根轴使之一
起回转，以传递转矩和运动的一种装置。机器运转
时，被连接的两轴不能分离，只有停车后，将联轴
器拆开，两轴才能脱开。
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1. 套筒联轴器(图4-2)由连接两轴轴端的套筒和联接套筒与 轴的联接件(键或锥销等)所组成，一般当轴端直径d≤80mm时．， 套筒用35或45钢制造；d>80mm时，可用强度较高的铸铁制造。
图4-4 直接连接电机轴和丝杠的弹性联轴器
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4．安全联轴器
【实例4-1】 TND360型安全 联轴器 为了避免整个运动传动机构 的零倬损坏，安全联轴器动作， 终止运动的传递。 图4-6所示为TND360数控车床 的纵向滑板的传动系统图。它是 由纵向直流伺服电动机2，经安 全联轴器4、6直接驱动滚珠丝杠 螺母副10，传动纵向滑板，使其 沿床身上的纵向导轨运动。
(2) 反向间隙和预载力的调整
1)通过离合器3和4进行粗调。
2)调整滚轮20与消除间隙板21之
间的接触压力。
精品课件 图4-24 齿轮齿条机构传动原理图
4.4.2 双导程蜗杆蜗轮副
1. 双导程蜗杆蜗轮副的特点 ①啮合间隙可调整得很小。 ②双 导程蜗杆蜗轮副是用蜗杆轴向移动来调整啮合侧隙的，不会改变 它们的中心距，可以避免会引起齿面接触情况变差 . ③双导 程蜗杆蜗轮副使用修磨调整环来控制调整量，调整准确，方便可 靠 ④用调整环来获得合适的啮合侧隙。
(6) 消除传动间隙，减小反向死区误差。如设采用消除间隙的 联轴节及有消除间隙措施的传动副等方法。
(7) 稳定性好、寿命长。如组成进给机构的各传动部件，特别 是滚珠丝杠及传动齿轮，必须具有一定的合适耐磨性材料和适宜的润滑 方式。
(8) 便于维护和保养，最大限度地减小维修工作量，以提高机 床的利用率。
滚珠丝杠螺母副的传动效率高达85％～98％，
是普通滑动丝杠的2～4倍，它是提高进给系统灵敏度、
定位精度和防止爬行的有效措施之一。
滚珠丝杠螺母副的结构原理如图4-14所示。
滚珠丝杠副的特点是：
①传动效率高，可达90％～96。
②磨损小、寿命长、传动精度高。
③摩擦阻力小，不易产生低速爬行现象。
④传动速度过高时，滚珠在其回路管道
图4-20 静压丝杠螺母副的结构
可提高承载能力
1一螺母 2一接压力表油孔 3、5、12一进油孔 4一螺母座
●工作原理 丝杠和螺母的 6一油塞7一节流器 8一丝杠 9一螺钉 10一回油槽 螺旋面之间通入压力油，如图 11一油腔 13一进油槽
4-21所示。
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4.4 齿轮齿条副与双导程蜗杆副传动
4.4.1 齿轮齿条副
图4-28 蜗杆精一品蜗课件轮条传动机构
(2) 内循环 内循环始终与丝杠保持接触，均采用反向 器实现滚珠循环，反向器有两种类型。如图4-16(a) 、(b) 所示为圆柱凸键反向器、 扁圆镶块反向器。内循环滚珠 丝杠副的每个螺母有2列、3列、4列、5列等几种．结构紧 凑、定位可靠、不易发生精滚品珠课件堵塞，摩擦损失也小。但结
3. 滚珠丝杠副的参数