华中科技大学：《数控技术》课程教学资源（PPT课件）第5章 数控机床的机械传动结构（完整版）

第五章 数控机床的机械传动结构 内容提要 第五章 本章将讨论数控机床的主运动系统、进给系统 数控机床的机械 机械结构、运动传动机构以及典型部件等的功能、 实现方法和安装调试方法。 动结构

数 下午5时49分 控 机 床 1 第五章 数控机床的机械传动结构 内容提要 本章将讨论数控机床的主运动系统、进给系统 机械结构、运动传动机构以及典型部件等的功能、 实现方法和安装调试方法。 第五章数控机床的机械传动结构

第一节数控机床的主运动结构 概述 1。定义、功用、组成 第五章 定义 主运动系统：指驱动主轴运动的系统。 主轴：指带动刀具和工件旋转，产生切削运 动且消耗功率最大的运动轴。 功用： 数控机床的机械传动结构 传递动力：传递切削加工所需要的动力 传递运动：传递切削加工所需要的运动 运动控制：控制主运动的大小方向开停 2

数 下午5时49分 控 机 床 2 一、概述 1。定义、功用、组成 定义 主运动系统：指驱动主轴运动的系统。 主轴：指带动刀具和工件旋转，产生切削运 动且消耗功率最大的运动轴。 功用： 传递动力：传递切削加工所需要的动力 传递运动：传递切削加工所需要的运动 运动控制：控制主运动的大小方向开停 第一节 数控机床的主运动结构 第五章数控机床的机械传动结构

概述 组成： 第 (1)动力源：电机 (2)传动系统：定比传动机构、变速装置 节 (3)运动控制装置：离合器、制动器等 (4)执行件：主轴 数控机床的主运动结构 3

数 下午5时49分 控 机 床 3 .组成： （1）动力源：电机 （2）传动系统：定比传动机构、变速装置 （3）运动控制装置:离合器、制动器等 （4）执行件：主轴 一. 概述 第一节 数 控机床 的主运动结 构

概述 1.对主传动系统要求 第 动力功率高 节 由于日益增长的对高效率要求，加之刀具材料和技术 的进步，大多数C机床均要求有足够高的功率来满足 数控机床的主运动结构 高速强力切削。 一般NC机床的主轴驱动功率在3.7kw~250kw之间。 4

数 下午5时49分 控 机 床 4 动力功率高 由于日益增长的对高效率要求，加之刀具材料和技术 的进步，大多数NC机床均要求有足够高的功率来满足 高速强力切削。 一般NC机床的主轴驱动功率在3.7kw~250kw之间。 第一节数控机床 的主运动结构 1. 对主传动系统要求 一. 概述

概述 调速范围宽 1. 调速范围：有恒扭矩、恒功率调速范围之分。现在，数控机 第 床的主轴的调速范围一般在： 节 100~10000,且能无级调速。 1. 要求恒功率调速范围尽可能大，以便在尽可能低的速度下， 数控机床的主运动结构 利用其全功率。 2. 变速范围负载波动时，速度应稳定。 5

数 下午5时49分 控 机 床 5 第一节数控机床 的主运动结构 调速范围宽 1. 调速范围：有恒扭矩、恒功率调速范围之分。现在，数控机 床的主轴的调速范围一般在： 100～10000，且能无级调速。 1. 要求恒功率调速范围尽可能大，以便在尽可能低的速度下， 利用其全功率。 2. 变速范围负载波动时，速度应稳定。 一. 概述

概述 控制功能的多样化 第 ·同步控制功能：NC车床车螺纹用； ·主轴准停功能：加工中心自动换刀、NC车床车 节 螺纹用； ·恒线速切削功能：NC车床和NC磨床在进行端面 数控机床的主运动结构 加工时，为了保证端面加工的粗糙度要求，要求 接触点处的线速度为恒值； ·C轴控制功能：车削中心。 6

数 下午5时49分 控 机 床 6  控制功能的多样化 • 同步控制功能：NC车床车螺纹用； • 主轴准停功能：加工中心自动换刀、 NC车床车 螺纹用； • 恒线速切削功能：NC车床和NC磨床在进行端面 加工时，为了保证端面加工的粗糙度要求，要求 接触点处的线速度为恒值； • C轴控制功能：车削中心。 第一节数控机床 的主运动结构 一. 概述

概述 性能要求高 电机过载能力强。要求有较长时间(1~30min)和较 大倍数的过载能力 第一节 > 在断续负载下，电机转速波动要小。 > 速度响应要快，升降速时间要短。 电机温升低，振动和噪音小。 数控机床的主运动结构 > 可靠性高，寿命长，维护容易。 > 体积小，重量轻，与机床联接容易

数 下午5时49分 控 机 床 7  性能要求高  电机过载能力强。要求有较长时间(1~30min)和较 大倍数的过载能力  在断续负载下，电机转速波动要小。  速度响应要快，升降速时间要短。  电机温升低，振动和噪音小。  可靠性高，寿命长，维护容易。  体积小，重量轻，与机床联接容易。 第一节数控机床 的主运动结构 一. 概述

概述 2。主运动变速系统的参数 第 运动参数：主运动速度有关的参数：变速范围、 节 转速等。 数控机床的主运动结构 动力参数：电机功率、扭矩。 8

数 下午5时49分 控 机 床 8 2。主运动变速系统的参数 运动参数：主运动速度有关的参数：变速范围、 转速等。 动力参数：电机功率、扭矩。 第一节数控机床 的主运动结构 一. 概述

概述 动力参数 主运动的功率 第 N=N/m (kw) Mn 节 (aw)-切削功率 60000 955000 P:-一切削力的切向分力(N) v-切削速度(m/min) 数控机床的主运动结构 M-切削扭矩(N.cm) n-主轴转速(r/min) 7-主运动的总效率 7=0.70~0.85(消耗在传动链上的功率) 9

数 下午5时49分 控 机 床 9 0.70 ~ 0.85( ) ( / min) ( . ) ( / min) ( ) ( ) 60000 955000 消耗在传动链上的功率 主运动的总效率 主轴转速 切削扭矩 切削速度 切削力的切向分力 切削功率                                n r M N cm v m p N kw p v Mn N z z c  动力参数 主运动的功率 N=Nc 第 / (kw) 一节数控机床 的主运动结构 一. 概述

概述 主运动的调速范围 主轴的调速范围是指主轴变速能力： 第 节 Rn= nmax nmin 式中： nmax-主轴最高输出转速 数控机床的主运动结构 nmin-主轴最低输出转速 通常数控机床的都较普通机床要高，Rn:100~10000 10

数 下午5时49分 控 机 床 10  主运动的调速范围 主轴的调速范围是指主轴变速能力： min max n n Rn  式中：nmax -主轴最高输出转速 nmin -主轴最低输出转速 通常数控机床的都较普通机床要高，R n：100~10000 第一节数控机床 的主运动结构 一. 概述