快速回转驱动装置的设计
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Ａ ｂ ｔ ａ ｔ ｎ ｔ ｅ ｐ ｏ ｅ ｓ ｏ ｖ ｌｐｐ ｎ ｈ ｉｈ ｓ ｅ ｄ ｍａ ｈｉｉ ｇ ｃ ｎ ｅ ， ａ ｒ ｐｉ ｏ ａｉ ｇ ｄ ｉｅ ｍ ｅ ｈ ｎｓ ｆｒ ｓｒ ｃ ：Ｉ ｈ ｒ ｃ ｓ ｆｄｅ ｅｏ ｉ ｇ ｔ ｅ ｈ ｇ ｐ ｅ ｃ ｎ ｎ ｅ ｔｒ ａ ｄ ｒ ｔｔｎ ｒｖ ｃ ａ ｉｍ ｏ ＡＰＣ ｉ ｅ ｉｎ ｄ ｔ ｒ ｖｄｅｔ ｅ ｍ ａ ｈ ｎ ｔ ａ ａ ｉｉ ｆｑ ｉ ｋ ｐ ｌ ｔｃ ｎ ｅ Ｔｈ ｓｍｅ ｈ ｎ ｓ ｆ ａｕ ｅ ｓｄ ｓｇ ｅ ｏ ｐ ｏ ｉ ｈ ｃ ｉ ｅ ｗｉｈ ｃ ｐ ｂ ｌ ｙ ｏ ｕ ｃ ａｌ ｈａ ｇ ． ｔ ｅ ｉ ｃ ａ ｉｍ ｅ ｔ ｒ ｓ ｏ ｉｈ ｓ ｅ ｎ ｈ ｇ ｐｅ ｄ， ｓ ｏ ｔ ｎ ｏ ｉ ｐ ｃ ． ｍ ｏ ｈ ａ ｄ ｎ ｍ ａ ｔ
阶段人 手 ， 前后 两阶段 相互 为逆过 程 ， 设定 为 占用 时 间
快 速移动 速 度 应 大 于 ６ ／ ｉ， 力 加 速 度 应 为 １ ０ｍ ｒｎ 重 ａ
共 １６Ｓ ． 。针对 转臂 回转 进行进 一 步分析 ， 动过 程应 运 为： 回转 速度 由 ０经过加 速运 动 到一定 速度 ， 作减 速 再
Ｚ ＨＯＵ Ｊａ ｄ ｎ ｉｎ ｏ ｇ
（ ｅｖ — ｕｙＭａｈｎ ｏｌ ｎｔｕｅ Ｄ ｌ ｎＭａｈｎ ｏｌ ｒｕ ｏ ． Ｄ ｌ ｎ１６ ２ Ｃ Ｎ） Ｈ ａｙ ｄｔ ｃ ｉｅＴ ｏ Ｉｓ ｔ ， ａｉ ｃ ｉｅＴ ｏ Ｇ ｏｐ Ｃ ｒ ， ａ ａ ０ ０， Ｈ ｉｔ ａ ｐ ｉ １
２ 初 步 方 案
根据 设计 要求 ， 虑 有 两 种设 计 方 向可 选 。一 是 考
１ 问题 分 析
分析 回转托 板 的托 板 交 换 过程 为 ： 板 抬 起一 转 托 臂 回转一 托板 落下 。要 缩 短 交 换 时 间 ， 要 从 这 三个 就
［ ］ 波 ， 慎 丰 ， 志 奇 舵 机 滚 珠 丝 杠 副 测 试 系 统 的设 计 与 实 现 ［ ］ ５张 渠 王 Ｊ． 微 计 算 机信 息 ，０ ５，１ ３ ：６ ５ ７ ． ２０ ２ （ ）５ — ７，５ ［］ 洁， ６焦 肖正 义 ． 珠 丝 杠 副 综 合 测 试 技 术 ［ ］ 现 代 零 部 件 ，０ ４ 滚 Ｊ ２ ０
在 ４ ４Ｓ内完成 加 速 、 速 、 速平 稳 的 回转 ， ． 减 快 问题 就
得 到 了解决 。
３ ， ０ Ｓ交换 时 间 占用 了机 床 的工 作 时 间 。为 了提 高 机
床 的市场竞 争力 ， 决定设 计 一 个 能够 承 载 ５ ｔ 以上 ， 交 换 时 间为 ６Ｓ 回转托 板交换 装 置 。 的
的快速 回转 驱动装 置 。此装 置特点 ： 速 、 稳无 冲击 。 高 平 关键 词 ： 条油 缸 曲柄连 杆 齿 中图分类 号 ： Ｈ１２ Ｔ ２ 托 板 交换装 置 齿轮 正 弦 曲线 文献标识 码 ： Ａ
Ｄｅｓｇｎ ｏ ｉ ｆＲａｐｄ Ｒｏｔ ｔｎ ｉｅ Ｍ ｅ ａｎｓ ｉ ａ ｉ ｇ Ｄｒ ｃｈ ｉｍ ｖ
运动 到速 度为 ０ 完 成 １０ 的 回转 。这 一 过 程则 需 要 ， ８。
左右 ， 这些 技术参 数 已经 在设 计 上 得 到 了实 现 。而市 场 上作 为高速加 工 中心 产 品 的 回转 托 板 交换 装 置 ， 承
载 能力大 多在 ５ｔ 右 ， 左 交换 时 间在 １ ０ Ｓ以 上甚 至 到
大 学 出版 社 ，０ ３ ２０．
【］ ８ 宋现春 ， 刘剑 ， 王兆坦 ， ． 等 高速滚珠丝杠 剐综 合性能试验 台的研制
开发 ［ ］ 工具技术 ，０５，９ ３ ：４ ３ ． Ｊ． ２０ ３ （ ）３ — ６
Ｋｅ ｗｏ ｄ ｙ ｒ ｓ：Ｒａ ｋ Ｃｙ ｉｄ ｒ ｃ ｌｎ ｅ ；Ｃｒｎｋ Ｃｏ ｎ ｃｉ ｇ Ｒｏ ａ ｎ ｅ ｔ ｄ；ＰａｌｔＣｈ ｎ ｅ ；Ｇｅ ｒ ｉ ｅ Ｃｕ ｖ ｎ ｌｅ ａ ｇ ｒ ａ ；Ｓ ｎ ｒ ｅ
一
般 认为 ， 高速 加工 中心的 、 ｚ三个 坐标 轴 的 ｙ、
（ ） ３ — ２ ６ ：８ ４ ．
采用 伺服 电动 机来解 决 回转 的 加减 速 问题 ； 是 通 过 二 机械 结构 来解 决这一 问题 。由于在 负载 的情况 下 回转
惯性 比较 大 ， 果采用 伺 服 电动 机则 相对 成本会 提 高 ， 如
［ ２ 宋现舂 ， １］ 张刚， 厉超． 滚珠丝杠副摩擦 力矩测量 系统的研制 ［ ］ 山 Ｊ．
［］ ７ 王兆坦 ， 刘宪银 ， 李保民， 影响滚珠 丝杠副热 伸长 的因素及解决 等． 对策 ［ ］ 制造技术 与机床 ，０ ７ １ ：２ — ３ ． Ｊ． ２ ０ （０） １９ １３
［４ 杨乐平 ， １］ 李海涛 ， 赵勇 ， Ｌｂ ＩＷ 高级稗序设计［ ． 等．ａ Ｖ Ｅ Ｍ］北京 ： 清华
东 建 筑 大学 学 报 ，０ ７，２ ３ ：４ — ４ ． ２０ ２ （ ）２ ０ ２ ２
［ ３ 宋现 春， １］ 孙溪 ， 张强． 基于虚拟 仪器技术 的滚珠丝杠 副摩擦力矩测
试 系统 设 计 ［］ 组 合机 床 与 自动 化 加 工 技 术 ，０ ８ ３ ：－ ． Ｊ． ２ ０ （ ）７ ９
Ｆ ｎｔ ｎ ｎｓ ｕ ｃｏ ｉ ｉ Ｕ ｔ
功 能 部 Baidu Nhomakorabea
快 速 回转 驱 动 装 置 的设 计
周 建 东
（ 大连机 床集 团有 限责任 公 司重型机 床研 究所 ， 宁 大连 １６ ２ ） 辽 １０ ０ 摘 要 ： 开发设 计 高速加 工 中心 的 过程 中 ， 了使机 床具 备 托板 快速 交 换 功能 ， 计 了一种 以 液压 为 动 力 在 为 设
阶段人 手 ， 前后 两阶段 相互 为逆过 程 ， 设定 为 占用 时 间
快 速移动 速 度 应 大 于 ６ ／ ｉ， 力 加 速 度 应 为 １ ０ｍ ｒｎ 重 ａ
共 １６Ｓ ． 。针对 转臂 回转 进行进 一 步分析 ， 动过 程应 运 为： 回转 速度 由 ０经过加 速运 动 到一定 速度 ， 作减 速 再
Ｚ ＨＯＵ Ｊａ ｄ ｎ ｉｎ ｏ ｇ
（ ｅｖ — ｕｙＭａｈｎ ｏｌ ｎｔｕｅ Ｄ ｌ ｎＭａｈｎ ｏｌ ｒｕ ｏ ． Ｄ ｌ ｎ１６ ２ Ｃ Ｎ） Ｈ ａｙ ｄｔ ｃ ｉｅＴ ｏ Ｉｓ ｔ ， ａｉ ｃ ｉｅＴ ｏ Ｇ ｏｐ Ｃ ｒ ， ａ ａ ０ ０， Ｈ ｉｔ ａ ｐ ｉ １
２ 初 步 方 案
根据 设计 要求 ， 虑 有 两 种设 计 方 向可 选 。一 是 考
１ 问题 分 析
分析 回转托 板 的托 板 交 换 过程 为 ： 板 抬 起一 转 托 臂 回转一 托板 落下 。要 缩 短 交 换 时 间 ， 要 从 这 三个 就
［ ］ 波 ， 慎 丰 ， 志 奇 舵 机 滚 珠 丝 杠 副 测 试 系 统 的设 计 与 实 现 ［ ］ ５张 渠 王 Ｊ． 微 计 算 机信 息 ，０ ５，１ ３ ：６ ５ ７ ． ２０ ２ （ ）５ — ７，５ ［］ 洁， ６焦 肖正 义 ． 珠 丝 杠 副 综 合 测 试 技 术 ［ ］ 现 代 零 部 件 ，０ ４ 滚 Ｊ ２ ０
在 ４ ４Ｓ内完成 加 速 、 速 、 速平 稳 的 回转 ， ． 减 快 问题 就
得 到 了解决 。
３ ， ０ Ｓ交换 时 间 占用 了机 床 的工 作 时 间 。为 了提 高 机
床 的市场竞 争力 ， 决定设 计 一 个 能够 承 载 ５ ｔ 以上 ， 交 换 时 间为 ６Ｓ 回转托 板交换 装 置 。 的
的快速 回转 驱动装 置 。此装 置特点 ： 速 、 稳无 冲击 。 高 平 关键 词 ： 条油 缸 曲柄连 杆 齿 中图分类 号 ： Ｈ１２ Ｔ ２ 托 板 交换装 置 齿轮 正 弦 曲线 文献标识 码 ： Ａ
Ｄｅｓｇｎ ｏ ｉ ｆＲａｐｄ Ｒｏｔ ｔｎ ｉｅ Ｍ ｅ ａｎｓ ｉ ａ ｉ ｇ Ｄｒ ｃｈ ｉｍ ｖ
运动 到速 度为 ０ 完 成 １０ 的 回转 。这 一 过 程则 需 要 ， ８。
左右 ， 这些 技术参 数 已经 在设 计 上 得 到 了实 现 。而市 场 上作 为高速加 工 中心 产 品 的 回转 托 板 交换 装 置 ， 承
载 能力大 多在 ５ｔ 右 ， 左 交换 时 间在 １ ０ Ｓ以 上甚 至 到
大 学 出版 社 ，０ ３ ２０．
【］ ８ 宋现春 ， 刘剑 ， 王兆坦 ， ． 等 高速滚珠丝杠 剐综 合性能试验 台的研制
开发 ［ ］ 工具技术 ，０５，９ ３ ：４ ３ ． Ｊ． ２０ ３ （ ）３ — ６
Ｋｅ ｗｏ ｄ ｙ ｒ ｓ：Ｒａ ｋ Ｃｙ ｉｄ ｒ ｃ ｌｎ ｅ ；Ｃｒｎｋ Ｃｏ ｎ ｃｉ ｇ Ｒｏ ａ ｎ ｅ ｔ ｄ；ＰａｌｔＣｈ ｎ ｅ ；Ｇｅ ｒ ｉ ｅ Ｃｕ ｖ ｎ ｌｅ ａ ｇ ｒ ａ ；Ｓ ｎ ｒ ｅ
一
般 认为 ， 高速 加工 中心的 、 ｚ三个 坐标 轴 的 ｙ、
（ ） ３ — ２ ６ ：８ ４ ．
采用 伺服 电动 机来解 决 回转 的 加减 速 问题 ； 是 通 过 二 机械 结构 来解 决这一 问题 。由于在 负载 的情况 下 回转
惯性 比较 大 ， 果采用 伺 服 电动 机则 相对 成本会 提 高 ， 如
［ ２ 宋现舂 ， １］ 张刚， 厉超． 滚珠丝杠副摩擦 力矩测量 系统的研制 ［ ］ 山 Ｊ．
［］ ７ 王兆坦 ， 刘宪银 ， 李保民， 影响滚珠 丝杠副热 伸长 的因素及解决 等． 对策 ［ ］ 制造技术 与机床 ，０ ７ １ ：２ — ３ ． Ｊ． ２ ０ （０） １９ １３
［４ 杨乐平 ， １］ 李海涛 ， 赵勇 ， Ｌｂ ＩＷ 高级稗序设计［ ． 等．ａ Ｖ Ｅ Ｍ］北京 ： 清华
东 建 筑 大学 学 报 ，０ ７，２ ３ ：４ — ４ ． ２０ ２ （ ）２ ０ ２ ２
［ ３ 宋现 春， １］ 孙溪 ， 张强． 基于虚拟 仪器技术 的滚珠丝杠 副摩擦力矩测
试 系统 设 计 ［］ 组 合机 床 与 自动 化 加 工 技 术 ，０ ８ ３ ：－ ． Ｊ． ２ ０ （ ）７ ９
Ｆ ｎｔ ｎ ｎｓ ｕ ｃｏ ｉ ｉ Ｕ ｔ
功 能 部 Baidu Nhomakorabea
快 速 回转 驱 动 装 置 的设 计
周 建 东
（ 大连机 床集 团有 限责任 公 司重型机 床研 究所 ， 宁 大连 １６ ２ ） 辽 １０ ０ 摘 要 ： 开发设 计 高速加 工 中心 的 过程 中 ， 了使机 床具 备 托板 快速 交 换 功能 ， 计 了一种 以 液压 为 动 力 在 为 设