鉴于此，本人设计了一个用于橡塑挤出机螺杆抛磨加工的专用数控机床。本文主要介绍了机床的主传动部件的选型。

　　机械传动部件与电气部件的优良设计决定了机床的加工精度。机械部件对伺服系统起着关键的影响。此外，伺服电机精度和性能要与机械传动部件精度与性能相协调。不合理的进给传动设计，制造精度不够，给位置精度调节带来了很大难度。

　　一、主轴传动部件的选择

　　主轴除具有高精度和高刚度的特性外，还应与Z轴保持严格的定比传动关系，因此其传动部件的选择尤为重要。主轴为空心轴，由于轴孔有特定的工艺用途，故驱动电机不能与主轴直连。主轴与驱动电机有多种连接方式：

　　1、齿轮传动主轴与电机采用齿轮传动。齿轮传动的特点：

　　①效率高，在常用的传动机械中，以齿轮传动效率最高；

　　②结构紧凑，齿轮传动在相同的条件下所需的空间一般较小；

　　③传动比很稳定。

　　但齿轮传动的制造精度与安装精度要求较高，价格昂贵，且不宜用于传动距离过大的场合。

　　2、V带传动

　　伺服电机与主轴之间用V带传动。带传动的优点：有过载保护作用，有缓冲吸振作用；运行平稳无噪音；适于远距离传动，制造、安装精度要求不高。

　　缺点：有弹性滑动使传动比不恒定；张紧力较大（与_合传动相比）轴上庄力较大；结构尺寸较大、不紧凑；打滑，使带寿命较短；带与带轮间会产生摩擦放电现象，不适宜高温、易燃、易爆的场合。

　　3、同步带传动

　　同步带是一种综合了带、链传动优点的新型传动。同步带在带的工作面及带的外圆周上均制成齿形，通过带齿与带轮相啮合，做无滑移的啮合传动。同时带内采用了承载后无弹性伸长的材料做强力层，以保持带的节距不变，使主从带轮做无滑差的同步传动，与传统的传动带相比同步带具有以下特点：

　　①传动比准确，同步带传动是齿与槽的啮合传动，工作时不会出现弹性滑动和打滑现象；

　　②传动效率与齿轮传动相当，可达98%甚至更高，有明显的节能效果；

　　③不需要摩擦传动，无需太大的预紧力，对轴和轴承的径向作用力小，带轮直径所占空间小，质量轻，结构相对紧凑；

　　④传动平稳，有良好的动态特性，能吸振，噪声小；

　　因为本机床对轴联动伺服位置要求较高，齿轮传动成本较高，且运动中对伺服电机冲击较大，因此采用同步带传动。

　　二、进给传动部件的选择

　　为了提高进给系统的定位精度、灵敏度、低速防爬行等性能，在设计中要设法降低数控机床进给部件的动摩擦和最大静摩擦因数之差，使运动部件的静动摩擦因数尽量一致，因此，直线运动机构釆用滚珠丝杠副进行传动。滚珠丝杠运动副就是把适量的滚珠放入丝杠与螺母之间，使丝杠与螺母由原来的滑动摩擦变为现在的滚动摩擦。在机械传动中滚珠丝杠的作用是：把旋转运动变为直线运动或是把直线运动变为旋转运动。滚珠丝杠运动副一般由四个部分组成：丝杠、螺母、滚珠（钢球）及滚珠循环返回装置等。

　　滚珠丝杠副的传动特点：

　　（1）摩擦小，较高的传动效率。滚珠丝杠副的传动效率η=0.92～0.96，比常规的丝杠螺母副提高3～4倍。因此，功率消耗只相当于传统丝杠螺母副的1/4～1/3；

　　（2）定位精度高，刚度好。如果对其进行预紧，可减小甚至消除螺母与丝杠之间的间隙，反向时可以提高位置精确度；

　　（3）运动相对平稳，传动精度较高，无爬行现象；

　　（4）具有可逆性，丝杠和螺母均可作为主动或从动件；

　　滚珠丝杆的结构形式主要从三个方面对其划分：螺杆滚道的截面形状、滚珠的循环方式、消除轴向间隙和调整预紧力的方法。螺杆滚道法向截面的形状有：矩形、单圆弧形截面和双圆弧形截面。矩形滚道易于制造，接触应力高、承载力低，只用在轴向载荷小和要求不高的传动。单圆弧滚道型面加工起来比较容易，并有着较高的加工精度，但不易控制接触角，通常其与轴向力有直接关系。因而其传动效率、承载能力和轴向刚度均不稳定。双圆弧滚道能保持一定的接触角，传动效率、承载能力和轴向刚度均比较稳定，但砂轮成型较复杂不易获得较高的加工精度，螺旋槽底部不与滚珠接触可容纳一定的润滑油和脏污，以减小摩擦和磨损。因本机床为数控磨床，轴向力作用力不大所以釆用矩形滚珠丝杠。滚珠的循环形式有内循环和外循环两种，本系统选用采用外循环。

　　三、支承部件的选择

　　砂轮进给部件的支承部件选用导轨副。导轨的功能是使运动部件沿着一定的轨迹运动。并承受运动部件的载荷。即起导向和承载作用。在导轨副中运动的一方称作运动导轨，不动的一方称作支承导轨。支撑导轨用以约束和支承运动导轨。使之按功能要求做正确运动。

　　滚动导轨是把滚动体放入静导轨与动导轨之间。滚动体如：滚珠、滚针、滚柱或滚动导轨块而构成。与传统导轨相比具有如下特点：

　　（1）摩擦系数小（0.003～0.005），运动灵活，这也是滚动导轨的最大优点；

　　（2）动、静摩擦因数很接近，因而启动阻力小，在低速工况下运动平稳性较好，不易发生爬行；

　　（3）可以预紧，刚度高；

　　（4）寿命长；

　　（5）精度高，定位精度可达0.1～0.2μm；

　　四、回转工作台回转部件的选择

　　因为蜗杆传动比大、结构紧凑、传动平稳、无噪声且自锁性好。蜗轮摆动要求运动精度较高，采用传动比大的传动件会使控制精度提高。故回转部件釆用蜗轮蜗杆传动。蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成，用于传递空间交错的两轴间的运动和动力，一般交错角为90度，通常蜗杆为主动件，蜗轮为从动件。

　　参考文献：

　　[1]乐美豪.我国螺杆制造技术的发展趋势[J].制造技术与机床，2000，（2）：5～6.

　　[2]尤德崑.我国螺杆加工技术现状及水平[J].石油机械，1993，（5）：5～10.

　　[3]王润孝，秦现生.机床数控原理与系统[M].西北工业大学出版社，1997.