龙门铣床主传动系统设计

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1、龙门铣床主传动系统设计铣床是在一般机床的基础上发展起来的，其传动系统的核心环节是主传动系统。铣床的机械结构主要由传动系统、支承部件、分度台等部分组成。传动系统的作用是把运动和力由动力源传递给机床执行件，而且要保证传递过程中具有良好的动态特性。传动系统在工作过程中，经常受到激振力和激振力矩的作用，使传动系统的轴组件产生弯曲振动和扭转振动，影响了机床的工作性能。随着机床切削速度的提高和自动化方向的发展，传动系统的结构组成越来越简单。三坐标双柱龙门铣床简单的运动结构图为如下：铣床的主传动系统的布局可分成集中传动和分离传动两种类型。主传动系统的全部变速结构和主轴组

2、件集中装在同一个箱体内，称为集中传动布局；传动件和主轴组件分别装在两个箱体内，中间采用带或链传动，称为分离传动布局。集中传动式布局的机床结构紧凑，便于实现集中操控，且只用一个箱体，但传动结构运转中的振动和热变形。当采用轮传动时，皮带将高速直接传给主轴，运转平稳，加工质量好，低速时经轮机构传动，转矩大，适应粗加工要求。1、变速机构　　变速方式分为有级变速和无级变速。有级变速机构有下列几种：·　　交换齿轮变速机构这种变速机构的变速简单，结构紧凑，主要用于大批量生产的自动或半自动机床，专用机床及组合机床等；·滑移齿轮变速机构这种变速机构广泛应用于通用机床和一部分

3、专用机床中；·离合器变速运动在离合器变速机构中应用较多的有牙嵌式离合器，齿轮式离合器和摩擦片式离合器。2、齿轮的布置与排列　　·变速度组的滑移齿轮一般布置在主轴上，为了避免同一滑移齿轮变速组内两对齿轮同时啮合，两个固定齿轮的间距应大于滑移齿轮的总宽度，即留有一定的间隙（1-2mm）,如无特殊情况，应尽量缩小齿轮轴向排列尺寸。滑移齿轮的轴向位置排列通常有窄式和宽式两种，一般窄式排列轴向长度较小；·为了减小变速箱的尺寸，既需缩短轴向尺寸，又要缩短径向尺寸，它们之间往往是相互联系的，应该根据具体情况考虑全局，恰当地解决齿轮布置问题；·在强度允许的条件下，尽量选取

4、较小的齿数和使齿轮的降速传动比大于1/4。这样，既缩小了本变速组轴间距离，又不妨碍其它变速组的轴间距离。3、主传动的开停、制动装置　　开停装置　　开停装置是用来控制主轴的启动与停止的机构，开停方式有直接开、停电动机和离合器开、停两种。当电动机功率较少时，可直接开停电动机，当电动机功率较大时，可以用离合器实现主轴的启动和停止。　　制动装置在装卸工件、测量被加工面尺寸、更换刀具及调整机床时，常希望机床主运动执行件尽量快速停止运动。所以主传动系统必须安装制动装置，一般可采用电机反接制动，闸带制动，闸瓦制动。机床的运动，是由机械和液压联合传动的。液压传动具有运动平

5、稳，无级调速方便，易自动化及换向可能较平稳等优点，所以在磨床的工作台驱动、横向快退及切入进给等方面应用比较广泛。1432A型机床中，除了工作台的纵向往复运动，砂轮的快速进退和周期自动切入进给，尾架顶尖套筒的缩回是液压传动外，其余的都是由机械运动。传动系统作为实现铣床生产功能的最主要的部分，它的主传动系统主要由动力源（电机），传动链或者是传动轮，主轴及主轴组件，各级轴和轴承等结构组成。具体传动零件和结构如下图所示：基于建立传动系统的模型，是将各轴上的齿轮，卡盘及轴等先计算其转动惯量，再平均分配到轴的两端，中间用弹性元件连接，弹性元件的扭转刚度等价于原轴的扭转

6、刚度。传动系统惯性元件的确定惯性元件是指各轴及轴上的旋转质量，如齿轮、皮带轮、卡盘及轴上直径较大的凸缘等盘类零件．当传动系统发生扭转振动时，它们对系统的动力学作用主要反映在他们的转动惯量方面，所以称为惯性元件．一根轴上的惯性元件可以这样处理：将这些质量(包括轴本身的质量)集中到轴的两端，形成两个等效圆盘，忽其扭转变形，将其假设为刚性圆盘．其转动惯量为：I=mp2式中，I—转动惯量m—等效圆盘的质量p—等效圆盘的等效直径传动系统弹性元件的确定弹性元件是指两等效圆盘之间的轴段，它对系统的影响在于本身的扭转刚度。而轴段的转动惯量可以叠加到刚性圆盘上，按式(2)计

7、算轴的扭转刚度：K=M／ø一GJ／L式中，M—扭矩Ø—扭转角G一剪切弹性模量，取G=81GPJ—极惯性矩L一轴段长度传动系统模型的建立根据传递矩阵法建模的理论，将轴上的齿轮作为只有惯性而无弹性的惯性元件，转换到轴的两端；将各轴段的转动惯量叠加到轴的两惯性元件上(一般可平均分配)，而轴的扭转刚度转换成一个弹性轴的扭转刚度；将各轴上的两弹性轴段和刚性圆盘，转换到同一轴线上，构成单一轴线的当量圆盘系统的扭转动力学模型；各齿轮啮合处的弹性变形很小，啮合处的弹性元件可以忽略，所以相啮合的一对齿轮可以合并成一个惯性元件；最后，根据实际情况，将以上参数转化到输出轴上；不

8、计电机对传动系统的影响，建立动力学模型如图2所示，图中，1，3，5