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                公用齒輪在數控銑床主運動變速系統中的應用

                時間:2017-02-06 00:42:13來源:本站 作者:admin 點擊:
                                                                                                公用齒輪在數控銑床主運動變速系統中的應用
                目前,數控銑床的主傳動電機已經基本不再使用普通交流異步電機和傳統的直流調速電機,他們與逐步被新興的交流變頻調速伺服電機和直流伺服調速電機代替。數控銑床的主運動要求有較大的調速范圍,以保證加工時能選用合理的切屑用量,從而獲得最佳的生產率、加工精度和表面質量。為了適應各種工件和各種工件材料的要求,多恭喜自動換刀的數控機床和加工中心主運動的調速范圍應進一步擴大。數控機床的變速時按照控制指令自動進行的,因此變速機構必須適應自動操作的要求。
                由于直流和交流變速主軸電機的調速系統日趨完善,不僅能方便地實現寬范圍的無級變速,而且減少了中間傳遞環節和提高了變速控制的可靠性,因此在數控機床的主傳動系統中更能顯示出它的優越性。為了確保低速時的扭矩,有的數控機床在交流和直流電機無級變速的基礎上配以齒輪變速。由于主運動采用了無級變速,在大型數控車床上測斜端面時就可實現恒速切屑控制,以便進一步提高生產效率和表面質量。數控機床主傳動主要有三種配置方式。
                1引言數控機床主運動般都采用由直流或交流調速電動機作為動力源的電氣無級調速。但由于數控機床主運動調速范圍大,單靠調速電動機無法滿足這么大的調速范圍;另外,調速電動機的功率和扭矩特性也難于直接與機床的功率和扭矩相匹配。因此,總是在無級調速電動機之后串聯機械有級變速機構,以滿足調速范圍和扭矩特性的要求,數控機床的主運動變速系統的設計與普通機床有級變速傳動與所配電動機組合后應滿足主軸轉矩與無級調速范圍的要求;主運動有級變速運動應盡可能縮短其傳動鏈,提傳動剛度;主運動有級變速機構的體積應盡可能小。在對數控機床的主運動變速系統的分析中發現,采用公用齒輪有利于上述要求的實現,可取得意想不到的效果。
                  2公用齒輪的特點采用公用齒輪可以減少變速傳動機構中齒輪的個數,簡化傳動機構,因此,在普通機床的變速系統中被廣泛采用。采用單公用或多公用齒輪都不會妨礙轉速系列構成兒何級數,但由于公用齒輪同時隸屬于兩個傳動組,便使得傳動比的選擇受到定的牽制,特別是在使用多公用齒輪時,傳動比有更嚴格設計均可采用優化設計,盡管如此,公用齒輪在普通機床變速系統的應用仍是有限的。原因在于普通機床的主運動由齒輪變速機構單獨完成,其調速范圍比較大,因此當調速級數定時,級比數值就大要求公比9要較小,則公用齒輪機構因軸間齒數的原因和難于通過變位的方式納人同傳動組內而難以實現。
                  數控銑床主運動的調速范圍雖然較大,但由于在無級變速之后串聯齒輪有級變速運動,通過合理較小,這對采用公用齒輪傳動是有利的。
                  3數控機床主運動設計采用交流異步電動機的有級變速主運動系統是恒功率變速系統,但在實際生產中,并不需要在整個調速范圍內均為恒功率。機床的實際使用情況調,統計明,般都要求在計算轉速,以上為恒功率傳動,在以下為恒轉矩傳動。這計算轉速就是主軸能傳遞全功率時的最低轉速。機床上采用直流復勵電動機,從額定轉速以下調節電樞電壓調壓來調速屬恒扭矩調速;從額定轉速以上調節電磁場電流調磁來調速屬恒功率調。因此與機床所要求的轉矩與功率特性是相似的。般,4,且電動機恒功率區小于主軸恒功率區。由電動機直接驅動主軸是不能滿足機床的使用要求的,需在電動機之后串聯齒輪有級變速傳動以達到主軸轉矩與無級調速范圍的要求。
                  下面通過數控機床的主運動變速系統設計舉例,說明其無級變速范圍的選取。
                  主軸轉速瓜主軸上的最大輸出功率P無級調速選用直流電動機2252,額定功率13=7額定轉速=1500此,最高轉速,= 240,如,由此可確定計算轉速4=80也。電動機范圍=20,因此,必須在電動機與主軸之間串聯個有級變速箱,機械變速傳動的調速范圍為尺機=由于尺機8,故可采用兩個變速組組成的齒輪變速機構。原傳動方案中,2=4,由尺機=1得= 1=2.37;現采用公用齒輪所構成的6級變速機構,即7=6,1.68.兩種傳動方案的轉速與功率轉矩特性和傳動系統,分別1和2.
                  在同樣的傳動副數下,帶公用齒輪的傳動機構比原傳動機構更緊湊,減少了變速箱的體積,縮短了軸向長度,增加了主軸剛度。
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