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5.3数控机床的主传动系统教学教案.ppt
5.3 数控机床的主传动系统;5.3.1 数控机床主传动系统的特点
与普通机床相比较,数控机床的主传动系统具有如下特点:
(1)采用直流或交流主轴电动机 现代数控机床的主传动电动机已不再采用普通的交流异步电动机或传统的直流调速电动机,一般采用直流或交流主轴电动机。这种电动机调速范围广,可实现无级调速,因此主轴箱结构简化。 ; ; ;5.3.2 主传动系统的配置方式 根据数控机床的类型与大小,其主传动主要有以下四种形式。; ; ; ; ;5.3.3 主传动系统的分类
按照变速的连续性分为:分级变速传动和无级变速传动;a.转速图 转速图由“三线一点”组成:传动轴线、转速线、传动线和转速点。是分析和设计主传动系统的特殊图线。; ; 图(b)为该传动系统的转速图:
传动轴线:间距相等的一组竖直线(细线)表示各传动轴。
转速线:间距相等的一组水平线(细线)表示转速的对数坐标。
转速点:传动轴格线上的圆点表示该轴所具有的转速。
传动线:传动轴格线间的转速点连线(粗线)表示相应传动副的传动比,称为传动比连线。
; 转速线:
由于主轴转速是等比数列,则相邻两转速有下列关系:
…
两边取对数,得:
…
结论:任意相邻两转速的对数之差均为同一数,将转速坐标取为对数坐标时,则任意相邻两转速都相距一格。为了方便,转速图上不写符号,而是直接标出转速值(即对数真值)。转速线间距大小,并不代表公比?的数值大小。;传动线:
传动线有如下几个特点:
传动线的倾斜方向和倾斜程度表示传动比的大小。
由一个主动转速点引出的传动线数目,表示该变速组中不同传动比的传动副数。
两个传动轴格线间相互平行的传动线,表示同一个传动副的传动比。
所以转速图可以清楚地表示:传动轴的数目,主轴及各传动轴的转速级数、转速值及其传动路线,变速组的数目及传动顺序,各变速组的传动副数目及传动比数值等??(三线一点);b.变速规律 ; 级比规律:
级比:变速组内相邻传动比的比值,用 表示。其指数
用 表示。
基本组:是实现主轴转速为等比数列必不可少、最基本的变速组。其级比指数 为1,说明组中相邻传动线之间相差均为一格。
扩大组:在基本组的基础上起变速扩大作用。本图中共有两个扩大组,称为第一扩大组和第二扩大组。第一扩大组的级比指数等于基本组的传动副数。第二扩大组级比指数等于基本组传动副数和第一扩大组传动副数的乘积。依此类推,设有第 扩大组,其级比指数 … 。
;扩大顺序:变速组按其级比指数由小到大的排列顺序称为扩大顺序。
传动顺序:由电动机到主轴传动的先后排列顺序称为传动顺序。
综上所述,若使主轴获得连续而不重复的等比数列转速,则变速传动系统各变速组必须遵守级比规律。;变速组中的变速范围
变速组中最大与最小传动比的比值,称为该变速组的变速范围。即:
主轴的变速范围等于变速传动系统中各变速组变速范围的乘积。
… …
;c.结构网及结构式 ;;;d.拟定转速图的方法;;e.从以上可以得出变速传动系统运动设计要点:
一个规律;级比规律
两个限制:齿轮极限传动比,齿轮变速组变速范围
三项原则:前多后少,前密后疏,前慢后快
四项注意:传动链要短,转速和要小,齿轮线速度要小,空转件要少。 ;(2) 无级变速传动
无级变速传动可以在一定的变速范围内连续改变转速,以便得到最有利的切削速度,能在运转中变速,便于实现变速自动化;能在负载下变速,便于车削大端面时保持恒定的切削速度,以提高生产效率和加工质量。 ;调速电动机的功率和转矩特性; ; ; ; ; ; ; ; ;主轴准停的特点;(2); ;高速主轴部件是高速切削机床最重要的部件,要求有精密机床那样高的精度和刚度。为此,主轴零件应精确制造和进行动平衡校验。另外,还应重视主轴驱动、冷却、支承、润滑、刀具夹紧和安全等的精心设计。
高速主轴的驱动多采用内装电动机式主轴,这种主轴结构紧凑、重量轻和惯性小,有利于提高主轴启动或停止时响应特性。;高速主轴
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