1 序言

　　數控車床是高度自動化機床辑皿，數控車床主傳動系統(tǒng)的特點是：①機床有足夠高的轉速和大的功率踢漏，以適應高效率加工的需要；②主軸轉速的變換迅速可靠傻丝，一般能自動變速甘有；③主軸應有足夠高的剛度和回轉精度；④主軸轉速范圍應很廣葡缰，如對鋁合金材料的高速切削亏掀，幾乎沒有上限的限制，主軸最高轉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速)泛释，而最低轉速則根據加工不銹鋼等難加工材料的要求來確定』系現以我們廠自行設計生產的DS11型全功能數控車床為例，介紹主傳動系統(tǒng)的設計胁澳。

　　2 車床主傳動方式的選擇

　　主傳動采用分離傳動该互。運動是從15kW的直流主電機經三角皮帶傳至變速箱，通過齒輪變速使主軸獲得4級固定轉速韭畸，再由主電機調速使主軸轉速達到26～2360r/min宇智，在4檔范圍內均可進行恒速切削。主軸的4級機械變速是用油缸推動滑移齒輪來實現的胰丁。在變速時随橘，主電機低速轉動。齒輪嚙合后壓上行程開關熔又。同時發(fā)令协伴，使電機停止搖擺，并啟動主軸運動非宝。當改變主電機旋轉方向時杨趣，可以得到相同的主軸正、反轉券转。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現的凡搪。

　　變速箱固定在主軸箱上伺狮，靠法蘭盤定心。法蘭盤內孔與主軸的中間軸承外圓相配轨凡，法蘭盤外圓與變速箱體孔相配莱妥，以保證主軸三個軸承孔同心，并使齒輪正確嚙合文紧。這種分離傳動將變速箱直接把在主軸箱上叔三，即變速齒輪直接傳動主軸，省去皮帶傳動的中間環(huán)節(jié)俭谨，使結構緊湊颜懊。同時，主軸與變速齒輪分裝于兩箱风皿，以達到分離河爹、減少主軸的熱變形、提高主軸的剛性和精度的目的桐款。

　　3 功率扭矩特性

　　主電機的最高轉速為3500r/min咸这，額定轉速為1160r/min，恒功率調速范圍為3魔眨，皮帶輪的傳動比為133∶236媳维。

　　由功率特性曲線可見，功率曲線重合遏暴，無缺口侄刽，即在計算轉速142r/min以上，均可達到最大功率13kW(機械效率0.87)朋凉。但功率曲線重合部分太多州丹，有些浪費。

　　4 主軸組件的設計

　　主軸為三支承杂彭，前墓毒、中軸承在主軸箱內，是主要支承嘱峦，后軸承在變速箱中笨墙，是輔助支承。前軸承是NN3024SKM-SP及234424MA-SP侍除，中間軸承為NN3022SKM-CP刷粒。這種軸承配列具有很高的剛性，軸向力及徑向力分別由不同的軸承負擔晋蛾，軸向熱膨脹可由圓柱滾子軸承吸收宵穆。后軸承是向心球軸承D220。由于三個軸承孔的同軸度很難保證，所以后軸承與箱體孔的配合較松唧窄，前勇斜、中軸承用長效潤滑脂潤滑迅忆，并用主軸中間的兩個背帽調節(jié)究惨。主軸前端的兩個半圓墊在裝配時配磨，用來調整前軸承的預負荷苇裤。主軸孔徑為f70治拿。

　　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，散熱條件較差笆焰，致使中間軸承的溫升高于前軸承劫谅。變速箱的潤滑采用體外循環(huán)形式，且油量較大嚷掠，可以把軸承處的部分熱量帶走捏检，因此中間軸承的溫升并不太高。

　　下面是主軸溫升及熱變形情況：

　　主軸中速1180r/min不皆，時間180min贯城，室溫25.5℃；

　　前軸承最高溫度32.0℃霹娄，溫升7℃能犯；

　　中間軸承最高溫度32.4℃，溫升6.4℃犬耻；

　　主軸中心線在主平面上的變形量為9.5μm踩晶；

　　主軸中心線在次平面上的變形量為8.5μm；

　　主軸軸向變形量為18.5μm枕磁；

　　主軸高速2360r/min子桩，時間180min，室溫25℃涉捂；

　　前軸承最高溫度44.6℃兑蹈，溫升19.6℃；

　　后軸承最高溫度51.5℃狐绽，溫升26.5℃污祭。

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