1 序言

　　數(shù)控車床是高度自動化機(jī)床斤卒，數(shù)控車床主傳動系統(tǒng)的特點(diǎn)是：①機(jī)床有足夠高的轉(zhuǎn)速和大的功率汉额，以適應(yīng)高效率加工的需要数尿；②主軸轉(zhuǎn)速的變換迅速可靠，一般能自動變速古今；③主軸應(yīng)有足夠高的剛度和回轉(zhuǎn)精度屁魏；④主軸轉(zhuǎn)速范圍應(yīng)很廣，如對鋁合金材料的高速切削捉腥，幾乎沒有上限的限制氓拼，主軸最高轉(zhuǎn)速取決于主傳動系統(tǒng)中傳動元件的允許極限(如主軸軸承允許的極限轉(zhuǎn)速)，而最低轉(zhuǎn)速則根據(jù)加工不銹鋼等難加工材料的要求來確定〉值現(xiàn)以我們廠自行設(shè)計(jì)生產(chǎn)的DS11型全功能數(shù)控車床為例御滩，介紹主傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)矢骚。

　　2 車床主傳動方式的選擇

　　主傳動采用分離傳動辱折。運(yùn)動是從15kW的直流主電機(jī)經(jīng)三角皮帶傳至變速箱甥材，通過齒輪變速使主軸獲得4級固定轉(zhuǎn)速例氓，再由主電機(jī)調(diào)速使主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到26～2360r/min，在4檔范圍內(nèi)均可進(jìn)行恒速切削。主軸的4級機(jī)械變速是用油缸推動滑移齒輪來實(shí)現(xiàn)的。在變速時番恭，主電機(jī)低速轉(zhuǎn)動。齒輪嚙合后壓上行程開關(guān)恕孙。同時發(fā)令坠诈，使電機(jī)停止搖擺，并啟動主軸運(yùn)動椅损。當(dāng)改變主電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向時帘战，可以得到相同的主軸正、反轉(zhuǎn)吉挎。螺紋切削是通過與主軸1∶1傳動的主軸脈沖發(fā)生器發(fā)出同步脈沖訊號來實(shí)現(xiàn)的。

　　變速箱固定在主軸箱上椭斜，靠法蘭盤定心氨固。法蘭盤內(nèi)孔與主軸的中間軸承外圓相配，法蘭盤外圓與變速箱體孔相配揣煤，以保證主軸三個軸承孔同心解瀑，并使齒輪正確嚙合。這種分離傳動將變速箱直接把在主軸箱上凉适，即變速齒輪直接傳動主軸蛛蒙，省去皮帶傳動的中間環(huán)節(jié)，使結(jié)構(gòu)緊湊渤愁。同時牵祟，主軸與變速齒輪分裝于兩箱，以達(dá)到分離抖格、減少主軸的熱變形诺苹、提高主軸的剛性和精度的目的。

　　3 功率扭矩特性

　　主電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速為3500r/min雹拄，額定轉(zhuǎn)速為1160r/min收奔，恒功率調(diào)速范圍為3，皮帶輪的傳動比為133∶236滓玖。

　　由功率特性曲線可見坪哄，功率曲線重合，無缺口势篡，即在計(jì)算轉(zhuǎn)速142r/min以上翩肌，均可達(dá)到最大功率13kW(機(jī)械效率0.87)。但功率曲線重合部分太多殊霞，有些浪費(fèi)摧阅。

　　4 主軸組件的設(shè)計(jì)

　　主軸為三支承寺癌，前、中軸承在主軸箱內(nèi)铣啰，是主要支承绅荒，后軸承在變速箱中，是輔助支承肌搔。前軸承是NN3024SKM-SP及234424MA-SP肝羊，中間軸承為NN3022SKM-CP。這種軸承配列具有很高的剛性伪浅，軸向力及徑向力分別由不同的軸承負(fù)擔(dān)子特，軸向熱膨脹可由圓柱滾子軸承吸收。后軸承是向心球軸承D220惕衩。由于三個軸承孔的同軸度很難保證挨伯，所以后軸承與箱體孔的配合較松，前协超、中軸承用長效潤滑脂潤滑履绎，并用主軸中間的兩個背帽調(diào)節(jié)。主軸前端的兩個半圓墊在裝配時配磨雕什，用來調(diào)整前軸承的預(yù)負(fù)荷缠俺。主軸孔徑為f70。

　　5 溫升及熱變形情況

　　由于中間軸承位于變速箱與主軸箱之間贷岸，散熱條件較差壹士，致使中間軸承的溫升高于前軸承。變速箱的潤滑采用體外循環(huán)形式偿警，且油量較大躏救，可以把軸承處的部分熱量帶走，因此中間軸承的溫升并不太高户敬。

　　下面是主軸溫升及熱變形情況：

　　主軸中速1180r/min落剪，時間180min，室溫25.5℃尿庐；

　　前軸承最高溫度32.0℃忠怖，溫升7℃；

　　中間軸承最高溫度32.4℃抄瑟，溫升6.4℃凡泣；

　　主軸中心線在主平面上的變形量為9.5μm；

　　主軸中心線在次平面上的變形量為8.5μm拯奔；

　　主軸軸向變形量為18.5μm谭扑；

　　主軸高速2360r/min，時間180min，室溫25℃优诵；

　　前軸承最高溫度44.6℃吟筷，溫升19.6℃；

　　后軸承最高溫度51.5℃药阔，溫升26.5℃冲驶。

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