数控机床主传动系统的设计及优化.pdfVIP

科技创新导报 2010 NO.10 Science and Technology Innovation Herald 工 程 技 术 数控机床主传动系统的设计及优化 柴宝新 (天津市红教修建公司 天津 300131) 摘 要:本文首先论述了数控机床传动系统的特点,在此基础上设计了数控机床主传动系统的组成部分和实现方法。最后通过对数控机 床主传动系统精度影响比较大的一些因素的分析,提出了数控机床主传动系统进行优化的内容。 关键词:数控机床 主传动系统 设计及优化 中图分类号:TG519 文献标识码:A 文章编号:1674—098X(2010)04(a)—0072—02 数控机床是指机床的操作命令以数值数 感应电动机的转速为 链前边传动副的误差,但要注意传动比分配 字的形式描述工作过程按规定的程序自动进 n n (1 s) 60f (1 s) / p 合理,特别是对加工精度影响较大的末端传 0 1 行的机床。随着微电子技术,特别是计算机技 式中:f—电源的频率 动副可采用大降速比,如传递螺旋运动用蜗 1 术的发展,数控机床迅速地发展起来。 s—转差率 杆副,传递直线运动用丝杆螺母副等。同时应 p—磁场极对数 合理选择传动元件,不能选择摩擦传动等传 1主传动系统设计 由上式可知,当转差率s变化不大时,转 动比不准确的传动副,末端传动副如选择蜗 数控机床是高度自动化机床,其传动系 子转速n正比于f。改变电源的频率f,从而改 杆副,则蜗轮直径尽量大,一般要大于工件直 1 1 统的特点是:转速高、功率大、转速自动变换 变异步电动机的同步转速n ,转子转速n就 径,末端传动副如选择丝杆螺母副,则丝杆的 0 迅速可靠、主轴刚度和回转精度高、主轴转速 随之得到调节,这种调速方法称为变频调速。 导程应取得小一些,这样可提高传动精度。 范围广、能进行高效率加工。所以对数控机床 平滑调节频率,即可实现异步电动机的平滑 2.2传动系统齿轮及轴承间隙产生误差 的传动精度有一定的要求:1)有较大的调速 调速。交流调频调速电机具有体积小,转动惯 传动系统齿轮间隙会影响传动精度、灵 范围并实现无级调速;2)功率满足各转速段; 性小,响应快,没有电刷,应用较为广泛。现该 敏度和工作稳定性,因此要消除间隙。 对于 3)传动平稳,操作灵活,结构简单紧凑,工艺 技术已普遍使用。 滚动轴承,合理调整轴承间隙可以提高主轴 性好,满足经济性要求。 1.3驱动电机和主轴功率匹配设计 的刚度和回转精度,减少轴承的振动和噪声。 主传动系统是用来实现机床主运动的传 机床与电动机有各自的调速特性,为了 调整间隙时,可采取预加载荷的方法消除轴 动系统,它应具有一定的转速(速度和一定的 实现宽范围调速并充分利用设备,必须使电 承间隙,甚至造成过盈。但预加载荷的大小及 [2] 变速范围,以便采用不同材料的刀具,加工不 动机和机床有类似的调速性能 。一般交流调 过盈量要严格控制,否则,主轴轴承工作时发 同材料、不同尺