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1、自动转位刀架的结构原理及选用自动转位刀架的结构原理及选用图图4-1 4-1 端子盘定位的电动转位刀架结构端子盘定位的电动转位刀架结构1 1、蜗轮、蜗轮 2 2、刀座、刀座 3 3、4 4、鼠齿盘、鼠齿盘 5 5、粗定位销、粗定位销 6 6、四方刀架体、四方刀架体 7 7、刀架螺母、刀架螺母 8 8、转动销、转动销 9 9、芯轴、芯轴 10 10、轴套、轴套 电电电电动动动动机机机机得得得得到到到到转转转转位位位位指指指指令令令令开开开开始始始始旋旋旋旋转转转转，电电电电机机机机通通通通过过过过联联联联轴轴轴轴器器器器带带带带动动动动蜗蜗蜗蜗杆杆杆杆转转转转动动动动，蜗蜗蜗蜗杆杆杆杆带带带带动动
2、动动蜗蜗蜗蜗轮轮轮轮逆逆逆逆时时时时针针针针旋旋旋旋转转转转。芯芯芯芯轴轴轴轴9 9 9 9与与与与蜗蜗蜗蜗轮轮轮轮固固固固定定定定联联联联结结结结，所所所所以以以以随随随随同同同同蜗蜗蜗蜗轮轮轮轮逆逆逆逆时时时时针针针针旋旋旋旋转转转转刀刀刀刀架架架架螺螺螺螺母母母母7 7 7 7与与与与四四四四方方方方刀刀刀刀架架架架体体体体固固固固定定定定联联联联结结结结，此此此此时时时时上上上上、下下下下端端端端齿齿齿齿盘盘盘盘联联联联结结结结在在在在一一一一起起起起制制制制约约约约了了了了刀刀刀刀架架架架体体体体的的的的转转转转动动动动迫迫迫迫使使使使螺螺螺螺母母母母上上上上升升升升，直直直直至至至
3、至鼠鼠鼠鼠齿齿齿齿盘盘盘盘3 3 3 3，与与与与鼠鼠鼠鼠齿齿齿齿盘盘盘盘4 4 4 4分分分分离离离离，此此此此时时时时蜗蜗蜗蜗轮轮轮轮同同同同芯芯芯芯轴轴轴轴9 9 9 9带带带带动动动动轴轴轴轴套套套套10101010转动，轴套转动，轴套转动，轴套转动，轴套10101010通过转动销通过转动销通过转动销通过转动销8 8 8 8带动刀架体带动刀架体带动刀架体带动刀架体6 6 6 6旋转，完成寻刀运动。旋转，完成寻刀运动。旋转，完成寻刀运动。旋转，完成寻刀运动。此此此此时时时时若若若若某某某某刀刀刀刀位位位位的的的的霍霍霍霍尔尔尔尔管管管管得得得得到到到到信信信信号号号号（寻寻寻寻刀刀刀刀完
4、完完完毕毕毕毕）通通通通知知知知电电电电机机机机反反反反转转转转，此此此此时时时时蜗蜗蜗蜗轮轮轮轮亦亦亦亦反反反反转转转转。刀刀刀刀架架架架体体体体反反反反转转转转粗粗粗粗定定定定位位位位销销销销与与与与被被被被固固固固定定定定鼠鼠鼠鼠齿齿齿齿盘盘盘盘上上上上的的的的爪爪爪爪齿齿齿齿挡挡挡挡住住住住刀刀刀刀架架架架体体体体不不不不能能能能再再再再旋旋旋旋转转转转，转转转转动动动动销销销销子子子子8 8 8 8打打打打滑滑滑滑刀刀刀刀架架架架体体体体向向向向下下下下运运运运动动动动直直直直至至至至端端端端子子子子盘盘盘盘3 3 3 3、4 4 4 4紧紧紧紧密密密密接接接接触触触触，刀刀刀刀架架
5、架架电电电电机机机机电电电电流流流流增增增增大大大大发发发发出出出出信信信信号号号号电电电电机机机机停转，完成刀架整个转位过程。停转，完成刀架整个转位过程。停转，完成刀架整个转位过程。停转，完成刀架整个转位过程。数控机床中常用的齿轮消隙机构及数控机床中常用的齿轮消隙机构及电机轴与丝杠轴的联结方式电机轴与丝杠轴的联结方式一、一、一、一、园柱直齿轮时园柱直齿轮时园柱直齿轮时园柱直齿轮时1 1 1 1、双齿轮片结构、双齿轮片结构、双齿轮片结构、双齿轮片结构2、偏心套1 1）、齿轮）、齿轮 2 2）、偏心套）、偏心套 3 3）、齿轮）、齿轮3 3、调节中心距、调节中心距二、双齿轮条消除齿轮间隙机构二、
6、双齿轮条消除齿轮间隙机构二、双齿轮条消除齿轮间隙机构二、双齿轮条消除齿轮间隙机构 1 1 1 1、2 2 2 2为为为为正正正正齿齿齿齿轮轮轮轮与与与与齿齿齿齿条条条条齿齿齿齿合合合合，3 3 3 3、4 4 4 4为为为为左左左左右右右右螺螺螺螺旋旋旋旋齿齿齿齿轮轮轮轮，5 5 5 5上上上上有有有有一一一一对对对对旋旋旋旋向向向向相相相相反反反反的的的的螺螺螺螺旋旋旋旋齿齿齿齿轮轮轮轮，当当当当零零零零件件件件与与与与向向向向前前前前移移移移动动动动是是是是会会会会迫迫迫迫使使使使34343434齿齿齿齿轮轮轮轮分分分分别别别别向向向向相相相相反反反反的的的的方方方方向向向向旋旋旋旋转转转
7、转，令令令令园园园园柱柱柱柱齿齿齿齿轮轮轮轮1 1 1 1、2 2 2 2左左左左右右右右边边边边贴贴贴贴紧紧紧紧齿齿齿齿条条条条传传传传动动动动齿齿齿齿面面面面固固固固定定定定零零零零件件件件与与与与达达达达到到到到消消消消除除除除齿齿齿齿条条条条间间间间隙隙隙隙的目的。的目的。的目的。的目的。三三 电机轴与丝杠轴的联结方式电机轴与丝杠轴的联结方式1 1、无键联结、无键联结2 2、应用（在数控机床中）、应用（在数控机床中）在伺服电机轴上装齿轮，同步带轮，在滚珠丝杠轴端安装齿轮或同步带轮在伺服电机轴上装齿轮，同步带轮，在滚珠丝杠轴端安装齿轮或同步带轮选择胀结套应满足：选择胀结套应满足：传递扭矩
8、传递扭矩MtMMtM 承受轴向力承受轴向力 FtFx FtFx 承受径向力承受径向力式中式中M需要传递的扭矩需要传递的扭矩KNmFx：需要承受的轴向力需要承受的轴向力KNMt：胀紧套的额定扭矩胀紧套的额定扭矩KNm Ft:Ft:胀紧套的额定轴向力胀紧套的额定轴向力KNdl：胀紧套内径和内环宽度胀紧套内径和内环宽度mmmm P Pf f ：胀紧套与轴结合面上的压力胀紧套与轴结合面上的压力 N/mm N/mm2 2 B B：采用：采用n n组胀紧套时的额定负荷组胀紧套时的额定负荷MmMm Mm=mMt Mm=mMt式中式中m m负荷系数见表负荷系数见表1 1 c c、结合面的表面粗糙度及公差配合，
9、见表、结合面的表面粗糙度及公差配合，见表2 2d d、拧紧胀紧套螺钉的方法、拧紧胀紧套螺钉的方法第一步以第一步以1/3 Mt1/3 Mt的值对角拧紧所有螺钉以防偏斜；的值对角拧紧所有螺钉以防偏斜；第二步以第二步以1/2Mt1/2Mt对角拧紧全部螺钉加力；对角拧紧全部螺钉加力；第三步以第三步以MtMt值全部拧紧螺钉。值全部拧紧螺钉。e e、结构装配图、结构装配图 同同同同步步步步带带带带传传传传动动动动是是是是综综综综合合合合了了了了带带带带传传传传动动动动、链链链链传传传传动动动动和和和和齿齿齿齿轮轮轮轮传传传传动动动动优优优优点点点点的的的的新新新新型型型型带带带带传传传传动动动动。它它它它
10、的的的的传传传传动动动动效效效效率率率率可可可可进进进进99.599.599.599.5，传传传传动动动动功功功功率率率率可可可可从从从从几几几几瓦瓦瓦瓦到到到到数数数数百百百百千千千千瓦瓦瓦瓦，一一一一级级级级带带带带传传传传动动动动速速速速比比比比可可可可达达达达到到到到10101010，线速度可达到，线速度可达到，线速度可达到，线速度可达到40m/s40m/s40m/s40m/s 同步带传动已在各种仪器轻工业以及通用机械中得到广泛的应用。同步带传动已在各种仪器轻工业以及通用机械中得到广泛的应用。同步带传动已在各种仪器轻工业以及通用机械中得到广泛的应用。同步带传动已在各种仪器轻工业以及通用
11、机械中得到广泛的应用。同同同同步步步步带带带带由由由由带带带带背背背背、抗抗抗抗拉拉拉拉层层层层及及及及带带带带齿齿齿齿三三三三部部部部分分分分组组组组成成成成，抗抗抗抗拉拉拉拉层层层层其其其其位位位位置置置置在在在在同同同同步步步步带带带带的的的的节节节节线线线线部部部部位位位位保保保保证证证证带带带带的的的的节节节节矩矩矩矩不不不不变变变变，常常常常用用用用的的的的抗抗抗抗拉拉拉拉元元元元件件件件有有有有钢钢钢钢丝丝丝丝绳绳绳绳及及及及由由由由玻玻玻玻璃璃璃璃纤纤纤纤维维维维组组组组成成成成的的的的绳绳绳绳索索索索。带带带带齿齿齿齿带带带带背背背背有有有有用用用用聚聚聚聚氨氨氨氨脂脂脂脂和
12、和和和氯氯氯氯丁丁丁丁胶胶胶胶材材材材料料料料，它它它它应应应应有有有有良良良良好好好好柔柔柔柔韧韧韧韧性性性性抗抗抗抗弯弯弯弯曲曲曲曲疲疲疲疲劳劳劳劳性性性性能能能能，耐耐耐耐磨磨磨磨损损损损不易老化的性能。不易老化的性能。不易老化的性能。不易老化的性能。同同同同步步步步带带带带按按按按齿齿齿齿形形形形分分分分（梯梯梯梯形形形形齿齿齿齿）周周周周节节节节制制制制同同同同步步步步带带带带、模模模模数数数数制制制制同同同同步步步步带带带带、园园园园弧弧弧弧齿齿齿齿同同同同步步步步带带带带、我我我我国国国国研研研研制制制制同同同同步步步步带带带带的的的的早早早早期期期期由由由由于于于于有有有有齿齿
13、齿齿轮轮轮轮滚滚滚滚刀刀刀刀可可可可加加加加工工工工带带带带轮轮轮轮用用用用得得得得较较较较多多多多，现现现现在在在在已已已已很很很很少少少少应应应应用用用用，目前在机床用得较多的为目前在机床用得较多的为目前在机床用得较多的为目前在机床用得较多的为HTDHTDHTDHTD型园弧齿同步带。型园弧齿同步带。型园弧齿同步带。型园弧齿同步带。园弧齿同步带的齿形图园弧齿同步带的齿形图园弧齿同步带的齿形图园弧齿同步带的齿形图 同步带轮设计与计算同步带轮设计与计算园弧齿同步带的规定代号园弧齿同步带的规定代号:例：例：10005M3010005M30带宽30mm节距5mm接线长1000mm 园弧齿同步带的齿形
14、尺寸，见表园弧齿同步带的齿形尺寸，见表1 1 园弧齿同步带园弧齿同步带,带轮的设计计算举例带轮的设计计算举例 例例题题：某某机机械械中中采采用用园园弧弧齿齿同同步步带带传传动动，断断续续使使用用，每每天天平平均均工工作作3-43-4小小时时，电电机机为为普普通通三三相相异异步步电电动动机机，功功率率N=22KWN=22KW，小小带带轮轮转转速速970r/min970r/min减减速速比比I=2.5 I=2.5 中中心心距距A=750mmA=750mm，试试选选择择同同步带计算带轮步带计算带轮 1 1、决定计算功率决定计算功率Nj=NK=N(KNj=NK=N(K0 0+K+K1 1+K+K2 2
15、)计计算算功功率率NjNj为为给给定定功功率率乘乘以以功功率率修修正正系系数数K K，K K由由三三部部分分即即工工作作情况系数情况系数K K0 0,张紧轮影响系数张紧轮影响系数K K1 1和增速传动系数和增速传动系数K K2 2组成组成根据手册查根据手册查 K0=1.7 K1=0 K2=0 K0=1.7 K1=0 K2=0Nj=NNj=N（1.7+0+01.7+0+0）=221.7=37.4KW=221.7=37.4KW 2 2、选择园弧齿轮同步带的节距选择园弧齿轮同步带的节距PbPb根据根据NjNj和小轮和小轮N1N1查手册的诺模图选节距代为查手册的诺模图选节距代为14M14M，Pb=14
16、MMPb=14MM 3 3、确定主从动轮的齿数和节园直径确定主从动轮的齿数和节园直径取小带轮齿数取小带轮齿数Z1=38Z1=38小带轮的节园直径小带轮的节园直径 大带轮齿数大带轮齿数大带轮齿数带轮的节园直径大带轮齿数带轮的节园直径 验算线速度验算线速度v vmaxmax v vv vmaxmax=40m/s=40m/s 4 4、确定同步带的节长确定同步带的节长lplp齿数齿数ZbZb和中心距和中心距A A 按求节长的近似公式计算：按求节长的近似公式计算：代入代入 按园弧齿节线系列尺寸选定按园弧齿节线系列尺寸选定lp=2450lp=2450，Zb=175Zb=175，重算中心距，重算中心距A=7
17、48.7mm,A=748.7mm,5、小带轮齿合齿数小带轮齿合齿数ZmZm 代入代入 66、确定同步带的宽度确定同步带的宽度确定同步带的宽度确定同步带的宽度bsbsbsbs确定齿宽系数确定齿宽系数确定齿宽系数确定齿宽系数KwKwKwKwKz Kz Kz Kz 小带轮齿合齿数系数依据小带轮齿合齿数系数依据小带轮齿合齿数系数依据小带轮齿合齿数系数依据 Zm=17 Zm=17 Zm=17 Zm=17 由表得由表得由表得由表得 Kz=1 Kz=1 Kz=1 Kz=1K K K KL L L L 带长系数，带长系数，带长系数，带长系数，Lp=2450Lp=2450Lp=2450Lp=2450，Pb=14
18、Pb=14Pb=14Pb=14，K K K KL L L L=1=1=1=1N N N N0 0 0 0 基准传动功率，依据基准传动功率，依据基准传动功率，依据基准传动功率，依据 Z1=38 Z1=38 Z1=38 Z1=38，N N N N1 1 1 1=970r/mm,Pb=14,=970r/mm,Pb=14,=970r/mm,Pb=14,=970r/mm,Pb=14,查表得查表得查表得查表得 N N N N0 0 0 0=20.29KW=20.29KW=20.29KW=20.29KW代入代入代入代入 按按按按Kw Kw Kw Kw 查表取查表取查表取查表取 bs=85mm bs=85mm
19、 bs=85mm bs=85mm同步带规格为：同步带规格为：同步带规格为：同步带规格为：2450-14M-852450-14M-852450-14M-852450-14M-85园弧带轮齿形尺寸园弧带轮齿形尺寸园弧带轮齿形尺寸园弧带轮齿形尺寸14M14M节距的标准带宽与带轮宽的关系节距的标准带宽与带轮宽的关系,其余其余节节距均可距均可查设计查设计手册手册同步带轮的公差与表面粗糙度同步带轮的公差与表面粗糙度同步带轮的公差与表面粗糙度同步带轮的公差与表面粗糙度齿顶园跳动齿顶园跳动齿顶园跳动齿顶园跳动:d:d顶顶顶顶120120=0.13d=0.13d顶顶顶顶130130=0.13+0.0005=0.
20、13+0.0005=0.13+0.0005=0.13+0.0005（d d d d节节节节-180-180-180-180）齿顶园端面跳动齿顶园端面跳动齿顶园端面跳动齿顶园端面跳动:d:d顶顶顶顶8080=0.18=0.18d d顶顶顶顶200200=0.001=0.001d d d d节节节节 d d顶顶顶顶200200=0.25+0.0005=0.25+0.0005（d d d d节节节节-250-250-250-250）齿向公差齿向公差齿向公差齿向公差:=0.001bf=0.001bf（带宽）（带宽）（带宽）（带宽）带轮孔直径公差带轮孔直径公差带轮孔直径公差带轮孔直径公差:H7:H7带轮
21、齿面粗糙度带轮齿面粗糙度带轮齿面粗糙度带轮齿面粗糙度:Ra0.0025-0.005:Ra0.0025-0.005（6 6）一般推荐在小带轮的两侧装上挡图，大带轮可不装挡图。一般推荐在小带轮的两侧装上挡图，大带轮可不装挡图。一般推荐在小带轮的两侧装上挡图，大带轮可不装挡图。一般推荐在小带轮的两侧装上挡图，大带轮可不装挡图。根据工作状况及有关参数画出带轮工作图。（根据工作状况及有关参数画出带轮工作图。（根据工作状况及有关参数画出带轮工作图。（根据工作状况及有关参数画出带轮工作图。（d d节节节节、d d顶顶顶顶、z z、孔径、齿宽）、孔径、齿宽）、孔径、齿宽）、孔径、齿宽）阻尼，刚度，惯量，固有频
22、率对伺服进给系统的影响阻尼，刚度，惯量，固有频率对伺服进给系统的影响 伺服进给系统是由电器，液压机械等环节组成的一个复杂系统。影响伺服进给系统是由电器，液压机械等环节组成的一个复杂系统。影响伺服系统的因素非常之多。从理论上说完全可以根据系统的要求提出一伺服系统的因素非常之多。从理论上说完全可以根据系统的要求提出一系列的假定来建立数学模型及其相应的传递函数，从而计算出系统的有系列的假定来建立数学模型及其相应的传递函数，从而计算出系统的有关参数。但到目前为止，理论计算往往不能作为最后的根据。所以在设关参数。但到目前为止，理论计算往往不能作为最后的根据。所以在设计进给伺服系统时要辅以必要的实验分析，
23、特别是现有的进给伺服系统计进给伺服系统时要辅以必要的实验分析，特别是现有的进给伺服系统的结构参数与经验数据是非常有价值的实用数据。的结构参数与经验数据是非常有价值的实用数据。一、阻尼对数控进给系统的影响一、阻尼对数控进给系统的影响 伺伺服服系系统统的的阻阻尼尼包包括括伺伺服服驱驱动动装装置置的的电电感感、电电阻阻、电电动动机机的的机机械械部部件件，以以及及机械传动机构的磨擦阻尼及导轨的粘性阻尼。机械传动机构的磨擦阻尼及导轨的粘性阻尼。阻阻尼尼在在伺伺服服系系统统中中的的作作用用。、阻阻尼尼大大的的系系统统抗抗扰扰动动的的能能力力强强，换换句句话话说说就就是是伺伺服服刚刚度度高高难难度度。、阻阻
24、尼尼大大的的系系统统定定位位精精度度低低，也也就就是是说说它它定定位位的的离离散散度度大，这也可以从上一节所讲的公式中得到验证大，这也可以从上一节所讲的公式中得到验证 （F0 k F0 k）k k：定位误差：定位误差 F0 F0：静磨擦力：静磨擦力 K K：传动系统的刚度：传动系统的刚度 F0 F0 失动量失动量 它的作用是互相矛盾的，必须加以辩证的使用。它的作用是互相矛盾的，必须加以辩证的使用。一、刚度对伺服系统的影响一、刚度对伺服系统的影响系系统统的的刚刚度度低低除除了了可可引引起起定定位位误误差差和和失失动动量量的的增增加加之之外外，还还会会降降低低系系统统的的固固有有频频率率。在在设设
25、计计伺伺服服进进给给系系统统时时必必须须综综合合地地考考虑虑刚刚度度和和惯惯量量对对固固有有频频率率的的影影响响，必必要要时时还还要要做做实实验验分分析析：当当采采用用伺伺服服电电机机时时其其固固有有频频率率一一般般都都低低于于机机械械传传动动的的固固有有频频率率。为为了了避免产生共振，一般要求机械传动的固有频率高于伺服驱动系统的固有频率避免产生共振，一般要求机械传动的固有频率高于伺服驱动系统的固有频率2-32-3倍。倍。二、惯性对伺服系统的影响二、惯性对伺服系统的影响在在数数控控系系中中滚滚珠珠丝丝杠杠往往往往要要频频繁繁地地启启动动、变变速速、停停止止制制动动。如如果果动动态态响响应应不不
26、快快往往往往会会影影响响生生产产效效率率。而而转转动动惯惯量量在在物物体体的的旋旋转转运运动动中中，它它是是惯惯性性的的度度量量，也也就就是是说说转转动动惯惯量量大大的的物物体体改改变变运运动动状状态态困困难难，也也就就是是说说会会增增大大时时间间常常数数，系系统统的的灵灵敏敏度度下下降降。另外，机械零件的惯量增加会降低机械部件的固有频率容易产生共振。另外，机械零件的惯量增加会降低机械部件的固有频率容易产生共振。所以一般要求计算到电机轴上的转动惯量所以一般要求计算到电机轴上的转动惯量JLJL要小于伺服电机的转动惯量。要小于伺服电机的转动惯量。JL(1/4 JL(1/41/2)Jm JL1/2)Jm JL值取得过大系统的灵敏度会过低。值取得过大系统的灵敏度会过低。X轴总装图总装图Z丝杠丝杠丝杠螺母座从动带轮主动带轮C650实例总装图Z丝杠Z丝杠928-1Z丝杠928-2总装图总装图谢谢观看/欢迎下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH