进给电动机与丝杠的连接

机器人

进给电动机的作用就是通过和滚珠丝杠的连接拖动丝杠旋转，从而带动诸如工作台等移动部件实现直线进给运动。在这一运动转换过程中，进给电动机的转速和转向决定了进给运动的速度和方向。进给电动机与丝杠的连接涉及连接方式、惯量匹配和转距匹配等问题。    1.进给电动机与丝杠的连接方式        进给电动机与丝杠的连接有直接连接和间接连接两种方式。图3-2a为进给电动机通过联轴器与滚珠丝杠直接连接；图3-2b为进给电动机通过同步齿形带与滚珠丝杠间接连接。

3-2

       在直接连接中，进给传动链短，传动精度高；在间接连接中，进给传动链中的传动误差会影响到传动精度，由于有了传动比i，则能降低进给驱动折算到进给电动机上的转动惯量，提高进给电动机对进给驱动的转距。     2.惯量匹配       惯量匹配是指负载及传动系统折算到进给电动机的转动惯量与进给电动机的自身惯量相匹配。如折算惯量大于进给电动机自身惯量，那么当进给急停或正负进给方向切换时，进给电动机会因大负载惯量而失稳，图3-3为惯量匹配示意图。        图中，JL为进给传动系统折算到进给电动机轴上的行将转动惯量（kg · m?），包括丝杠的转动惯量、减速机构如同步齿形带或齿轮的转动惯量、减速机构如同步齿形或齿轮的转动惯量、工作台及工件重量全部折算到电动机轴上的惯量。JL与传动比i的平方成反比关系，只要传动比大于1，就可使折算到电动机轴上的惯量减小到原来的1/i?，只要传动比大于1，就可使折算到电动机轴上的惯量减小到原来的1/i?，换句话说，减速机构将进给电动机的惯量放大了i?倍。       当进给电动机确定后，进给电动机转动惯量JM是一定值，进给电动机与进给传动系统的惯量匹配要满足           在采用图3-2b所示的连接方式后，选择合适的传动比i，就可以用较小转动惯量的进给电动机拖动大惯量负载。    3.转矩匹配         数控机床进给空载快速起动时所需的加速度取决于进给电动机能提供的最大转矩，而克服切削负载所需的转距一般仅为进给电动机最大输出转距的10%-30%，进给电动机转距应满足  

3-2

       在图3-2b中，采用减速机构能使折算到电动机轴上的负载力距减小。如果减速比为i（i>1）则驱动部分的负载力距的1/i，或者说，减速比将电动机的输出转距提高了i倍。