机 主轴组件刚性。
床
的
典
型
系
统
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2.1.1 主传动的系统要求
第 5．良好的抗振性和热稳定性
二
数控机床加工时，可能受到断续切削、加工
章
余量不均匀、运动部件不平衡以及切削过程中的 自振等原因而引起的冲击力的干扰，使主轴产生
数 振动，影响加工精度和表面粗糙度。主轴系统发
控 机 床 的
床 范围和1∶10的恒功率调速范围。现在，数控机
的 典
床的主轴的调速范围一般为：100～10000r/min， 且能无级调速。
型
系
统
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2.1.1 主传动的系统要求
第 二
3．控制功能的多样化 同步控制功能：在车削中心上，为使之具有
螺纹车削功能，要求主轴与进给驱动实行同步控
足够高的功率来满足高速强力切削，实现高效 率加工。
一般数控机床的主轴驱动功率在3.7～ 250kW之间。
床 的
主电动机应具有足够的功率，全部机构和 元件应具有足够的强度和刚度，以满足机床的
典 动力要求。
型
系
统
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2.1.1 主传动的系统要求
第 2.具有更大的调速范围并实现无级调速
典 有C轴控制功能。
型
系
统
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2.1.1 主传动的系统要求
第 4. 高精度与刚度，传递平稳，噪声低
二
数控机床加工精度与主轴系统精度密切相
章 关。为此，要提高传动件的制造精度与刚度，
数
可以对齿轮齿面高频感应加热淬火，以增加耐 磨性；最后一级采用斜齿轮传动，使传动平稳；
控 采用精度高的轴承及合理的支承结构等，提高
的 一部分小型数控机床也采用此种传动方式，以
典 获得强力切削时所需要的转矩。
型
系
统
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2.1.2 主传动分类
第 二 章
数
控
机
床
的
典
型
系
统
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2.1.2 主传动分类
第 二 章
2．通过带传动的主轴传动
如图2-1b所示，这种传动主要用于转速较 高、变速范围不大的小型数控机床，由交流电
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2.1.2 主传动分类
第 1．带有变速齿轮的主轴传动
二
如图2-1a所示，这是大中型数控机床较常
章 采用的配置方式，通过少数几对齿轮传动，扩
数 控 机 床
大变速范围，确保低速时有较大的转矩，以满 足主轴输出转矩特性的要求。数控机床在交流 或直流电动机无级变速的基础上配以齿轮变速， 使之成为分段无级变速。滑移齿轮的移位大多 采用液压拨叉或直接由液压缸驱动齿轮来实现。
热使其中的零部件产生热变形，降低传动效率， 破坏零部件之间的相对位置精度和运动精度，造 成加工误差。
为此，主轴组件要有较高的固有频率，实现 动平衡，保持合适的配合间隙并进行循环润滑等。
典
型
系
统
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2.1.1 主传动的系统要求
第 6．电动机性能要求高
二
一般要满足以下性能要求：过载能力要强，
二
为保证能选用合理的切削用量，获得更高的
章
生产率、加工精度和表面质量，要求能在较大的 调速范围内实现无级调速。调速范围有恒转矩和
数 控 机
恒功率调速范围两种。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。
另外，变速范围负载波动时，速度应稳定。 一般要求主轴具备1∶(100～1000)的恒转矩调速
数控机床
机械工业出版社
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2.1 数控机床的主传动系统
第
二
章
2.1.1 主传动的系统要求数Βιβλιοθήκη 控机2.1.2
床
的
典
2.1.3
型
系
统
主传动分类 主轴部件
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2.1.1 主传动的系统要求
第
主传动系统是用来实现机床主运动的，它
二 应具有一定的转速和一定的变速范围，以便采
数 动机通过传动带直接带动主轴。电动机本身的 控 调整就能够满足要求，不用齿轮变速，可以避 机 免由齿轮传动所引起的振动和噪声。只适用于 床 高速低转矩特性要求的主轴。
的
典
型
系
统
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2.1.2 主传动分类
第 二 章
数
控
机
床
的
典
型
系
统
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2.1.2 主传动分类
章 要求有较长时间(1～30min)和较大倍数的过载
数
能力，在断续负载下，电动机转速波动要小； 速度响应要快，升降速时间要短；
控 机 床 的 典 型
温升要低，振动和噪声要小；可靠性高，寿 命长，维护容易；体积小，重量轻，与机床联 接容易。
此外，为了获得更高的运动精度，要求主 传动传动链尽可能短。
系
统
章 用不同材料的刀具，加工不同材料、不同尺寸、
不同要求的工件，并能方便地实现运动的开停、
数
变速、换向和制动等。
控
机
床
的
典
型
系
统
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2.1.1 主传动的系统要求
第 二 章
1．转速高、功率大
由于对高效率日益增长的要求，加之刀具 材料和技术的进步，大多数数控机床均要求有
数 控 机
床 递功率比V带大20%～30%，因此能够满足主传
的 动高速、大转矩和不打滑的要求。但是多楔带
典 的缺点是在安装时需要较大的张紧力，使主轴
型 和电动机承受较大的径向负载。
系
统
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2.1.2 主传动分类
第 二 章
数
控
机
床
的
典
型
系
统
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2.1.2 主传动分类
章 制，即主轴上安装了脉冲编码器。
数
主轴准停功能：在加工中心上，要求主轴具 有高精度的准停功能，以保证换刀位置的准确以
控 及某些加工工艺的需要。
机 床 的
具有恒线速度切削控制功能：利用车床和磨 床加工工件端面时，为了保证端面表面粗糙度的 一致性，要求刀具切削的线速度为恒定值。
C轴控制功能：在车削中心上，要求主轴具
第
多楔带按齿距可分为三种规格：J型齿距为
二 2.4mm，L型齿距为4.8mm，M型齿距为9.5mm，可
章 依据需要传送的功率及需要达到的转速进行选择。
数
同步齿形带传动综合了带传动和链传动的优 点，带型有梯形齿和圆弧齿，如图2-1b所示。
第
常用的传动带有多楔带和同步齿形带。多
二 楔带又称为复合三角带，其横向断面如 图2-
章 2a所示，传递负载主要靠强力层。多楔带综合
数
了V带和平带的优点，运转时振动小、发热少、 运转平稳、重量小，可在40m／s的线速度下使
控 用。此外，多楔带与带轮的接触好、负载分布
机 均匀，即使瞬时超载，也不会产生打滑，而传