CH5_endHG数控机床的机械传动结构ppt课件.ppt

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1、第五章数控机床的机械传动结构本章提要：本章主要介绍数控机床机械结构的一般要求和主要特点、数控机床的主传动系统、进给传动系统、导轨的结构以及数控机床布局等的基本形式和特点。基本要求：1、掌握主传动系统的功能、结构形式、主轴部件的结构特点以及准停的意义。2、了解齿轮、联轴节、丝杆副、导轨副的预紧方法及作用。3、了解丝杆和导轨的结构形式。4、了解丝杆和导轨的支承形式，塑料导轨的材料和特点。5、了解分度工作台和数控回转工作台结构和功能的异同，数控回转工作台实现无隙的方式。6、了解数控机床的总体布局与哪些因素有关。一.数控机床主传动系统概述数控机床的要求:高刚度、高精度、高

2、速度、低摩擦等。主传动和进给传动:高性能（变速范围很大）的交、直流伺服电动机驱动。小型数控机床的主传动系统由电动机经同步齿形带直接传动.数控机床主传动系统----由电动机经一对二联齿轮传动主轴，而二联齿轮一般由油缸活塞推动拔叉进行自动变速，8000～10000r/min。进给传动系统中由高性能伺服电机通过联轴节直接与丝杠相联，带动工作台或刀架运动，传动系统简单.提高数控机床的灵敏度----滚珠丝杠螺母副、滚动导轨、贴塑导轨为了防止不灵敏区产生，在进给传动系统中普遍采用消除间隙和预紧的措施。第一节　数控机床的主传动系统一.数控机床主传动系统概述其主要功用有：①传递动力，传递切

3、削加工所需要的动力；②传递运动，传递切削加工所需要的运动；③运动控制，控制主运动运行速度的大小、方向和起停。与进给伺服系统相比，它具有转速高、传递的功率大等特点，是数控机床的关键部件之一，对它的运动精度、刚度、噪声、温升、热变形都有较高的要求。1.对主运动系统的要求动力功率高由于对高效率的要求日益增长，加之刀具材料和技术的进步，大多数NC机床均要求有足够高的功率来满足高速强力切削。一般NC机床的主轴驱动功率在3.7kW～250kW之间。调速范围宽除了功率方面的要求外，还应使主轴转速具有足够大的调整范围。调速范围是指最高转速与最低转速之比，即：Rn=nmax/nmin在主运动

4、系统中调速范围有恒扭矩、恒功率调速范围之分，如图5-1所示，在基本转速(额定转速nc)以下是恒转速调速范围，通过调整电枢电压来实现，在nc以上是恒功率调速，通过调磁调速。而且现在恒功率调速范围尽可能大，以便在尽可能低的速度下，利用其全功率(在低速时往往由于电流的限制，只能进行恒扭矩调速。因为加工一些难加工材料所需求的转速范围相差很大，例如，钛需要低速加工，而铝合金材料却需要高速加工，而采用齿轮变速箱扩大变速范围的方法已不能满足要求。性能要求高对主轴电机的性能要求如下：①电机抗过载能力强，要求有较长时间(1～30min)和较大倍数的抗过载能力；②在断续负载下，电机转速波动要小

5、；③速度响应要快，升降速时间要短；④电机温升低，振动和噪音小；⑤可靠性高，寿命长，维护容易；⑥体积小，重量轻，与机床联接容易。二.主运动系统1.普通电机—机械变速系统—主轴部件配置方式根据数控机床的要求和目前大多数数控机床的配置现状，主运动系统的配置大致有以下四类：1.普通电机—机械变速系统—主轴部件配置方式：该配置方式是一种传统的配置方式，它能够满足各种切削运动转矩输出的要求，但变速范围不大，由于是有级变速使切削速度的选择受到限制，而且该配置的结构较复杂，所以现在仅有少数经济型数控机床采用该配置，其他已很少采用。图5-2普通电机—机械变速系统—主轴部件配置方式2.变频器—

6、交流电机—1～2机械变速—主轴部件配置方式这种配置如图5-3所示，变频电机经一对齿轮变速后，再通过二联滑移齿轮传动主轴，使主轴获得高速段和低速段转速。其优点是能够满足各种切削运动的转矩输出，且具有大范围的速度变化能力，相对上述配置方案具有结构简单、安装调试方便，且在传动上能满足转速与转矩的输出要求，但其调速范围及动力特性相对于交、直流主轴电机系统而言要差一些。主要用于经济型或中低档数控机床上。3.交、直主轴电机—主轴部件配置方式这种配置形式如图5-4(a)所示，电机经同步齿形带传动主轴，电机是性能更好的交、直流主轴电机(图5-4(b))，其优点是变速范围宽，最高转速可达80

7、00r/min，在传动上能基本能满足目前大多数数控机床的要求，易于实现丰富的控制功能、其结构简单、安装调试方便，可满足现在中高档数控机床的控制要求。但对于越来越高的速度的需求，该配置方式已难以满足。4.电主轴主轴与电机一体结构－－电主轴（或内装式主轴电机），其结构示意图如图5-5(a)所示。组成：空心轴转子、带绕组的定子、速度检测元件。空心轴转子，它既是电机的转子，也是主轴，中间是空心的，用于装夹刀具或工件；带绕组的定子，它和其他电机相似。这种电机构成了较简单的主运动部件。图5-5(a)电主轴结构示意图4.电主轴特