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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(jī)構(gòu)。同步齒形帶傳動參見主軸傳動部分。蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)可參見后面回轉(zhuǎn)工作臺部分。
齒輪傳動是應(yīng)用廣泛的一種機(jī)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(zhuǎn)速低扭矩的伺服電動機(jī)(如步進(jìn)電動機(jī)、直流或交流伺服電動機(jī)等)的輸出,改變?yōu)榈娃D(zhuǎn)速大轉(zhuǎn)矩的執(zhí)行件的輸出;另一是使?jié)L珠絲杠和工作臺的轉(zhuǎn)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(yùn)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(jìn)電動機(jī)驅(qū)動的開環(huán)系統(tǒng)中,步進(jìn)電動機(jī)至滾珠絲杠間設(shè)有齒輪傳動裝置,其速比決定于系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量(即伺服系統(tǒng)接收一個指令脈沖,驅(qū)動工作臺移動的距離)、步進(jìn)電動機(jī)步距角及滾珠絲杠導(dǎo)程因為開環(huán)系統(tǒng)執(zhí)行件的運(yùn)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(yùn)動速度無直接關(guān)系,其速比主要是由驅(qū)動電動機(jī)的額定速度或轉(zhuǎn)矩與機(jī)床要求的進(jìn)給速度或負(fù)載轉(zhuǎn)矩決定的,所以可對它進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整.一般在閉環(huán)系統(tǒng)中,采用的是交、直流伺服電動機(jī),傳動比常為u=1。由電動機(jī)直接驅(qū)動或通過齒形帶驅(qū)動滾珠絲杠螺母副。
2.嚙合級數(shù)及各級速比的確定在驅(qū)動電動機(jī)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(jìn)給系統(tǒng)的要求。
3.齒輪傳動間隙的調(diào)整常用的調(diào)整齒側(cè)間隙的方法有以下幾種。
(1)圓柱齒輪傳動
1)偏心套調(diào)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(jī)輸出軸上,并將電動機(jī)1安裝在偏心套2(或偏心軸)上,通過轉(zhuǎn)動偏心套的轉(zhuǎn)角,就可調(diào)節(jié)兩嚙合齒輪的中心距,從而消除圓柱齒輪正、反轉(zhuǎn)時的齒側(cè)間隙。特點是結(jié)構(gòu)簡單,但其側(cè)隙不能自動補(bǔ)償。
2)軸向墊片調(diào)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(cè)間隙。裝配時墊片3的軸向厚度應(yīng)使得齒輪1和2之間齒側(cè)間隙小,運(yùn)轉(zhuǎn)又靈活。特點同上。
3)雙片齒輪錯齒調(diào)整法這種消除齒側(cè)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(cè)和另一個薄齒輪的右齒側(cè)分別緊貼在寬齒輪齒槽的左、右兩側(cè),以消除齒側(cè)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(cè)間隙的消除方法基本上與上述錯齒調(diào)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(diào)整方法是下面二種:軸向壓簧調(diào)整法和周向彈簧調(diào)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(jìn)給運(yùn)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(dǎo)程蝸桿來消除或調(diào)整傳動副的間隙。雙導(dǎo)程蝸桿是一具有微量差左右側(cè)不等螺距的蝸桿(同一側(cè)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(diào)整傳動副的間隙。
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