传动

方式

数控机床常见的几种主轴传动方式

机床主轴指的是机床上带动工件或刀具旋转的轴。主轴是机床最关键的部件，要说数控系统相当于人的大脑，那么主轴就相当于人的心脏。主轴是机床上的重要部件，在设计主轴部件时需要考虑旋转精度、静刚度、抗振性、温升和热变形、耐磨性多方面的因素，其中主轴部件的运动精度和结构刚度是决定加工质量和切削效率的重要因素。

数控机床的主传动要求有较大的调速范围，以保证加工时能选用合理的切削用量，从而获得最佳的生产率、加工精度和表面质量。数控机床的变速是按照控制指令自动进行的，因此主传动机构必须适应自动操作的要求。

常见的主轴传动方

式有以下三种：

一.齿轮传动

齿轮传动，这种传动方式在大、中型数控机床中较为常见。它通过几对齿轮的齿合，在完成传动的同时实现主轴的分挡有级变速或分段无级变速，确保在低速时能满足主轴输出扭矩特性的要求。滑移齿轮的移位大都采用液压拨叉或直接由液压缸带动齿轮来实现。

虽然这种传动方式很有效，但它增加了数控机床液压系统的复杂性，而且必须先将数控装置送来的电信号转换成电磁阀的机械动作，然后再将压力油分配到相应的液压缸，因此增加了变速的中间环节。此外，这种传动机构传动引起的振动和噪声也较大。

二、同步带传动

同步带传动，主要应用在小型数控机床上，可以避免齿轮传动时引起的振动和噪声，但它只能适用于低扭矩特性要求的主轴。

同步带传动是一种综合了带、链传动优点的新型传动，带的工作面及带轮外圆均制成齿型，通过带轮与轮齿相嵌合作无滑动齿合传动。同步带内部采用了承载后无弹性伸长的材料强力层，以保持带的节距不变，使主、从带轮可以作无相对滑的同步传动。与一般带传动及齿轮传动相比，同步带传动具有如下优点。

（1）无滑动，传动比准确。

（2）传动效率高，可达98%以上。

（3）使用范围广，速度可达50m/s，传动比可达10左右，传递功率由几瓦到数千瓦。

（4）传动平稳，噪声小。

（5）维修保养方便，不需要润滑。

同步带传动的不足之处是安装时中心距要求严格，带与带轮的制造工艺较复杂，成本高。

三、电机驱动传动

电机驱动传动中的电机又叫电主轴，其电机定子固定，转子和主轴采用一体化设计。这种方式大大简化了主轴箱体和主轴的结构，有效地提高了主轴部件的刚度，但输出扭矩小，电机的发热对主轴的精度影响较大。

其优点是主轴部件结构紧凑、惯性小、质量小，可提高启动、停止的响应特性，有利于控制振动和噪声；缺点是电机运转产生的热量使主轴产生热变形，因此温度控制和冷却时使用内装电机主轴的关键问题。日本研制的立式加工中心主轴组件，其内装电机主轴的最高转速可达r/min。