数控机床与维护 教学课件 作者 任级三 孙承辉第2章2章4节.ppt

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1、第四节数控机床的主传动系统一、  传动系统的特点数控机床与普通机床比较，有下列特点：1.所选用电机的区别：目前，数控机床的主传动电机已不再采用普通的交流异步电机或传统的直流调速电机，它们已逐步被新型的交流调速电机和直流调速电机所代替。2.转速高、功率大：它能使数控机床进行大功率切削和高速切削，实现高效率加工。第二章数控机床的机械结构3.变速范围大：数控机床的主传动系统要求有较大的调速范围，一般R0>100，以保证加工时能选用合理的切削用量，从而获得最佳的生产率、加工精度和表面质量。4.主轴速度的变换迅速可靠：数控

2、机床的变速是按照控制指令自动进行的。由于直流和交流主轴电机的调速系统日趋完善，不仅能够方便地实现宽范围的无级变速，而且减少了中间传递环节，提高了变速控制的可靠性。第四节数控机床的主传动系统第二章数控机床的机械结构数控机床主轴变速方式数控机床主传动主要有以下三种配置方式，。1.带有变速齿轮的主传动2.通过带传动的主传动3.调速电机直接驱动的主传动如图2-22所示第四节数控机床的主传动系统第二章数控机床的机械结构1.带有变速齿轮的主传动通过几对齿轮降速，成为分段无级变速，确保低速时有足够的扭矩，以满足主轴输出扭矩特性

3、的要求。滑移齿轮的位移常采用液压拨叉或直接有液压缸带动齿轮来实现。这种配置方式在大中型数控机床中应用较多，也有一部分小型数控机床采用这种传动方式，获得强力切削需要的扭矩。如图2-22a所示第四节数控机床的主传动系统第二章数控机床的机械结构图2－22abc第四节数控机床的主传动系统第二章数控机床的机械结构2.通过带传动的主传动同步带传动是一种综合了带、链传动优点的新型传动。带的工作面及带轮外圆上均制成齿形，通过带轮与轮齿相嵌合，做无滑动的啮合传动。带内采用了承载后无弹性伸长的材料作强力层，以保持带的节距不变，使主、

4、从动带轮做无相对滑动的同步传动。如图2-22b所示。图2-22数控机床主传动的配置方式第四节数控机床的主传动系统第二章数控机床的机械结构3.调速电机直接驱动的主传动这种传动方式大大简化了主轴箱与主轴的结构，提高了主轴部件的刚度。但主轴输出扭矩小，电动机发热对主轴影响较大。近年来，多采用交流伺服电动机，它的功率一般很大，工作效率也高。如图2-22c所示。第四节数控机床的主传动系统第二章数控机床的机械结构三、主传动的基本要求数控机床和普通机床一样，主传动系统也必须通过变速，才能使主轴获得不同的转速，以适应不同的加工要

5、求。并且在变速的同时，还要求传递一定的功率和足够的转矩，满足切削的需要。数控机床作为高度自动化的设备，它对主传动系统的基本要求有以下几点第四节数控机床的主传动系统第二章数控机床的机械结构⑴为了达到最佳切削效果，一般都应在最佳切削条件下工作，因此，主轴一般都要求能实现无级变速。⑵要求机床主轴系统必须具有足够高的转速和足够大的功率，以适应高速、高效的加工要求。⑶为了降低噪声、减少发热、减少振动，主传动系统应简化结构，减少传动件。第四节数控机床的主传动系统第二章数控机床的机械结构⑷在加工中心上，还必须具有安装刀具和刀具

6、交换所需的自动夹紧装置，以及主轴定向准停装置，以保证刀具和主轴、刀库、机械手的正确啮合。⑸为了扩大机床功能，实现对C轴位置（主轴回转角度）的控制，主轴还需要安装位置检测装置，以便实现对主轴位置的控制。第四节数控机床的主传动系统第二章数控机床的机械结构四主轴的联结形式1.用辅助机械变速机构联接在大、中型数控机床上，为了使主轴在低速时获得大转矩和扩大恒功率调速范围，通常在使用无级变速传动的基础上，再增加两级或三级辅助机械变速机构作为补充。它使主轴的低速输出扭矩提高了4倍，恒功率范围由原来的1：4增加到了1：16，而主

7、轴的最高转速仍保持6000r/min不变。第四节数控机床的主传动系统第二章数控机床的机械结构图2-23主轴输出转矩、功率曲线第四节数控机床的主传动系统第二章数控机床的机械结构2.定传动比的联结形式在小型数控机床上，主电动机和主轴一般采用定传动比的联结形式，或是主电动机和主轴直接联结的形式。在使用定传动比传动时，为了降低噪声与振动，通常采用V带或同步皮带传动。电动机和主轴直接联结的形式，可以大大简化主轴传动系统的结构，有效提高主轴刚度和可靠性。第四节数控机床的主传动系统第二章数控机床的机械结构3.采用电主轴在高速加

8、工机床上，大多数使用电动机转子和主轴一体的电主轴，可以使主轴达到每分钟数万转、甚至十几万转的高速，主轴传动系统的结构更简单、刚性更好。第四节数控机床的主传动系统第二章数控机床的机械结构五、主轴部件的支承主轴部件是数控机床的关键部件之一，它直接影响机床的加工质量。主轴部件包括主轴的支承、安装在主轴上的传动零件等。1.主轴轴承数控机床的主轴一般都采用滚动轴承作为支承，图2-2