卜雪君

（齊齊哈爾二機床（集團）有限責(zé)任公司，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

傳動系統(tǒng)主要的作用是將動力和工作過程中產(chǎn)生的力，通過動力源的傳遞形式，有效地傳輸給其他機床執(zhí)行部件，主要目的是能夠更好的保證傳輸過程中，傳輸系統(tǒng)能夠具有良好的動態(tài)特性，結(jié)合傳統(tǒng)的工作形式來看，傳動系統(tǒng)經(jīng)常會受到激振力距和激振力所造成的影響，從而造成傳動系統(tǒng)中的軸組件發(fā)生彎曲。不利于機床的穩(wěn)定運行。在銑床的應(yīng)用過程中，主軸箱的齒輪需要保持長時間的高荷載和高速運行，如果主系統(tǒng)的設(shè)計出現(xiàn)問題，就會直接影響到機床加工的整體精度，傳動齒輪在進行切削工作開展的過程中，也會因為高速運轉(zhuǎn)或者重載等問題對施工現(xiàn)場造成巨大的噪音和震動，從而導(dǎo)致主傳動系統(tǒng)部件遭到破壞，嚴重影響機床切削的質(zhì)量和精準度，這就需要做好數(shù)控銑床的主傳動系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)化。

1 數(shù)控龍門銑床主傳動系統(tǒng)調(diào)速

在進行龍門銑床主傳動系統(tǒng)的設(shè)計安裝過程中，需要采用不同的配送方式來全面提高龍門銑床的加工速率，就需要在主傳動系統(tǒng)設(shè)計的過程中選用無級變速系統(tǒng)，目的是為了保證在原有的調(diào)速范圍內(nèi)，通過科學(xué)化的主軸切削處理來提高切削速度。主軸無級傳動系統(tǒng)，主要分為高低擋兩端變速傳動、直接升速或減速傳動、高、中、低檔三段變速傳動、直接一對一傳動等形式。

在進行齒輪兩檔變速機構(gòu)的選擇過程中，需要相對于經(jīng)濟的額定轉(zhuǎn)速來搭配無極調(diào)速電機，在得到轉(zhuǎn)速速度提高的同時，還能夠拓展恒功率所覆蓋的范圍，改善傳統(tǒng)的低速扭距，這種應(yīng)用方式，在較大切削加工區(qū)域較為常用。

直接升速和減速的傳動方式，一般會選用同步帶傳動方式，總體結(jié)構(gòu)上較為簡化，在進行升速傳動時，可以全面提高轉(zhuǎn)速，但是所具有的恒功率范圍卻較小，低速扭距也會適當(dāng)?shù)臏p少，在進行減速傳動的過程中恒功率的范圍和主軸的扭距將會得到顯著提升，但是其擴展的程度卻有一定的限制，所調(diào)節(jié)的最高轉(zhuǎn)速將會受到一定制約。

選用齒輪三檔變速機構(gòu)的應(yīng)用，可以與轉(zhuǎn)速無機掉速電機進行綜合性使用，全面提高轉(zhuǎn)速，并且能夠最大程度的擴展恒功率覆蓋范圍，全面提升低速扭距，在一些大型的切削量加工區(qū)域較為常用，主要目的是抑制電機所具有的機械性能，保證齒輪的變速效果處于標準狀態(tài)下，但這一形式的應(yīng)用具有一定的困難性，必須將齒輪的多級化傳動方式來作為發(fā)展和設(shè)計的基礎(chǔ)，不利于最高轉(zhuǎn)速的有效調(diào)節(jié)。

一對一傳送的形式主要是通過同步帶的應(yīng)用來將電機和主軸之間所具有的組件進行有效連接，構(gòu)成的結(jié)構(gòu)比較簡單，能夠全面提高轉(zhuǎn)速，但是低速扭矩較小，只適用于輕切削區(qū)域，傳動形式的多樣化發(fā)展，使其擁有不同的適用范圍，并且存在著優(yōu)缺點。因此在實際應(yīng)用過程中，需要結(jié)合加工的具體需求和加工的實際情況，來選擇具有一定標準的傳動方式。

2 龍門銑床主傳動系統(tǒng)設(shè)計分析

（1）開停和制動裝置。開停裝置的設(shè)計安裝目的是為了更好地控制主軸的啟動和停止，一般情況下，我們所選擇的開停方式有直接開停電動機和離合器開停兩種，我們在選擇的過程中，需要結(jié)合實際應(yīng)用情況，當(dāng)電動機的功率較小，就可以采用開停電動機的方式來進行主軸的啟動和停止，當(dāng)電動機的功率較大，就可以采用離合器的應(yīng)用方式來進行主軸的啟停控制。同時在裝卸工具和加工面測量的過程中，維修人員通常會希望機床能夠主動地執(zhí)行快速停止運動，以此來進行刀具的更換，調(diào)整機床的位置，調(diào)速較為便利，具有自動化和自動轉(zhuǎn)向等優(yōu)勢，因此在磨床的工作臺驅(qū)動安裝過程中，液壓傳動的應(yīng)用更為廣泛，除了工作臺的縱向往返運動之外，還有齒輪的快速進退運動，通過液壓傳動形式來保證監(jiān)定套筒的及時縮回，除了以上幾種形式，其余的都是由機械運動來進行傳動的。

（2）傳動系統(tǒng)慣性元件和彈性元件。為了保證軸上的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量，需要在不同的軸安裝好慣性元件，一旦在實際應(yīng)用過程中，機床的傳動系統(tǒng)發(fā)生振動，就需要通過齒輪、皮帶輪等軸上盤類零件進行控制和調(diào)節(jié)，他們能夠通過動力學(xué)來反映出轉(zhuǎn)動的慣量。因此，我們將這些元件稱之為慣性元件，我們在進行軸上慣性元件安裝的過程中，可以將這些質(zhì)量運用到等效圓盤的創(chuàng)建過程中，將不同的質(zhì)量集中到軸的兩端，以減少扭轉(zhuǎn)變形問題的發(fā)生，彈性元件大多數(shù)都被應(yīng)用到等效圓盤之間的軸段上，在實際機床的運行過程中，很容易發(fā)生剛度扭轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動慣量疊加到剛性圓盤，因此我們需要適當(dāng)?shù)赜嬎愠鲚S的扭轉(zhuǎn)剛度。

（3）傳動系統(tǒng)模型的設(shè)計。在進行龍門銑床主傳動系統(tǒng)設(shè)計分析的過程中，我們需要通過傳遞矩陣法建模的理論，將軸上的齒輪設(shè)計為只有慣性，但是卻不具備彈性的慣性元件，并將其轉(zhuǎn)換到軸的兩端，這樣做的目的是將不同軸段之間所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動慣量疊加到軸的慣性原件上，讓兩個慣性元價處于平均分配慣量的狀態(tài)。這時所造成軸的扭轉(zhuǎn)剛度，將會直接變成彈性的軸的扭轉(zhuǎn)剛度，在這一問題的解決過程中，我們可以制造出單量圓盤系統(tǒng)力學(xué)轉(zhuǎn)變模型，主要操作流程是將軸上的彈性軸段與持有剛性扭轉(zhuǎn)的圓盤轉(zhuǎn)移到同一軸線上，由傳統(tǒng)的多項軸線變成了單一軸線，在實際安裝應(yīng)用的過程中，齒輪的齒合處會逐漸減小自身的彈性。因此，工作人員可以將齒輪合并成慣性元件，并結(jié)合實際加工情況將所得到的模型參數(shù)轉(zhuǎn)化到現(xiàn)有的輸出軸上，避免電機的運行對傳動系統(tǒng)造成不利影響。

（4）傳動系統(tǒng)的動態(tài)設(shè)計。結(jié)合模型和軟件的設(shè)計結(jié)果來進行參數(shù)的轉(zhuǎn)換，軸上所具有的轉(zhuǎn)動慣量轉(zhuǎn)移到輸出軸上，讓輸出軸進行扭轉(zhuǎn)剛度，通過驗證和研究所得到的動力學(xué)模型參數(shù)來建立起傳動系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，改變元件的剛度和質(zhì)量。從建模所得的計算成果來看，傳動軸剛度之所以會發(fā)生改變，主要是因為本身設(shè)計過程中的剛度不符合相應(yīng)的設(shè)計標準，軸承的剛度和不同軸承之間跨度不規(guī)范等問題，和軸質(zhì)量沒有聯(lián)系。因此，想要全面提高中間軸剛度，就需要減少軸承的跨距，為了減少軸的質(zhì)量和齒輪的質(zhì)量，還可以將軸縮短減小直徑。

3 總結(jié)

銑床的主傳動設(shè)計系統(tǒng)的應(yīng)用和質(zhì)量控制，能夠直接影響到數(shù)控龍門銑床的運轉(zhuǎn)精度和可靠性，因此工作人員需要對主傳動系統(tǒng)設(shè)計要點和關(guān)鍵部分進行優(yōu)化，傳動系統(tǒng)在日常工作中主要的內(nèi)容就是扭轉(zhuǎn)振動，通過適當(dāng)?shù)哪Ｐ蜆?gòu)建，來全面提高計算機的容量，滿足工程加工的需求，運用能量平衡的理論對傳動系統(tǒng)的模態(tài)柔度進行分析，制定出相應(yīng)的動態(tài)設(shè)計目標。本文主要分析了數(shù)控龍門銑床主傳動系統(tǒng)的調(diào)速，通過開停和制動裝置的應(yīng)用，傳動系統(tǒng)慣性元件和彈性元件的改變，以及傳動系統(tǒng)基本模型的建立，做好傳動系統(tǒng)的動態(tài)化設(shè)計。