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转时自由端的晃动。
3 “单推－单推”或“双推－单推”式。它的优点是可对丝杠进行预拉伸安装。预拉伸的好处有：减少丝杠因自重引起的弯曲；在推力轴承预紧力大于丝杠最大轴向载荷1/3的条件下，丝杠拉压刚度可提高四倍；丝杠不会因温升而伸长，保持了精度。
4 “双推－双推”式。这种方式刚度最高。只有轴承无轴向间隙，丝杠的拉压刚度可提高四倍。可以进行预拉伸安装，克服热膨胀。当温升超过预计的温升时，不会像“单推－单推”式那样产生轴向间隙。这种支承方式的最大缺点是：实现预拉伸及其调整方法较第三种支承方式复杂。
据JB3162.2－82标准，我国滚珠丝杠副根据使用范围和要求分为六个精度等级，即C、D、E、F、G、H级。C级最高，依次降低，而JB3162.2－91分为1、2、3、4、5、7、10共七个等级，1级最高，依次递减。
选择滚珠丝杠副精度的原则是： （1）要满足主机定位精度的要求 （2）要合理选择滚珠丝杠副的精度
（3）对于精密机床，在选择相应等级时，还要考虑包括滚珠丝杠副在内的整个进给伺服系统的热变形对滚珠丝杠副导程精度的影响。
3.3 进给伺服系统设计
（1） 对进给伺服系统的基本要求
带有数字调节的进给驱动系统都属于伺服系统。进给伺服系统不仅是数控机床的一个重要主成部分，也是数控机床区别于一般机床的一个特殊部分。数控机床对进给伺服系统的性能指标可归纳为：定位精度要高；跟踪指令信号的响应要快；系统的稳定性要好。
（2） 进给伺服系统的设计要求
机床的位置调节对进给伺服系统提出很高的要求。其中在静态设计方面有： 1 能够克服摩擦力和负载。当加工中最大切削力为20000N～30000N时，电机轴上的转矩要 10N·m～40N·m。
2 很小的进给位移量。目前最小分辨率为0.1um。 3 高的静态扭转刚度。
4 足够的调速范围。电机的最大转矩由快进速度决定。目前快进速度通常为 10um/min～12m/min。快进速度达 24m/min已用于生产中。
5 进给速度均匀，在速度很低时无爬行现象。 在动态设计方面的要求有：
1 具有足够的加速和制动转矩，以便快速地完成启动和制动过程。目前带有速度调节的伺服电机其响应时间通常为20ms～100ms。在整个转速范围内，加速到快进速度或对快进速度进行制动需要转矩20N·m～200N·m；而在换向时加速到加工进给速度需要转矩10N·m～150N·m。驱动装置应能在很短的时间内达到4倍的额定转矩。
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2 具有良好的动态传递性能，以保证加工中获得高的轨迹精度和满意的表面质量。
3 负载引起的轨迹误差尽可能小。
对于数控机床机械传动部件则有以下要求： 1 别加速的运动部件具有较小的惯量。 2 高的刚度。 3 良好的阻尼。
4 传动部件在拉压刚度、扭转刚度、摩擦阻尼特性和间隙等方面具有尽可能小的非线性。
3.4 导轨的设计
3.4.1 导轨的功用、分类和基本要求
导轨的功用是导向和承载.一对导轨副中,运动的一方叫做动导轨,不动的一方叫做支承导轨或静导轨.动导轨相对于支承导轨通常只有一个自由度的直线运动或回转运动.
1.导轨的分类
(1)按工作性质可分为主运动导轨、进给运动导轨和调位导轨. (2)按摩擦性质可分为滑动导轨和滚动导轨. (3)按受力情况可分为开式导轨和闭式导轨. 2.导轨应满足的基本要求 (1)导向精度 (2)刚度和耐磨度 (3)低速运动平稳性
(4)结构简单、工艺性好 3.4.2 滑动导轨
滑动导轨是最常见的导轨,其结构简单,制造方便,接触刚度大,在一般机床上得到了广泛的应用，但传统滑动导轨摩擦阻力大,磨损快,动静摩擦因数差别大,低速时易产生爬行现象，因此,在数控机床上常用带有耐磨粘贴带覆盖层的滑动导轨和新型塑料滑动导轨,它们具有摩擦性能良好及使用寿命长的特点,塑料导轨将有倒替滚动导轨的趋势。
导轨的结构 滑动导轨可分为凸形和凹形两大类.对于水平布置的机床,凸形导轨不易积存切屑,但难以保存润滑油,因此只适合于低速运动;凹形导轨润滑性能良好,适合于高速运动,但问防止落入切屑等,必须配备良好的防护装置。
直线运动滑动导轨截面形状主要有三角形、矩形、燕尾形和圆形,并可互相组合.旋转运动导轨截面形状主要有平面圆环形、锥形圆环形和V形圆环形。 3.4.3 滚动导轨的结构类型及其特点
1.滚动导轨的结构类型
滚动导轨按运动轨迹可分为直线运动滚动导轨和圆周运动滚动导轨
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(1)直线运动滚动导轨又可分为滚动体不作循环运动的滚动导轨和作循环的滚动导轨.
滚动体不作循环运动的滚动导轨用于短行程,又可分为滚珠导轨、滚柱导轨和滚针导轨三种结构形式.
滚动体作循环运动的滚动导轨在数控机床上应用较多,因为数控机床导轨行程一般较长,所以滚动体必须循环.
(2)圆周运动导轨用于机床回转工作台.常用的又滚珠导轨和滚柱导轨.滚珠导轨适用于轻载低速运动的工作台.滚柱导轨使用于数控立式车床,立式磨床的回转工作台.
为了保证滚动导轨所需的运动精度、承载能力和刚度需进行消隙或预紧调整.
2.滚动导轨的特点和应用
与滑动导轨相比,滚动导轨的优点时运动灵敏度高,其摩擦因数小于0.005,静动摩擦因数很接近,在低速时不会产生爬行现象,定位精度高,精度保持性好,可用润滑脂润滑.但其抗振性差,对脏物敏感,结构复杂,制造成本高.
滚动导轨用于实现微量进给;实现精密定位;也用于对运动灵敏要求高的场合。
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第四章 轴承的选用
角接触轴承及圆锥滚子轴承由于存在接触角α，即使受纯径向载荷作用，也会在每个滚动体上产生内部轴向力Si，如图5-1所示。
图 4-1 轴承受力图
各Si之和构成了内部轴向力S，即S=∑Si，理论分析表明，轴向力S可用表5-1计算。
为使内部轴向力互相抵消一部分，这类轴承一般成对安装使用，如下图
图 4-2 轴承的安装
图中FA为所受的轴向外力 ，FR为轴所受的径向外力。Fr1、Fr2为1、2两轴承所受径向力，S1、S2为内部轴向力，为分析方便，将内部轴向力与外加轴向力同向的轴承规定为2轴承，另一个为1轴承。以Fa1、Fa2分别表示轴承1和2所受轴向载荷。由轴系力平衡，按下两式算出后取出的较大值作为该轴承的轴向载荷。
轴承1 Fa1=S1，Fa1=S2+FA
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轴承2 Fa2=S2，Fa2=S1—FA
表 4-1 约有半数滚动体接触时内部轴向力计算公式 型号 S 角接触轴承 70000A 0．4Fr 轴承寿命计算
采用型号为46206的一对角接触球轴承,其有关数据为:额定动载荷C=18.2kw,e=0.4,Y=1.5,载荷系数fp=1.1,温度系数ft=1.0.由前面计算可 知RA=560N,RB=632.6N. RA ,RB即为轴承径向力FrA ,FrB FrA=RA=560N FrB= RB=632.6N 计算内部轴向力S
SA=FRa/2Y=560/3=186.7N
SB= FRb/2Y=632.6/3=210.9N 计算实际轴向力
FaA=max(SA,SB-Fa2)=168.7N FAb=max(SB,SA+ Fa2)=718.7N
取系数X,Y值
FaA/ FrA =186.7/560=0.26 PA=fp(XAFrA+YAFaA)=1.1?(1?560+0?186.7)=616N PB= fp(XBFrB+YBFaB)=1.1?(0.5?632.6+1.5?718.7)=1533.8N 计算轴承额定寿命 因为PA 70000AC 0．7 Fr 70000B Fr Fr/2Y 圆锥滚子轴承 15