探讨进给传动系统及结构的关键因素

数控机床进给传动系统通常采用无级调速的伺服驱动方式，从而大大简化了机械传动装置的结构。其机械传动装置通常是由一级到二级齿轮或带轮传动副和滚珠丝杠螺母副、齿轮齿条副、蜗轮蜗杆副组成。数控机床要求进给传动系统具有高精度、高稳定性、快速响应等能力。为了满足这样的要求，首先需要有高性能的伺服电动机，同时还需要有高质量的机械传动结构。

数控机床的进给传动系统承担了数控机床各直线坐标轴、回转坐标轴的定位和切削进给，进给系统的传动精度、灵敏度和稳定性直接影响被加工件的最后轮廓精度和加工精度。因此，在设计数控机床进给传动装置时，必须考虑以下几个方面。

（1）尽量减小运动件的摩擦阻力。传动机构的摩擦阻力，主要来自丝杠螺母副和导轨。在数控机床进给系统中，为了减小摩擦阻力，消除低速进给爬行现象，提高整个伺服进给系统的稳定性，广泛采用刚度高、摩擦系数小且稳定的滚动摩擦副，如滚珠丝杠螺母副、直线滚动导轨。有些滑动摩擦副，如带塑料层的滑动导轨和静压导轨，由于具有摩擦系数小、阻尼大的特点，在数控机床进给系统中得到广泛应用。

（2）提高传动精度和刚度。进给传动系统的传动精度和刚度，与滚珠丝杠螺母副、蜗轮蜗杆副及其支承构件的刚度有密切关系。为此，不仅要保证每个零件的加工精度，还要提高滚珠丝杠螺母副（直线进给传动系统）、蜗轮蜗杆副（圆周进给传动系统）的传动精度。另外，在进给传动链中加入减速齿轮传动副，也可以减小脉冲当量，提高传动精度；对滚珠丝杠螺母副和轴承支承进行预紧，消除齿轮、蜗轮蜗杆等传动件间的间隙等措施来提高进给精度和刚度。(www.xing528.com)

（3）减小各运动部件的惯量。进给传动系统由于经常启停、变速或者反向运动，若机械传动装置惯量大，就会增大负载并使系统动态性能变差。因此，在满足传动强度和刚度要求的前提下，应尽可能减小运动部件的惯量。

（4）系统要有适度的阻尼。阻尼虽然会降低进给伺服系统的快速响应特性，但也可增加系统的稳定性。当刚度不足时，运动件之间的适量阻尼可消除工作台低速爬行现象，提高进给传动系统的稳定性。

（5）稳定性好、寿命长。稳定性是伺服进给传动系统能正常工作的基本条件，系统的稳定性包括在低速进给时不产生爬行，在交变载荷下不发生共振。稳定性与系统的惯性、刚性、阻尼、增益等多个因素有关。进给传动系统的寿命，是指保持数控机床传动精度和定位精度的时间。在设计时，应合理选择各传动件的材料、热处理方法及加工工艺，并采用适宜的润滑方式和防护措施，以延长寿命。