数控车床主传动系统设计

1序言

数控车床是高度自动化机床,数控车床主传动系统的特点是:①机床有足够高的转速和大的功率,以适应高效率加工的需要；②主轴转速的变换迅速可靠,一般能自动变速；③主轴应有足够高的刚度和回转精度；④主轴转速范围应很广,如对铝合金材料的高速切削,几乎没有上限的限制,主轴最高转速取决于主传动系统中传动元件的允许极限(如主轴轴承允许的极限转速),而最低转速则根据加工不锈钢等难加工材料的要求来确定。现以我们厂自行设计生产的DS11型全功能数控车床为例,介绍主传动系统的设计。

2车床主传动方式的选择

图1DS11主传动系统图

图1是该车床主传动系统图,主传动采用分离传动。运动是从15kW的直流主电机经三角皮带传至变速箱,通过齿轮变速使主轴获得4级固定转速,再由主电机调速使主轴转速达到26～2360r/min,在4档范围内均可进行恒速切削。主轴的4级机械变速是用油缸推动滑移齿轮来实现的。在变速时,主电机低速转动。齿轮啮合后压上行程开关。同时发令,使电机停止摇摆,并启动主轴运动。当改变主电机旋转方向时,可以得到相同的主轴正、反转。螺纹切削是通过与主轴1∶1传动的主轴脉冲发生器发出同步脉冲讯号来实现的。

变速箱固定在主轴箱上,靠法兰盘定心。法兰盘内孔与主轴的中间轴承外圆相配,法兰盘外圆与变速箱体孔相配,以保证主轴三个轴承孔同心,并使齿轮正确啮合。这种分离传动将变速箱直接把在主轴箱上,即变速齿轮直接传动主轴,省去皮带传动的中间环节,使结构紧凑。同时,主轴与变速齿轮分装于两箱,以达到分离、减少主轴的热变形、提高主轴的刚性和精度的目的。

3功率扭矩特性

图2是功率扭矩特性及转速图。主电机的最高转速为3500r/min,额定转速为1160r/min,恒功率调速范围为3,皮带轮的传动比为133∶236。变速箱中齿轮传动比见图2。

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