專利名稱：變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)車床主傳動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型主要涉及車床的主傳動(dòng)系統(tǒng)。
技術(shù)背景
車床的主傳動(dòng)系統(tǒng)大致可以分為異步電機(jī)配合齒輪換擋的有級變速方式；電主軸 直接驅(qū)動(dòng)方式；變頻調(diào)速電機(jī)配合少量齒輪換擋的無級變速方式。 電主軸直接驅(qū)動(dòng)方式目前只在高端車床的類型上采用。
異步電機(jī)配合齒輪換擋的有級變速方式，是傳統(tǒng)車床的基本主傳動(dòng)方式。無法實(shí)現(xiàn) 無級變速，主軸箱結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
變頻調(diào)速電機(jī)配合少量齒輪換擋的無級變速方式，目前是各類數(shù)控車床主傳動(dòng)的主 要形式。
目前，現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)控車床多采用四級變頻調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)；四擋齒輪變速傳動(dòng)，一 般情況下主軸轉(zhuǎn)速在40~50轉(zhuǎn)/min以下時(shí)為恒功率輸出。因此在低速時(shí)輸出時(shí)扭矩較 小，不適以強(qiáng)力車削。此時(shí)，車床的切削效率低。
數(shù)控車床切削精度高， 一般不做強(qiáng)力切削用。變頻電機(jī)50赫茲以下時(shí)是恒功率輸出， 50赫茲以上時(shí)是恒扭矩輸出。因此，主軸轉(zhuǎn)速在40"50轉(zhuǎn)/min以下時(shí)為恒功率輸出的 主傳動(dòng)方式可以滿足使用，但是當(dāng)普通車床在強(qiáng)力切削時(shí)顯得扭矩不足。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)車床主傳
動(dòng)系統(tǒng)，以解決車床由于變頻Wo:作在恒功率輸出段的低轉(zhuǎn)速狀態(tài)時(shí)，輸出扭矩相對 較小的缺點(diǎn)，由于這個(gè)缺點(diǎn)導(dǎo)致低速強(qiáng)力車削時(shí)，切削效率低的問題。.
本實(shí)用新型的目的可以通過采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn) 一種變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)車床主傳
動(dòng)系統(tǒng)，包括有主軸變頻電機(jī)(2)，電機(jī)傳動(dòng)裝置(3)，傳動(dòng)軸(4),傳動(dòng)齒輪(1)， 在主軸(41)上設(shè)有連接編碼器的齒輪(107)，其主要特點(diǎn)是所述的主軸電機(jī)(2)為變 頻電機(jī)；高速傳動(dòng)軸(44)上設(shè)有多聯(lián)滑移齒輪(6)，并在低速傳動(dòng)軸(42)上設(shè)有與
多聯(lián)滑移齒輪(6)相嚙合的變速齒輪(5)。
所述的變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)車床主傳動(dòng)系統(tǒng)，在低速傳動(dòng)軸(42)上還設(shè)有滑移齒輪(101、 109),固定連接齒輪(105、 104)。
所述變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)車床主傳動(dòng)系統(tǒng)，還包括有過渡軸(43)，在過渡軸(43)上設(shè)有 與滑移齒輪(101、 109)嚙合的傳動(dòng)齒輪(102)，與固定連接齒輪(104)相嚙合的傳動(dòng) 齒輪(103),主軸(41)上設(shè)有與固定連接齒輪(105)相嚙合的固定齒輪(106)。
所述的變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)車床主傳動(dòng)系統(tǒng)，所述的主軸電機(jī)(2)為六級變頻電機(jī)。
所述的變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)車床主傳動(dòng)系統(tǒng)，所述的變速齒輪(5)為變速齒輪(501)、變 速齒輪(502)、變速齒輪(503)。
所述的變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)車床主傳動(dòng)系統(tǒng)，所述的電機(jī)傳動(dòng)裝置(3)為傳動(dòng)輪(301)， 皮帶輪(302)，皮帶(303)。
本實(shí)用新型的有益效果是
本實(shí)用新型的車床主傳動(dòng)系統(tǒng)，是針對目前大量使用的普通車床的主軸箱的基本形 式，通過設(shè)計(jì)使之可以實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速電機(jī)配合少量齒輪換擋的無級變速方式。該主軸箱 的結(jié)構(gòu)可以適用于數(shù)控車床也可以適用于普通車床。
本實(shí)用新型的車床主傳動(dòng)系統(tǒng)基于現(xiàn)有普通車床的主軸箱傳動(dòng)的基本模式，
① 不改變現(xiàn)有普通車床的主軸箱的孔系結(jié)構(gòu)。
② 不改變現(xiàn)有普通車床的主軸結(jié)構(gòu)。
③ 不改變現(xiàn)有普通車床的主軸箱內(nèi)的背曲傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型的車床主傳動(dòng)系統(tǒng)采用變頻電機(jī)。為了充分發(fā)揮變頻電機(jī)的特性，在主 軸箱內(nèi)調(diào)整設(shè)計(jì)一組變速齒輪結(jié)構(gòu)，刪去其他不必要的齒輪傳動(dòng)，大大簡化了主軸箱的 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型的車床主傳動(dòng)系統(tǒng)采用六級變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)；六擋齒輪變速傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)無 級調(diào)速，主軸轉(zhuǎn)速在10 628r/min恒扭矩輸出，1 10r/min恒功率輸出。此種設(shè)計(jì)保證 了恒扭矩范圍非常廣泛，而在低速時(shí)，又有較高的扭矩輸出。在車削端面時(shí)保證加工質(zhì) 量，在低速時(shí)可以強(qiáng)力車削，提高生產(chǎn)效率。并且一個(gè)顯著的特點(diǎn)是充分利用通用的 車床主軸箱結(jié)構(gòu)形式。


圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的主軸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖2 (a)為本實(shí)用新型實(shí)施例的主軸轉(zhuǎn)速圖； 圖2 (b)為本實(shí)用新型實(shí)施例的主軸功率圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖所示之最佳實(shí)施例作進(jìn)一步詳述
實(shí)施例l:見圖l, 一種數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)，主軸伺服電機(jī)2，電機(jī)傳動(dòng)裝置3，
傳動(dòng)軸4，傳動(dòng)齒輪l，在主軸41上設(shè)有接編碼器的齒輪107,所述的主軸伺服電機(jī)2 為六級變頻電機(jī)；高速傳動(dòng)軸44上設(shè)有多聯(lián)高速滑移齒輪6，并在低速傳動(dòng)軸42上設(shè) 有與多聯(lián)高速滑移齒輪6嚙合的變速齒輪5。在低速傳動(dòng)軸42上還設(shè)有滑移齒輪101 、 109，固連齒輪105、 104。過渡軸43，在過渡軸43上設(shè)有與滑移齒輪101、 109嚙合的 傳動(dòng)齒輪102，與固連齒輪104嚙合的傳動(dòng)齒輪103，主軸41上設(shè)有與固連齒輪105嚙 合的固定齒輪106。變速齒輪5為變速齒輪501、變速齒輪502、變速齒輪503。電機(jī)傳 動(dòng)裝置3為傳動(dòng)輪301，皮帶輪302，皮帶303。
實(shí)施例2:見圖1、圖2、圖3，車床主傳動(dòng)系統(tǒng)，主軸電機(jī)2為六級變頻電機(jī)970r/min， 電機(jī)傳動(dòng)裝置3傳動(dòng)比為200/250，傳動(dòng)軸4，傳動(dòng)齒輪l,在主軸41上設(shè)有連接編碼 器的齒輪107，高速傳動(dòng)軸44上設(shè)有三聯(lián)滑移齒輪6為20齒、47齒、33齒，并在低速 傳動(dòng)軸42上設(shè)有與三聯(lián)滑移齒輪6嚙合的變速齒輪5為64齒、37齒、51齒。在低速傳 動(dòng)軸42上還設(shè)有滑移齒輪101、 109均為27齒，固定連接齒輪105為22齒，104為62 齒。在過渡軸43上設(shè)有與滑移齒輪101 、 109嚙合的傳動(dòng)齒輪102為77齒，與固定連接 齒輪104嚙合的傳動(dòng)齒輪103為22齒，主軸41上設(shè)有與固定連接齒輪105嚙合的固定 齒輪106為69齒。圖2 (a)為主軸轉(zhuǎn)速圖，圖2 (b)為主軸功率圖?？蓪?shí)現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)速 在10 628r/min恒扭矩輸出，1 10r/min恒扭矩輸出。
權(quán)利要求1.一種變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)車床主傳動(dòng)系統(tǒng)，包括有主軸變頻電機(jī)(2)，電機(jī)傳動(dòng)裝置(3)，傳動(dòng)軸(4)，傳動(dòng)齒輪(1)，在主軸(41)上設(shè)有連接編碼器的齒輪(107)，其特征是所述的主軸電機(jī)(2)為變頻電機(jī)；高速傳動(dòng)軸(44)上設(shè)有多聯(lián)滑移齒輪(6)，并在低速傳動(dòng)軸(42)上設(shè)有與多聯(lián)滑移齒輪(6)相嚙合的變速齒輪(5)。
2. 如權(quán)利要求1所述的變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)車床主傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征是在低速傳動(dòng)軸(42) 上還設(shè)有滑移齒輪(101、 109)，固定連接齒輪(105、 104)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)車床主傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征是還包括有過渡軸(43)，在過渡軸(43)上設(shè)有與滑移齒輪(101、 109)嚙合的傳動(dòng)齒輪(102)，與 固定連接齒輪(104)相嚙合的傳動(dòng)齒輪(103)，主軸(41)上設(shè)有與固定連接齒輪 (105)相嚙合的固定齒輪(106)。
4. 如權(quán)利要求1所述的變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)車床主傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征是所述的主軸電機(jī)(2) 為六級變頻電機(jī)。
5. 如權(quán)利要求1所述的變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)車床主傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征是所述的變速齒輪(5) 為變速齒輪(501)、變速齒輪(502)、變速齒輪(503)。
6. 如權(quán)利要求1所述的變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)車床主傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征是所述的電機(jī)傳動(dòng)裝置(3)為傳動(dòng)輪(301),皮帶輪(302)，皮帶(303)。
專利摘要本實(shí)用新型主要涉及車床的主傳動(dòng)系統(tǒng)。一種變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)車床主傳動(dòng)系統(tǒng)，包括有主軸變頻電機(jī)(2)，電機(jī)傳動(dòng)裝置(3)，傳動(dòng)軸(4)，傳動(dòng)齒輪(1)，在主軸(41)上設(shè)有連接編碼器的齒輪(107)，其主要特點(diǎn)是所述的主軸電機(jī)(2)為變頻電機(jī)；高速傳動(dòng)軸(44)上設(shè)有多聯(lián)滑移齒輪(6)，并在低速傳動(dòng)軸(42)上設(shè)有與多聯(lián)滑移齒輪(6)相嚙合的變速齒輪(5)。本實(shí)用新型的車床主傳動(dòng)系統(tǒng)采用六級變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)；六擋齒輪變速傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，主軸轉(zhuǎn)速在10～628r/min恒扭矩輸出，1～10r/min恒功率輸出。此種設(shè)計(jì)保證了恒扭矩范圍非常廣泛，而在低速時(shí)，又有較高的扭矩輸出。在車削端面時(shí)保證加工質(zhì)量，在低速時(shí)可以強(qiáng)力車削，提高生產(chǎn)效率。并且一個(gè)顯著的特點(diǎn)是充分利用通用的車床主軸箱結(jié)構(gòu)形式。
文檔編號B23Q5/00GK201009105SQ20072003143
公開日2008年1月23日 申請日期2007年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月19日
發(fā)明者張永生, 李維謙 申請人:天水星火機(jī)床有限責(zé)任公司