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1、第32卷第5期昆明理工大学学报(理工版)Vol.32No152007年10月JournalofKunmingUniversityofScienceandTechnology(ScienceandTechnology)Oct.2007机械设计中齿轮传动侧隙的解决方法杨学华(云南机电职业技术学院,云南昆明650203)摘要:以数控落地铣镗床立柱滑座进给箱的设计为例,从结构原理上阐述了处理齿轮传动侧隙的方法,并计算出此结构的传递动力及传递速度.关键词:落地镗床;齿轮侧隙;齿轮传动中图分类号:P28文献标识码:A文章编号:1007-85
2、5X(2007)05-0009-05ASolutiontotheDriveGearBacklashintheMechanicalDesignYANGXue2hua(YunnanVocationalInstituteofMachineryandElectricity,Kunming650203,China)Abstract:BycitinganexampleofthedesignprocessofafeedboxontheverticalcolumnsliderestinaCNCfloortypeboringandmillingm
3、achine,themethodofdealingwiththedrivegearbacklashisexpatiatedfromtheaspectofthestructuretheory,andfinallythetransmissionpowerandthevelocityofthestructureareworkedout.Keywords:floortypeboringandmillingmachine;gearbacklash;geardrive0前言数控机床是由计算机数控系统、机床本体和附属装置组成的现代自动化机床,
4、具有高精度、高效率和高适应性的特点.要发挥数控机床的高精度,就要在设计上必须采用一些适合于高精度的结构.数控机床的进给系统,要求对部件的位置和进给速度2个方面同时实现自动控制,而且要求有较高的定位精度和动态响应特性.数控机床进给系统由于经常处于自动变向状态,如果传动链中齿轮传动副存在间隙,反向时就会使进给运动滞后于指令系统,影响了传动链的系统精度,从而影响加工精度.基于此,要想得到高的加工精度,就必须采取措施消除齿轮传动副中的间隙,以提高数控机床的传动精度和定位精度.笔者在企业进行机械设计的多年工作中,对TK6216数控落地铣镗
5、床的开发时,承担了立柱滑座部件及其进给箱部件的设计.对于此类机床而言,进给箱所控制的X轴是行程最大、负荷最重的轴.在数控落地铣镗床的X轴进给箱设计中,我们采用了双片薄齿错齿结构和预载双小齿轮齿条结构来处理齿轮传动侧隙,有效地解决了进给轴爬行问题.具体设计方法叙述如下.1机床概述TK6216型数控落地铣镗床有X,Y,W,U4个进给轴,能实现任意三轴联动,是一种性能优良、工艺范围广泛、精度及生产效率高的先进设备,可以取代龙门刨床,一次装夹即可完成钻孔、扩孔、镗孔、切沟槽,[1]以及平面的铣削等加工.如图1所示,此机床主要由床身、滑座
6、、进给箱、立柱、主轴箱等组成.立柱在床身上移动称为X轴,主轴箱在立柱上垂直移动称为Y轴,镗杆轴向移动称为W轴,平旋盘滑块移动称为U[1]轴.各向行程值如下:X:6000mm;Y:3000mm;W:900mm;U:200mm.收稿日期:2007-06-14.基金项目:云南省自然科学基金项目(2004E0129M),教育部科学技术研究重点项目(206137),云南省教育厅科学基金项目(06Z058A,5J0111A).作者简介:杨学华(1970-)男,高级工程师.主要研究方向:机械和机床设计.E-mail:liujianping31
7、2@1631com©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net10昆明理工大学学报(理工版)第32卷2对X轴状况的分析与普通卧镗相比,TK6216型数控落地铣镗床X轴有以下特点:2.1行程大由于该机床主要是用来加工大型工件的,固行程较大.X轴的行程为6m,根据用户的要求还可能会更大.2.2负重大此轴移动的部件有滑座、进给箱、立柱、主轴箱、[2]重锤等,约重30t左右.按0.1的摩擦系数计算
8、,要有3t的推动力,再加上切削力、惯性等其它因素,拟定按7t的推动力计算.[5]X轴的进给若采用丝杠,则丝杠的拉压变形约占整个传动系统总变形的30%～50%,当机床进给轴较长时,普通滚珠丝杆就难以胜任大负荷的传动,并且滚珠丝杆的制造也将有一定的困难.由于负重大等
