通过皮带传动的主传动 这种方式主要应用在转速较高、变速范围不大的小型数
控机床上，电动机本身的调整就能满足要求，不用 齿轮变速，可避免齿轮传动时引起振动和噪声的缺 点，但它只适用于低扭矩特性要求。常用的有同步 齿形带、多楔带、V带、平带、V形带
电机直接驱动 精密联轴器连接：结构紧凑、传动效率高，但主轴
主轴转速更高、变速范围更宽、消耗功率更大 主运动的参数： 运动参数：是指主轴转速和变速范围。 动力参数：是指主运动的功率。 主轴转速和调速速范围 主轴转速（r/min） 主轴最低转速（r/min） 主轴最高转速（r/min） 调速范围：数控机床的调速范围宽，一般Rn>100，
有时甚至Rn>1000
数控机床主运动的特点
措施3 增加导轨与支承件的连接部分的刚度
连接刚度:支承件在连接处抵抗变形的能力,称为支承件的连 接刚度.
（2）提高刚度的措施 措施4 增加机床各部件的接触刚度和承载能力
采用刮研的方法增加单位面积上的接触点 在结合面之间施加足够大的预加载荷,增加接触面积
（2）提高刚度的措施 ② 合理的结构布局
1、较高的机床静、动刚度及良好的抗振性
刚度:是指支承件在恒定载荷或交变载荷作用下抵抗变形的能力 (静刚度) (动刚度)
（1）提高刚度的原因
① 在重载荷的作用下，机床的各部件、构件会受力变形， 引起刀具和工件的相对位置的变化
② 机床刚度差—影响机床抗振性
（2）提高刚度的措施 ① 合理选择支承件的结构形式
的转速和扭矩与电机完全一致，低速性能的改善 是其广泛应用的关键。
内装电机主轴 主轴部件结构紧凑、重量轻、惯量小，振动噪声小、
（2）提高刚度的措施 ③合理选用构件的材料
床身、立柱等支承件采用钢板或型钢焊接
——增加刚度、减轻重量、提高抗振性 铸件: 容易获得复杂结构的支承件,铸铁的内摩擦力大,阻尼
系数大,振动的衰减性能好,成本低.铸件的周期较长, 需做木型模,易产生缩孔、气泡等缺陷
焊接件:钢材的强度比铸铁高，质量可比铸件减轻20%-50%， 不需要木模和浇注，生产周期短，不易出现废品
第一节 概述
1.1 数控机床的本体： 1.机床基础件，床身，底座，立柱，
滑座，工作台等。支承作用。 2.主传动系统，实现主运动。 3.进给系统，实现进给运动。 4.实现某些部件动作和某些辅助功
能的装置，液压，气动，润滑， 冷却，防护，排屑。 5.实现工件回转、分度定位的装置 和附件，回转工作台。 6.刀库、刀架和自动换刀装置 （ATC） 7.托盘交换装置(APC)
（2）提高抗振性的措施
高速转动零部件的动态不平衡力与切削产生的振 动，是引起机床振动的主要原因。提高数控机床抗振性 的主要措施有：
措施1 采用封砂床身结构
在铸件中不清除砂心，在焊接 件中灌注混凝土或砂增加摩擦 阻力，提高抗振性。
措施2 采用混凝土、树脂混凝土或人造花岗岩作支承件的材料 天然大理石床身
倾斜床身
④进行热变形补偿
采用热对称结构及热平衡措施，使机床主轴的热变形发生在刀具切入的垂直方向上。
这样，刀尖沿工件切向的偏移对工件径向尺寸的变化影响极小。这就可以使主 轴热变形对加工直径的影响降低到最小限度。
3、减少运动件间的摩擦和消除传动间隙
措施1 采用滚动导轨或静压导轨来减少摩擦副之间的摩擦 措施2 采用滚珠丝杠或无间隙齿轮传动—减小摩擦
（2）提高刚度的措施
“W”形隔板，能较大地提高水平面上的抗弯抗扭刚度， 对中心距超过1500mm的长床身，效果最为显著
（2）提高刚度的措施
“”形隔板，在垂直面和水平面上的抗弯刚度都 比较高，铸造性能好，在大中型车床上应用较多
（2）提高刚度的措施
斜向拉筋，床身刚度最高，排屑容易
（2）提高刚度的措施
4、提高机床寿命和精度保持性
措施1 采用耐磨性好的零部件 措施2 机床运动部件间具有良好的润滑
5、操作方便安全可靠
数控机床大都采用机、电、液、气一体化布局，全封 闭或半封闭防护，机械结构大大简化，易于操作及实现自 动化。
第二节 数控机床的主传动系统
2.1 主传动的基本要求和变速方式
数控机床主运动的特点
8.特殊功能装置，如刀具破损监测、 精度检测和监控装置等。
其中，1 — 4为基本件，5 — 8为可 选化
要求数控机床必须具有很高的 强度、刚度和抗振性
因此，数控机床的功能要求和设计要求与普通机床有较大的 差异。数控机床的结构设计要求可以归纳为如下几方面：
2、减少机床的热变形
引起机床热变形的主要原因是机床内部热源发热，摩 擦以及切削产生的发热。
减少热变形的措施：
① 减少发热—将热源从主机中分离出去
措施1 主运动采用直流或交流调速电动机进行无级调速 ——减少传动轴和传动齿轮数量 ——减少主传动箱内的发热量
措施2 采用低摩擦系数的导轨和轴承 ——采用滚动导轨、静压导轨或滚动轴承
② 控制温升
冷却风管
主轴
对机床热源进行强制冷却
③ 改善机床结构 措施1 采用对称原则设计数控机床结构
对称结构立柱
措施2 采用排屑系统
机床排屑系统
在切削过程中产生的热量,按照下述三个途径传出； 1 绝大多数热量由切屑带走,约占70%~80%； 2 刀具传出20%~15%； 3 周围介质（工件、空气等）传出10%~5%.
措施1 支承件截面形状尽量选用抗弯的方截面和抗扭 的圆截面或采用封闭型床身
封闭整体箱形结构
（2）提高刚度的措施
措施2 合理布置支承件隔板的筋条
隔板的作用是将作用于支承板的局部载荷传递给其它 壁板,从而使整个支承件承受载荷,提高支承件的自身刚度
“T”形隔板连接，主 要提高水平面抗弯刚 度，对提高垂直面抗 弯刚度和抗扭刚度不 显著，多用在刚度要 求不高的床身上
主运动的功率扭矩特性：
数控机床主运动的调速方法
带有变速齿轮的主传动
• 一般大、中型数控机床多采用这种方式。它通过几对齿轮降 速，扩大了输出扭矩，确保低速时的主轴输出扭矩特性的要 求。有一小部分小型数控机床也采用这种传动方式，以获得 强力切削时所需要的扭矩。
• 机械变速机构常采用滑移齿轮变速机构，它的位移大多数采 用液压拨叉和电磁离合器两种变速操纵方法。