数控机床的主传动系统1

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1、典型机电产品构造第二章数控机床的主传动系统第一节概述第二节主轴部件第三节主轴准停装置第四节传动带第五节主传动部件的调整、维护及维修第三章数控机床的主传动系统第三章数控机床的主传动系统第一节概述数控机床的主传动系统包括主轴电动机、传动系统和主轴组件，与普通机床的主传动系统相比，结构比较简单，第三章数控机床的主传动系统一、对主传动系统的要求(1)调速范围多用途、通用性大的机床要求主轴的调速范围大，不但有低速大转矩功能，而且还要有较高的速度，如车削加工中心；专用数控机床就不需要较大的调速范围，如数控齿轮加工机床、为汽车工业大批量生产而设

2、计的数控钻镗床；还有些数控机床，不但要求能够加工黑色金属材料，还要加工铝合金等有色金属材料，这就要求变速范围大，且能超高速切削。第一章数控机床概述(2)热变形电动机、主轴及传动件都是热源。低温升、小的热变形是对主传动系统要求的重要指标。(3)主轴的旋转精度和运动精度主轴的旋转精度是指装配后，在无载荷、低速转动条件下测量主轴前端和距离前端300mm处的径向圆跳动和端面圆跳动值。主轴在工作速度旋转时测量上述的两项精度称为运动精度。数控机床要求有高的旋转精度和运动精度。第三章数控机床的主传动系统(4)主轴的静刚度和抗振性数控机床加工精度

3、较高，主轴的转速又很高，因此对主轴的静刚度和抗振性要求较高。主轴的轴颈尺寸、轴承类型及配置方式，轴承预紧量大小，主轴组件的质量分布是否均匀及主轴组件的阻尼等对主轴组件的静刚度和抗振性都会产生影响。第三章数控机床的主传动系统(5)主轴组件的耐磨性主轴组件必须有足够的耐磨性，使之能够长期保持良好的精度。凡机械摩擦的部件，如轴承、锥孔等都应有足够高的硬度，轴承处还应有良好的润滑。第一章数控机床概述二、主轴变速方式1.无级变速数控机床一般采用直流或交流主轴伺服电动机实现主轴无级变速。交流主轴电动机及交流变频驱动装置，寿命长，性能稳定，应用

4、广泛。第一章数控机床概述第三章数控机床的主传动系统第三章数控机床的主传动系统2．分段无级变速数控机床在实际生产中，并不需要在整个变速范围内均为恒功率。一般要求在中、高速段为恒功率传动，在低速段为恒转矩传动。为了确保数控机床主轴低速时有较大的转矩和主轴的变速范围尽可能大，有的数控机床在交流或直流电动机无级变速的基础上配以齿轮变速，使之成为分段无级变速，第三章数控机床的主传动系统(1)带有变速齿轮的主传动(见图3-2a)大中型数控机床较常采用的配置方式，通过少数几对齿轮传动，扩大变速范围。由于电动机在额定转速以上的恒功率调速范围为2～

5、5，当需扩大这个调速范围时常用变速齿轮的办法来扩大调速范围，滑移齿轮的移位大概采用液压拨叉或直接由液压缸带动齿轮来实现。第三章数控机床的主传动系统(2)通过带传动的主传动(见图3-2b)此种传动主要用在转速较高、变速范围不大的机床。电动机本身的调整就能够满足要求，不用齿轮变速，可以避免由齿轮传动时所引起的振动和噪声。它适用于高速低转矩特性的主轴。常用的是同步齿形带。第三章数控机床的主传动系统(3)用两个电动机分别驱动主轴(见图3-2c)上述两种方式的混合传动，具有上述两种性能高速时，由一个电动机通过带传动；低速时，由另一个电动机通

6、过齿轮传动，齿轮起到降速和扩大变速范围的作用，这样就使恒功率区增大，扩大了变速范围，避免了低速时转矩不够且电动机功率不能充分利用的问题。但两个电动机不能同时工作，也是一种浪费。第三章数控机床的主传动系统3．液压拨叉变速机构在带有齿轮传动的主传动系统中，齿轮的换挡主要靠液压拨耳来完成。图3-3是三位液压拨叉的原理图。第三章数控机床的主传动系统第三章数控机床的主传动系统ⅠⅡⅢⅣ第三章数控机床的主传动系统4.电磁离合器变速电磁离合器是应用电磁效应接通或切断运动的元件，由于它便于实现自动操作，并有现成的系列产品可供选用。电磁离合器用于数控

7、机产的主传动时，能简化变速机构，通过若干个安装在各传动轴上的离合器的吸合和分离的不同组合来改变齿轮的传动路线，实现主轴的变速。机床采用双速电机和六个电磁离合器完成18级变速。第三章数控机床的主传动系统第三章数控机床的主传动系统第三章数控机床的主传动系统5．内装电动机主轴变速这种主传动是电动机直接带动主轴旋转，如图3-2d所示，因而大大简化了主轴箱体与主轴的结构，有效地提高了主轴部件的刚度，但主轴输出转矩小，电动机发热对主轴的精度影响较大。第三章数控机床的主传动系统第一章数控机床概述第三章数控机床的主传动系统三、高速主轴的设计自20

8、世纪80年代以来，数控机床、加工中心主轴向高速化发展。高速主轴的发展是以航空工业、家电、汽车等工业追求机械零件的轻量化而普遍采用铝合金零件后，提出的轻铝合金高速加工的课题而产生的。的关系。第三章数控机床的主传动系统对于钢铁等黑色金属的加工，由于刀具