浅谈数控车床主传动系统

1、浅谈数控车床主传动系统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：机床冇足够高的转速和人的 功率，以适应高效率加工的需要；主轴转速的变换迅速可靠，一般能自动变速；主轴应 冇足够高的刚度和回转精度；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。现以我们厂口行设 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1是该车床主传动系统图，主传动采丿ij分离传动。运动是从15kw的直流主电机经三角 皮

2、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262360r/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传动的主轴脉冲发牛器发出同步脉冲讯号來实现的。50>90x20;210(2)z=50w=4 z=2850x90x20; 210 (2).90x140x24:118(2)60x110x22:212(2)6 z=625 尸345x100x2

3、;50211(2 m=3.5 z=64 护3 5 z=46m-2 z=75 xl80x34;d220m=4尸69m=4 r=472x72x17;2075x62x14; 107 m=2 z=752 (2)图1 ds11主传动系统图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，并使齿伦le确啮合。这种分离传动将变 速箱肓接把在主轴箱上，即变速齿轮血接传动主轴，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

4、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 : 236o542361h22642536911148ss786图2 ds11转速与功率扭矩特性图由功率特性曲线可见，功率曲线重合，无缺口，即在计算转速142r/min以上，均可达到最 大功率13kw（机械效率0.87）。但功率曲线重合部分太多，冇些浪费。4主轴组件的设计图3是主轴结构图。主轴为三支承，前、中轴承在主轴箱内，是主要支承，后轴承在变速箱 中，是辅助支承。前轴承是nn3024skm-sp及234424ma-sp,中间轴承为nn3022skmcp。 这种轴承配

5、列具有很高的刚性，轴向力及径向力分别由不同的轴承负担，轴向热膨胀可由圆 柱滚了轴承吸收。后轴承是向心球轴承d220o由于三个轴承孔的同轴度很难保证，所以后 轴承与箱体孔的配合较松，前、中轴承用长效润滑脂润滑，并用主轴屮间的两个背帽调节。 主轴前端的两个半圆垫在装配时配磨，用來调整前轴承的预负荷。主轴孔径为70。w302zskx-cp234 masp nn3o24skm-sp图3ds11主轴结构图5温升及热变形情况由于屮间轴承位于变速箱与主轴箱之间，散热条件较差，致使屮间轴承的温升高于前轴承。 变速箱的润滑采用体外循环形式，且汕量较人，可以把轴承处的部分热量带走，因此小问轴 承的温升并不太高。卜-面是主轴温升及热变形情况：主轴中速1180r/min,时间180min,室温25.5°c；前轴承最高温度32.0°c,温升tc:中间轴承最高温度32.4c,温升6.4°c；主轴屮心线在主平面上的变形量为9.5pm；主轴中心线在次平面上的变形量为8.5pm；主轴轴向变形量为18.5pm；主轴高速2360r/min