大工13秋《机械制造装备设计》辅导资料十二.doc

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1、《机械制造装备设计》辅导资料十二主题：第2章金属切削机床设计（第4节）学习时间：2013年12月160—12月22日内容：这周我们将学习本门课程课件第2章的第4节，这部分主要介绍数控机床主传动系设计的特点，希望同学们认真学习，下面整理出整体框架供同学们学习。%1.本周学习目标掌握数控机床主传动系设计的特点%1.本周学习内容数控机床主传动系设计的特点%1.具体主要内容（一）主传动采用直流或交流电动机无极调速1.变速电动机直流电动机无级调速一般直流电动机恒扭矩调速范围较大，可达30,甚至更大；而恒功率速范围较小，仅能达到2-3

2、。2.交流电动机无极调速一般交流电动机体积小，转动惯性小，动态响应快；采用全封闭结构，具有空气强冷，保证高转速和较强的超载能力，具有很宽的调速范围。（二）数控机床驱动电动机和主轴功率特性的匹配设计由于主轴要求的恒功率变速范围Rn,远大于电动机恒功率变速范围RdN,所以在电动机于主轴之间要串联一个分级变速箱，以扩大其恒功率调速范围，满足低速丸功率切削对电动机输出功率的要求。直流、交流调速电动机功率特性图在设计分级变速箱时，考虑机床结构复杂程度、运转平稳性要求等因素，变速箱公比的选取有下列三种情况：1.0/=RdN,取变速箱的

3、公比等于电动机的恒功率变速范围/?dN，功率特性图是连续的，无缺口和五重合。2.0/RdN,功率特性图是不连续、有缺口，变速级数少，简化变速箱结构。例题：某数控车床,主轴最高转数"max=3000r/min,最低转数"min=40r/min,计算转速心=160r/min,采用直流电动机，电动机功率P电=15kw,电动机的额定转速为flj=1500r/min,最高转速为3500r/min,试设计分级变速箱的传动系统，画出其转速图。解：Rn=3000/16

4、0=18.75Rd=3500/1500=2.33Rn=（j^~XRd方案一：取Z=4,=2,由于0f小于盹，所以转速图上有重复。方案二：取Z=2,0/=2.84,由于0/大于心，所以转速图上有缺口。n=4（三）数控机床高速主传动设计最直接最有效的方法。对于高速和超高速数控机床主传动，一般采用两种设计方式：一种是采用联轴节将机床主轴和电动机轴串接成一体；另一种是将电动机与主轴联合为一体，制成内装式电主轴。冷却蔽ST?冷却液eg（四）数控机床采用部件标准化、模块化结构设计中小型数控车床主传动系设计中，广泛采用模块化的变速箱和主

5、轴单元形式。（五）数控机床的柔性化、复合化数控机床对满足加工对象变换有很强的适应能力（即柔性），因此发展很快。（六）虚拟轴机床设计虚拟机床采用平台闭环并联结构，具有刚度高，运动部件质量轻，机械结构简单，制造成本低等优点。%1.练习题简述数控机床主传动系设计的特点。答案：1.主传动采用直流或交流电动机无极调速；2.数控机床驱动电动机和主轴功率特性的匹配设计;3.数控机床高速主传动设计；4.数控机床采用部件标准化、模块化结构设计；5.数控机床的柔性化、复合化；6.虚拟轴机床设计。