[实用新型]一种用于机床工作台平移的丝杆螺母传动装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种机床工作台传动装置，尤其是涉及一种用于机床工作台平移的丝杆螺母传动装置。

背景技术

数控机床在切削过程中，滚珠丝杠受切削力作用，始终工作在拉压和扭转复合受力状态，对应的变形分别为拉压变形和扭转变形。衡量数控机床传动系统抗轴向变形能力的指标是机电综合传动刚度，该指标是设计数控机床定位精度的依据。传统的设计方法认为扭转变形很小，对机电综合传动刚度的影响可以忽略，而事实上，从尹明(尹明.滚珠丝杠扭转变形对机电综合传动刚度的影响.机床与液压，2008年4月)的文章中可以发现，扭转变形引起的轴向变形在导程直径(L0/d)比较小时忽略，在比值(L0/d)较大时对变形的影响应该引起足够的重视。特别是丝杠两端固定支撑方式下，其拉压变形与单端固定支撑方式比较减少了很多，此时总的变形计算中，再不考虑扭转引起的轴向变形，将会给设计带来较大的误差。因为在数控机床进给系统中，对机电综合传动刚度影响最大的因素是丝杠的拉压变形，若扭转引起的轴向变形占到拉压变形的1/4，则必须在设计中考虑其对精度带来的影响。例如：直径为24mm，导程L0为10mm的丝杠，在两端固定支撑方式工作时，其扭转引起的轴向变形约为拉压变形的0.35倍，此时忽略了其对机电综合传动刚度的影响，将会使设计精度产生较大误差。

针对上述问题，可分析一下现有的滚珠丝杠的传动方式，以现有的普通工作机床为例。其传动机构由电机接丝杆，将力矩传递到螺母轮上，带动工作台运动。由力学分析可得，在力矩传递过程中，存在扭转误差Δθ，并且随着温度的升高和螺母轮的远离，Δθ将增大即丝杆的变形也将变大，从而导致整个工作台的行程误差加大，影响整个系统的精度。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种可避免丝杆扭转变形，提高机床工作台平移精度的用于机床工作台平移的丝杆螺母传动装置。

本实用新型设有电机、电机带轮、传动带、螺母轮、螺母轮轴承座、丝杠和丝杠支撑座；电机的输出轴与电机带轮连接，电机带轮通过传动带与螺母轮连接，螺母轮的两端与设于螺母轮轴承座内的轴承转动配合，螺母轮设有带螺纹的中心通孔，丝杠穿过螺母轮的中心通孔且与螺母轮螺接，丝杠两端与丝杠支撑座固连。

所述电机带轮最好为齿形电机带轮，传动带为齿形传动带，螺母轮为齿形螺母轮，电机带轮与螺母轮之间为同步传动。

使用时，可将电机和螺母轮轴承座固于机床工作台底面上，将丝杠支撑座固于机床底座上，这样丝杠处于静止状态，电机通过传动带带动螺母轮沿丝杠平移，同时螺母轮也带动机床工作台平移。此外，也可将电机和螺母轮轴承座固于机床底座上，而将丝杠支撑座固于机床工作台底面上，这样丝杠同样处于相对静止状态(不转动)，电机通过传动带带动螺母轮转动，则丝杠带动机床工作台平移。

由此可见，为了减少扭转变形对整个传动系统的传动精度的影响，本实用新型改变了传统以丝杆转动螺母静止的移动方式上，采用以螺母轮转动而丝杆静止的方式来实现机床工作平台的移动，从而可明显地减少在传统方式下从动力源电机至转动螺母之间由于丝杆扭转而引起的工作台轴向位移对整个系统传动精度的影响。即逆向思维，由电机经由同步带带动滚珠螺母轮使其旋转，利用滚珠丝杆原理，在丝杆静止的情况下仍可实现滚珠螺母轮的平移，或者滚珠螺母轮轴向静止时仍可实现丝杆的平移，从而可再推动固定螺母轮或丝杆的机床工作台也跟着进行移动，这样便可减少整个系统的扭转误差Δθ，从而很大程度上提高系统精度。本实用新型突破传统以丝杆转动螺母静止的移动方式，以螺母转动丝杆静止的方式实现机床工作台的移动，从而达到减少丝杆扭转变形对整个传动系统的传动精度的影响。由于本实用新型可以减小扭转变形对机电综合传动刚度的作用，进而减小机构的运动偏差及振动，因此可达到提高机床加工精度及减小被加工件表面粗糙度的目的。此外采用齿形传动带(同步带)可实现同步传动。同步带是靠带上的齿与带轮上的齿槽的啮合作用来传递运动和动力的。同步带传动工作时带与带轮之间不会产生相对滑动，能够获得准确的传动比，因此它兼有带传动和齿轮啮合传动的特性和优点。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的结构及安装使用示意图。

图2为本实用新型实施例2的结构及安装使用示意图。

图3为本实用新型实施例1和实施例2的螺母轮、螺母轮轴承座和丝杆结构示意图。

具体实施方式

实施例1