机械传动结构

主
但主轴输出扭矩小，电机发
传
热对主轴影响较大
动 电主轴
系
统
07:51 11
数 §5.2 数控机床的主传动系统
控
技
术 主传动系统
变速箱
Ⅳ
07:51
主轴箱
第
脉冲发生器
Ⅲ
二
节
Ⅱ
液压制动器
数
Ⅰ
控
测速发电机2
机
床
主
测速发电机1
传
动
直流电动机
系
统
图6-8 主传动系统
12
07:51
数 §5.2 数控机床的主传动系统
床
两个摆角坐标合成矢量应能在半球空间范围内
的
的任意方位变动
布
局
9
07:51
数 §5.1 数控机床的布局
控 技
术 五坐标数控机床布局方式：
三个直线坐标集中于立柱上，两个回转坐
第
标设置在工作台上，用于中小型加工
一 节
规格较大时，可以使用龙门式结构转动由 刀具来完成
数 控 机 床 的 布 局
机
75°几种
床
角度小，排屑不便，宜人性差
的
角度大，导规导向性差，受力
布
情况变差
局
07:51 6
07:51
数 §5.1 数控机床的布局
控 技
术 加工中心
多采用
第
工作台不升降，
一
动立柱结构，主轴箱在立柱上做上下运
节
动
数 刚性好、工艺性好、精度高、动态性
控
能好
机
床
的
布
局
7
数 §5.1 数控机床的布局
数 控
的影响。
机 床
的 布
局
4
07:51
数 §5.1 数控机床的布局
控
技 术
需要考虑：
要从机床的加工原理（各个部件之间的相
对运动关系），结合考虑工件的形状、尺
第
寸和位置关系等因素，来确定主要部件间
一 节
的相对位置和配置；
考虑总体布局和机床结构性能关系，兼顾
数
机床有良好的精度、刚度、抗震性和热稳
三
无键弹性环联轴节
节
套筒式联轴节
机 械 传 动 结 构
20
07:51
数 联轴节
控
技 术
无键弹性环联轴节
主动轴1和从动轴3，分别插入轴套6的两端。
接驱动，可以实现更高的速度、精度和效
第 三 节
率，同时结构紧凑、重量轻、振动小、噪 音低、响应快，易于实现主轴定位。
机 主要问题：要求电机功率大、体积小，即
械
要有很宽的恒功率区，又要保持一定的输
传
出扭矩；发热量大
动
结
构
14
数 内装式电主轴
控 技 术
第 三 节 机 械 传 动 结 构
07:51 15
10
数 §5.2 数控机床的主传动系统
控
技 术
主传动系统是实现主运动的传动系统， 转速高、传递的功率大
1. 可以分为三类：
第
电机经过一对齿轮变速后，
二
通过两联滑移齿轮传动主轴，
节
大、中型数控机床常采用这 种变速方式
数 控
电机经过同步齿形带传动， 用于小型数控机床和数控车 床上
机 床
电机直接带动主轴旋转，有 效地提高了主轴部件的刚度，
数控机床是一种高精度、高效率的自动化 机床，它的机械部分较普通机床有更高的 要求，如高刚度、高速度、低摩擦等
如何提高机床的刚度和精度是本章核心内 容
3
07:51
数 §5.1 数控机床的布局
控 技 术
第
数控机床总体布局目前已经形成
一 节
了一些传统的、经过考验的固定形式。
它的好坏对机床的制造和使用都有很大
数 控 技 术
第 五
章 机械传动结构
机 械 传 动 结 构
07:51 1
数 §5 机械传动结构
控 技
术 本章主要内容：
数控机床的布局
第 数控机床的主传动系统
五 章
数控机床的机械传动结构
数控机床的工作台与导轨
机
械
传
动
结
构
07:51 2
07:51
数 §5 机械传动结构
控 技
术 1. 引言
节
机 械
周向弹簧调整结构。两个薄斜齿轮1和2， 依靠四个弹簧4拉紧，分别贴紧在宽斜
传 齿轮齿间的两侧，以消除齿轮传动间隙。
动 结 构
此方法可实现直齿齿轮磨损后的间隙自 动补偿。
19
07:51
数 §5.3 进给伺服系统的机械传动结构
控 技
术 2. 联轴节
直接连接两根轴(直径不同也可以）的组件
第 几种常见的联轴节：
控 技
术 1. 主轴控制原理
分：有级变速、无级变速以及分段无级变
第
速 三种
二
节 主轴电机：直流电机、交流电机
数 对主轴电机的要求：
控
大功率
机 床
宽的调速范围／高过载能力
主
Leabharlann Baidu冷却好
传
动
有反馈
系
统
13
07:51
数 §5.2 数控机床的主传动系统
控 技
术 内装式电主轴
将交流变频宽速电机和主轴连为一体的直
结 化频繁，对刚度也有特殊要求。
构
16
07:51
数 §5.3 进给伺服系统的机械传动结构
控
技 术
电机与丝杠间的连接结构
1. 齿轮传动
作用：
第
改变运动方向
三 节
降速、增矩 适应不同丝杠螺距和不同脉冲当量的配比
机 存在问题：
械 传
齿侧间隙
动 消除方法：
结
双片齿轮结构
构
双键消除间隙
07:51
数 §5.3 进给伺服系统的机械传动结构
控
技 术
1.
机械传动结构包括：
减速齿轮、连轴节、滚珠丝杠螺母副、丝
杠支承、导轨副、传动数控回转工作台的
第
蜗杆蜗轮等机械环节
三
节 2. 它们的刚性、制造精度、摩擦阻尼特性
机 械
等，对执行部件能否实现每一脉冲的微 量移动有重要影响。
传
动 3. 进给传动系统的驱动力矩很大，负载变
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07:51
数 §5.3 进给伺服系统的机械传动结构
控 技
术 消除齿轮间隙
第 三 节 机 械 传 动 结 构
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数 §5.3 进给伺服系统的机械传动结构
控
技 术
轴向弹簧调整消除齿轮间隙采用了轴向弹
簧压紧薄斜齿齿轮的两侧以消除齿轮间
隙。弹簧调整法可实现磨损后的自动补
第 偿。但对弹簧力要求较高，过低会影响 三 传动刚度，过高则会加速齿轮磨损。
控
定等功能；
机
床 全面考虑机床的外部因素，如：外观造型、
的
操作维修和人机关系等
布
局
5
数 §5.1 数控机床的布局
控
技 术
1.
数控车床
目前多采用倾斜床身
易于排屑，便于操作，宜人性
第
好
一 节
易于安装机械手，实现单机自 动化
容易实现封闭式防护，外观美
数
观简洁，占地面积小
控 倾斜角度有：45°、60° 、
控 技
术 加工中心
第 一 节 数 控 机 床 的 布 局
07:51 8
07:51
数 §5.1 数控机床的布局
控 技
术 五坐标数控机床
对转动坐标的一般要求：
第
转动坐标的摆动中心到刀具端面的距离不要过
一
大，这样可以使坐标轴摆动引起的刀具切削点
节
直角坐标的改变量小
数 控 机
工件的尺寸与质量较大，摆角进给运动由装有 刀具的部件来完成，反之则有装卡工件的部件 来完成