第3章数控机床主传动系统设计ppt课件.ppt

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1、第3章数控机床主传动系统设计3.1主传动系统设计概述3.1.1数控机床主传动系统的特点①转速高、功率大。②变速范围宽。③主轴变速迅速可靠。④主轴组件的耐磨性高，使传动系统具有良好的精度保持性。3.1主传动系统设计概述3.1.2主传动系统的设计要求①主轴具有一定的转速和足够的转速范围、转速级数，能够实现运动的开停、变速、换向和制动，以满足机床的运动要求。②主电动机具有足够的功率，全部机构和元件具有足够的强度和刚度，以满足机床的动力要求。3.1主传动系统设计概述3.1.2主传动系统的设计要求③主传动的有关结构，特别是主轴组件要有足够高的精度、抗振性，

2、热变形和噪声要小，传动效率要高，以满足机床的工作性能要求。④操纵灵活可靠，调整维修方便，润滑密封良好，以满足机床的使用要求。⑤结构简单紧凑，工艺性好，成本低，以满足经济性要求。3.1主传动系统设计概述3.1.3数控机床主传动系统配置方式（1）带有变速齿轮的主传动:通过少数几对齿轮降速，扩大输出转矩，以满足主轴低速时对输出转矩特性的要求。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。3.1主传动系统设计概述3.1主传动系统设计概述（2）通过带传动的主传动电动机本身的调速就能够满足要求，不用齿轮变速，可以避免齿轮传动引

3、起的振动与噪声。它适用于高速、低转矩特性要求的主轴。常用的是V带和同步齿形带。3.1主传动系统设计概述3.1主传动系统设计概述（3）两个电动机分别驱动主轴高速时电动机通过带轮直接驱动主轴旋转，低速时，另一个电动机通过两级齿轮传动驱动主轴旋转，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，克服了低速时转矩不够且电动机功率不能充分利用的缺陷。3.1主传动系统设计概述（4）内装电动机主轴传动这种主传动方式大大简化了主轴的结构，有效地提高了主轴部件的刚度，但主轴输出转矩小，电动机发热对主轴影响较大。3.1主传动系统设计概述3.1

4、.4主传动系统的类型(1)按动力源的类型可分为交流电动机驱动和直流电动机驱动。交流电动机驱动中又分为单速交流电动机驱动、调速交流电动机驱动和交流伺服电动机驱动。调速交流电动机动又有多速交流电动机驱动和变频调速交流电动机驱动。驱动方式的选择主要根据变速形式和运动特性要求来确定。3.1主传动系统设计概述（2)按传动装置类型可分为机械传动装置液压传动装置电气传动装置以及它们的组合3.1主传动系统设计概述(3)按变速的连续性可以分为分级变速传动和无级变速传动。分级变速传动是在一定的变速范围内均匀、离散地分布着有限级数的转速，变速级数一般不超过20~30级

5、。分级变速传动方式有滑移齿轮变速、交换齿轮变速和离合器(如摩擦片式、牙嵌式、齿轮式离合器)变速。3.1主传动系统设计概述无级变速传动可以在一定的变速范围内连续改变转速，以便得到最有利的切削速度；能在运转中变速，便于实现变速自动化；能在负载下变速，便于车削大端面时保持恒定的切削速度，以提高生产效率和加工质量。无级变速传动可由机械摩擦无级变速器、液压无级变速器和电气无级变速器实现。3.1主传动系统设计概述数控机床和大型机床中，有时为了在变速范围内，满足一定恒功率和恒转矩的要求，或为了进一步扩大变速范围，常在无级变速器后面串接机械分级变速装置。3.2分

6、级变速主传动系统设计(1)机床主传动运动设计的任务按照已确定的运动参数、动力参数和传动方案，设计出经济合理、性能先进的传动系统。(2)主要设计内容:拟定结构式或结构网;拟定转速图，拟定各传动副的传动比;确定带轮直径、齿轮齿数;布置、排列齿轮，绘制传动系统图。3.2分级变速主传动系统设计3.2.1转速图的概念转速图由“三线一点”组成，即传动轴线、转速线、传动线和转速点。3.2分级变速主传动系统设计转速图可以清楚地表示:主轴各级转速的传动路线;主轴得到这些转速所需的变速组数目及每个变速组中的传动副数;各个传动比的数值;传动轴的数目;传动顺序及各轴的转

7、速级数与大小。3.2分级变速主传动系统设计3.2.2变速规律机床主轴多级转速是由数个变速传动组(简称变速组或传动组)串联实现的。这是主传动变速系统的基本形式，称为基型变速系统(或常规变速系统)，即以单速电动机驱动，由若干变速组串联，使主轴得到既不重复又排列均匀(指单一公比)的等比数列转速的变速系统。3.2分级变速主传动系统设计3.2.2变速规律一些术语:1)级比:同一变速组内相邻两传动比之比2)级比指数:相邻两传动比相距的格数称为级比指数3)基本(变速)组:变速组的级比指数为14)扩大(变速)组:起变速扩大作用的变速组3.2分级变速主传动系统设计

8、5)变速组的变速范围:该变速组的最大传动比iimax与最小传动比iimin之比:变速组内相邻两传动比之比(级比)xi-----相邻两传动