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變速傳動在數(shù)控沖床上主要形式是:齒輪傳動、同步齒形帶傳動和蝸輪蝸桿機構。同步齒形帶傳動參見主軸傳動部分。蝸桿蝸輪機構可參見后面回轉工作臺部分。
齒輪傳動是應用廣泛的一種機械傳動。在數(shù)控沖床伺服系統(tǒng)中采用齒輪傳動的目的:一是將高轉速低扭矩的伺服電動機(如步進電動機、直流或交流伺服電動機等)的輸出,改變?yōu)榈娃D速大轉矩的執(zhí)行件的輸出;另一是使?jié)L珠絲杠和工作臺的轉動慣量在系統(tǒng)中占有較小的比率。此外,對開環(huán)系統(tǒng)還可以保證所要求的運動精度。
1.速比的確定
(1)開環(huán)系統(tǒng)中的速比的確定在步進電動機驅動的開環(huán)系統(tǒng)中,步進電動機至滾珠絲杠間設有齒輪傳動裝置,其速比決定于系統(tǒng)的脈沖當量(即伺服系統(tǒng)接收一個指令脈沖,驅動工作臺移動的距離)、步進電動機步距角及滾珠絲杠導程因為開環(huán)系統(tǒng)執(zhí)行件的運動位移決定于脈沖數(shù)目,故算出的速比不能隨意更改。
(2)閉環(huán)系統(tǒng)速比的確定對于閉環(huán)系統(tǒng),執(zhí)行件的位置決定于反饋檢測裝置,與運動速度無直接關系,其速比主要是由驅動電動機的額定速度或轉矩與機床要求的進給速度或負載轉矩決定的,所以可對它進行適當?shù)恼{整.一般在閉環(huán)系統(tǒng)中,采用的是交、直流伺服電動機,傳動比常為u=1。由電動機直接驅動或通過齒形帶驅動滾珠絲杠螺母副。
2.嚙合級數(shù)及各級速比的確定在驅動電動機至滾珠絲杠的總傳動比已定的情況下,通常是按最小慣量的要求來選擇齒輪級數(shù)和各級傳動比,使其具有良好的動態(tài)特性。
根據(jù)總的傳動比,齒輪的變速級數(shù)可取一級、二級和三級等形式。最常用的是一級和二級的變速級數(shù),即可滿足進給系統(tǒng)的要求。
3.齒輪傳動間隙的調整常用的調整齒側間隙的方法有以下幾種。
(1)圓柱齒輪傳動
1)偏心套調整法如圖7-31所示,將相互嚙合的一對齒輪中的一個齒輪裝在電動機輸出軸上,并將電動機1安裝在偏心套2(或偏心軸)上,通過轉動偏心套的轉角,就可調節(jié)兩嚙合齒輪的中心距,從而消除圓柱齒輪正、反轉時的齒側間隙。特點是結構簡單,但其側隙不能自動補償。
2)軸向墊片調整法如圖7-32所示,齒輪1和齒輪2相嚙合,其分度圓齒厚沿軸線方向略有錐度,這樣就可以用墊片3使齒輪2沿軸向移動,從而消除兩齒輪的齒側間隙。裝配時墊片3的軸向厚度應使得齒輪1和2之間齒側間隙小,運轉又靈活。特點同上。
3)雙片齒輪錯齒調整法這種消除齒側間隙的方法是將其中一個做成寬齒輪,另一個用兩片薄齒輪組成。采用措施使一個薄齒輪的左齒側和另一個薄齒輪的右齒側分別緊貼在寬齒輪齒槽的左、右兩側,以消除齒側間隙,反向時不會出現(xiàn)死區(qū)。
(2)斜齒輪傳動斜齒輪傳動齒側間隙的消除方法基本上與上述錯齒調整法相同,也是用兩個薄片齒輪和一個寬齒輪嚙合,只是在兩個薄齒輪的中間隔開了一小段距離,這樣它的螺旋線便錯開了。
(3)錐齒輪傳動錐齒輪同圓柱齒輪一樣,可用上述類似的方法來消除齒惻間隙,通常采用的調整方法是下面二種:軸向壓簧調整法和周向彈簧調整法。
(4)齒輪齒條傳動在大型數(shù)控沖床中,工作臺的行程很大。因此,它的進給運動不宜采用滾珠絲杠剮來實現(xiàn),而常采用齒輪齒條傳動。
(5)蝸桿蝸輪傳動在數(shù)控沖床的工作臺中,常用蝸桿蝸輪副大減速比的傳動。為提高傳動精度,采用了雙導程蝸桿來消除或調整傳動副的間隙。雙導程蝸桿是一具有微量差左右側不等螺距的蝸桿(同一側仍是相等的),使得蝸桿的齒厚從原始計算剖面向一端線性地增厚,而相反的一端齒厚線性地減薄,因而可用軸向移動蝸桿的方法來消除或調整傳動副的間隙。
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