数控技术5

PPT文档演模板
数控技术5
§5－2 数控机床的主运动与主轴部件
一、主运动的转速、功率特性
数控机床的主运动要求：速度高、变速范围更宽（>100）、足够的功率，以 满足不同的加工要求，并能实现高速、强力切削，且通常能自动无级调速。
主运动可采用直流或交流调速电机（电气无级调速）+机械变速（有级调速）， 机械变速环节一方面可扩大变速范围，另一方面可通过降速来提高输出转矩。
自己看书。
PPT文档演模板
数控技术5
PPT文档演模板
数控技术5
数控机床上通常采用液压变速机构或电磁离合器来自动操纵滑移齿轮块，以实 现主轴的自动变速。
（1） 液压变速机构 在数控机床上应用较多。需要停车变速。 基本原理是通过电磁换向阀改变油缸的通油方式，使油缸的活塞处于不同的位
置，活塞上的拨叉拨动滑移齿轮，从而实现变速。 图5－21轴II上的三联滑移齿轮，需要有左、中、右三个啮合位置和两个空挡
对于主轴，其转速不仅取决于切削速度，还取决于工件或刀具的直径，统计 表明:
较低转速时，多用于大直径工件或刀具，因而输出转矩大；
较高转速时，则常用于小直径工件或刀具，因而输出转矩小。
即主轴主要以恒功率输出。
对于更低的主轴转速，常用于一些特殊工序，如光整、精镗等，需要的输出 功率较小，为恒转矩输出。
PPT文档演模板
PPT文档演模板
数控技术5
（2）电磁离合器变速
电磁离合器有摩擦片式和牙嵌式两种， 摩擦片式可实现不停车变速，但发热严重，结构尺寸大。 牙嵌式能传递较大扭矩，结构紧凑，发热少，啮合过程中无滑动。
PPT文档演模板
数控技术5
§5－3 进给传动系统
进给运动是数字控制的直接对象，影响加工工件的最终精度。 进给传动链： 电机——（齿轮副）—— 蜗轮蜗杆副——导轨——工作台（刀具、工件）
PPT文档演模板
数控技术5
1。刚性调整法
调整之后齿侧间隙不能自动补偿。结构比较简单。图5－46，图5－47，图5－ 48为几种典型方法。
PPT文档演模板
数控技术5
PPT文档演模板
数控技术5
2。柔性调整法
调整之后齿侧间隙可自动补偿，但结构比较复杂，传动刚度低。
如图5－49是双齿轮错齿式消除间隙结构。弹簧3的两头分别固接在两个薄齿 轮上，弹簧的拉力使两薄齿轮错位，即两薄齿轮的左、右齿面分别贴在相啮合的 厚齿轮的左、右齿面上，从而消除了齿侧间隙。弹簧的拉力可通过螺母6调节， 然后可随间隙的变化在一定范围内自动补偿。
数控技术-5
PPT文档演模板
2020/11/21
数控技术5
第五章 数控机床的结构与传动
§5－1 数控机床的结构要求 数控机床的结构要求与普通机床相似，如：静刚度、抗振性、 热稳定性、摩擦特性、传动精度等各方面的要求。 但数控机床作为一种高精度、高效率的自动化加工设备，其要 求更高，且传动系统要简单，辅助、选用装置稍多，如自动换刀装 置、自动变速装置。
数控技术5
PPT文档演模板
数控技术5
（2）电磁离合器变速
利用电磁效应来接通或切断运动的元件。易于实现自动操作。
如图5－24 是采用电磁离合器变速的传动系统图，二级齿轮实现四档变速，其 中Z1、Z3、Z5、Z7四个齿轮空套在轴上，只有在离合器M1、M2、M3、M4吸合时， 空套齿轮才能传动。表5－6为对应的4档变速。
丝杆螺母副 齿 轮齿条副 蜗杆蜗条副 其中各部分的作用：
PPT文档演模板
数控技术5
§5－3 进给传动系统
设计和选用进给系统的机械传动机构时，要求考虑： （1） 减少摩擦阻力
为提高 快速响应特性。摩擦阻力主要来自于传动机构和导轨 （2）提高传动精度和刚度，消除传动间隙
传动精度和刚度主要取决于丝杆螺母付等及其支承结构的刚度， 传动间隙主要来自于各传动付。 1° 减速传动——降低——提高精度 2° 预紧——提高刚度，减少变形 3° 消除传动间隙 （3）减少运动惯量（改善启、制动特性） 减少运动部件（尤其是高速运动部件）的质量。
数控技术5
主轴的功率（转矩）特性曲线如图5－18所示。 其中的nj为计算转速，也是主轴输出最大功率的最低转速（最大转矩）。
PPT文档演模板
数控技术5
二、主运动的传动与变速
1、 主运动的传动形式 主要由主电机来实现主运动的调速，使得数控机床的主传动结构 大大简化。 数控机床的主传动系统主要有三种传动形式（图5－19）：
位置，如图5－23。因此，需要一个五位液压变速机构，如图5－22。 表5－5给出了各变速档对应的电磁铁和油缸的动作。 在自动变速的过程中，为保证顺利啮合而不顶齿，应使电机低速驱动传动系统
Baidu Nhomakorabea
PPT文档演模板
数控技术5
C1、C2、C3 左、左、右 左、右、右 右、左、右 右、右、左 右、右、右
PPT文档演模板
PPT文档演模板
数控技术5
（1）带变速齿轮（图5－19a） 1～3级降速，扩大调速范围，提高 输出转矩。采用最多。
（2）皮带传动（图5－19b） 应用于小型数控机床上，传动平 稳、结构简单，但只适用于低转矩特 性要求的数控机床上
PPT文档演模板
数控技术5
（3）电机直接驱动（图5－19c、d）
优点是结构紧凑、效率高、传动误差小。但主轴的转速、变速范围、输出转 矩完全决定于电机本身，因而对电机要求较高。
PPT文档演模板
数控技术5
一、传动齿轮副
传动齿轮副的作用： 扩大变速范围、降速增大转矩、匹配进给系统的惯量、达到所需的脉冲当量。 数控机床中，对传动齿轮副主要考虑传动间隙对加工精度的影响。 传动间隙在进给换向时引起误差，且对于降速传动，末端件的间隙影响最大。
消除或减少齿轮间隙的原理，大致有两种： 一种是减少两齿轮的径向距离，以减少间隙。如图5－46，图5－47 另一种是采用双片薄齿轮结构，使两薄齿轮的左、右齿面分别贴在相啮合的厚 齿轮的左、右齿面上，从而消除了齿侧间隙。如图5－48，图5－49
PPT文档演模板
数控技术5
2 。主传动的自动变速
对于采用带有变速齿轮的主传动形式的数控机床，主轴转速的无级变速是由 电机的无级调速与齿轮有级变速相配合来实现的。
要获得主轴的某一转速，不仅要将电机转速调到（调压或调磁）相应转速上， 而且还需要保证相应的齿轮传动比。如图5－21为某数控机床的主传动系统图， 有两级变速（三档）.